旋挖钻机在喀斯特地貌地层钻进技术讲解(图)

喀斯特地貌又称为岩溶地貌，是由可溶性岩石在溶蚀性地下水的长期作用下形成的。该类地貌在我国西南地区广为分布，其中尤以云南、贵州、四川、江西以及广西所占面积最广。这些区域拥有大量的碳酸盐岩、硫酸盐岩和卤化盐岩，这些可溶性岩石在流水的长期侵蚀、冲蚀等作用下，在地表和地下形成了各种复杂的地质形态。

目前，国内主要采取打眼放炮人工取渣和人工挖孔的方式来进行喀斯特地貌的基础施工，这种施工方式效率极低，安全隐患很大，已很难满足现代施工效率和安全、环保等方面的要求，急需先进的施工方式予以取代。旋挖钻机作为公认的高效、环保的桩工设备，自然被视为解决喀斯特地貌钻进难题的希望之选。但是由于喀斯特地貌形态复杂多变，旋挖钻机在钻进过程中很容易造成斜孔、卡钻以及漏浆等严重事故，所以目前还鲜有旋挖钻机在喀斯特地貌成功施工的案例出现。

案例分析

2010年6月，三一SR280R入岩型旋挖钻机在沪昆高铁江西段的萍乡后平乐特大桥参与施工。钻孔直径1.0m，孔深由27至34m不等。考虑到萍乡地区岩溶地质较为常见，该工程要求旋挖钻机能够施工灰岩、溶洞等地层。由于此前国内尚无旋挖钻机在灰岩、溶洞地层的施工先例，机主请求三一工法研究院能够派人进行现场辅助施工。

钻头钻顶加装导向条

问题分析

岩溶地质的施工难点主要在于地质条件的复杂以及施工中偶发事故较多。这一标段上层为粉质黏土，基层是弱风化灰岩层；有些桩位含有角砾层，易塌方；含有岩洞的桩位较多。由于施工时节降雨量大，地下水十分丰富，地表以下1m左右可见地下水冒出，这也给施工增加了难度。本工程主要有以下几点施工难点需要解决。

漏浆塌孔 由于溶洞地层的复杂性，及地下溶洞形态大小的不可预见性，施工过程中极易出现漏浆塌孔现象，特别是在地下溶洞互相贯通的情况下，极易出现漏浆塌孔现象。

埋钻、卡钻 溶洞地层施工过程中，在钻机提钻时极易发生埋钻、卡钻现象。当溶洞中无填充物时，提升钻具时钻具的顶板极易和洞顶卡在一起，导致卡钻；当溶洞内有灰岩、碎石及软塑或流塑状的黏土等充填物时，施工过程中则较容易出现埋钻事故。

斜孔 在溶洞顶部的灰岩层，由于灰岩的岩面变化较大，大部分桩位的灰岩都可能呈现很大的斜面，钻进时稍有不慎就会造成斜孔事故。

解决措施

漏浆塌孔事故的预处理 对于无填充物而且较小的溶洞，可向溶洞内填入片石、黏土和水泥，使得填充物高出溶洞顶板1 m。钻机采用不进尺慢钻操作，将填充物挤入溶洞，从而封堵住可能存在的渗漏，以形成稳定的孔壁，并防止偏钻。

对于大量漏浆的溶洞，可以向内泵入混凝土，填充至溶洞上方1m处，待其初凝后继续钻进。对于相互连通的特大溶洞，为减少混凝土的灌注量，可以钻孔至大溶洞时，向孔内抛入块石，然后用低标号混凝土灌满，待混凝土有一定强度时再继续钻进。

对于较大的溶洞可以采取钢护筒跟进的办法，但是施工成本较高。