[发明专利]一种砾石土快速成孔法

说明书

本发明涉及一种在砾石土中地质钻孔的方法，特别是在砾石块度大，硬度高，层厚深的砾石土层的砾石土中快速成孔的方法。

现有技术在砾石土中钻孔的方法，是用钻机驱动硬质合金钻头在砾石中旋磨钻进，当砾石硬度高，块度大时，钻头磨损率高，更换频繁，施工进度缓慢，费用高昂。

本发明针对现有技术的不足，提出了一种在大块度，高硬度，厚度深的砾石土中，先将砾石破碎，再用钻头常规钻进的块石土快速成孔法。

本发明的任务是这样实现的，用钻机驱动硬质合金钻头在砾石土中旋磨钻进，并以常规套管跟进，在钻孔过程中遇到大块度或高硬度砾石时，先维持旋磨钻入砾石，提钻，换用冲击锤或小号钻头粉碎孔内残留岩芯，形成炮孔，撤出冲击锤或小号钻头，清除孔内石屑，在炮孔中投入药包后封堵炮孔，引爆使砾石破碎，继续常规钻进。实施时，当钻头遇到硬质或大块砾石时，钻进速度明显降低，即可判定遇到硬质或大块砾石，即可采取本发明的方法，将砾石炸碎。

上述的砾石土快速成孔法，在砾石上钻出的炮孔深度约为砾石粒径的三分之一，药包的药量按2号岩石炸药每立方米砾石用0.5-0.8公斤的爆破量计。岩石的粒径是按当地地质情况和施工经验估算的平均值。

上述的块石土快速成孔法，若砾石的粒径难以确定，在砾石上打炮孔的深度为30-40厘米，药包的药量按2号岩石炸药每立方米砾石用0.4-0.6公斤的爆破量计。

上述的砾石土快速成孔法，炮孔打好后，采用高压水向炮孔内冲灌，使石屑随水流溢出套管口外。以清除炮孔内的石屑。

上述的砾石土快速成孔法，炮孔采用泥土封堵，封堵高度不小于2.0米。

上述的砾石土快速成孔法，当地下水位高于药包1.5米时，炮孔可采用水封堵，封堵水柱高度不小于1.5米。

上述的砾石土快速成孔法，放药包时若有水侵入，药包用防水药包。

本发明与现有技术相比，在砾石土层遇到大块度或高硬度砾石时，采取了爆破的方法先将砾石炸碎，再常规钻进，不仅减少了钻头的磨损，使施工费用节省了60%以上，而且提高了施工进度，使施工工期节省了50%以上。

图1为本发明在钻孔过程中遇到大块度或高硬度砾石时，先维持旋磨钻入砾石的示意图。

图2为本发明换用冲击锤粉碎孔内残留岩芯，形成炮孔的示意图。

图3为本发明将药包投入炮孔用水封堵的示意图。

图1、图2、图3为本发明实施过程的示意图，图中，由钻机驱动的硬质合金钻头（2）在砾石土中旋磨钻进，并以套管（1）跟进，遇到大块高硬度砾石（3），先维持旋磨钻入砾石（3），换用冲击锤（4）粉碎孔内残留岩芯（5），形成炮孔，清除石屑，投入药包（6）后封堵炮孔，引爆使砾石（3）破碎，继续常规钻进。

实施例一、用钻机驱动硬质合金钻头在砾石土中旋磨钻进，并以常规套管跟进，在钻孔过程中钻进速度明显降低，判定遇到大块砾石，根据此处地质状况，估计砾石粒径在1米左右，并断定地下水位在该砾石之下，先维持旋磨钻入岩石0.3米，提钻，换用冲击锤粉碎残留岩芯形成炮孔，撤出冲击锤，采用高压水向炮孔内冲灌，使石屑随水流溢出套管口外，以清除炮孔内的石屑。在炮孔中投入2号岩石炸药药包，药量为0.5公斤。然后将炮孔上方采用泥土封堵，封堵高度为2.0米，引爆使岩石破碎，继续常规钻进。由于爆破破碎作用，使原需要更换十余个钻头，费时8个小时的旋磨钻进，简化到只需一个钻头需时1个小时即可完成。

实施例二、用钻机驱动硬质合金钻头在砾石土中旋磨钻进，并以常规套管跟进，在钻孔过程中钻进速度明显降低，判定遇到硬质岩石，此处地质状况复杂，难以估计岩石粒径，但地下水位超出砾石1.5米，先维持旋磨钻入岩石30厘米，提钻，换用小号钻头粉碎残留岩芯形成炮孔，撤出小号钻头，采用高压水向炮孔内冲灌，使石屑随水流溢出套管口外，以清除炮孔内的石屑，在炮孔中投入胺松腊防水药包，药量按0.5公斤，炮孔上方采用水封堵，封堵水柱高度为1.8米，引爆使岩石破碎，继续常规钻进。由于爆破破碎作用，使原需要更换十余个钻头，费时8个小时的旋磨钻进，简化到只需一个钻头需时1个小时即可完成。