摘要：合理选择岩溶地区岩土工程勘探中钻探技术，能够有效提升岩土工程勘探的有效性。文中以实践项目为例，结合岩溶地区岩土工程勘探钻探技术体系的类型进行阐述，综合常见技术体系的应用优势以及应用过程展开了一系列的探讨与分析。
关键词：岩溶地区；岩土工程；勘察；钻探技术；优化策略
0引言
岩溶地区的地理结构较为特殊，有着大量的溶洞以及溶沟，在进行沿途工程勘探的过程中，选择合理有效的钻孔技术，能够提升勘探有效性，也可以有效避免后期勘探技术变更而导致的成本增加以及影响施工进度。因此文中以具体的岩溶地区地质环境条件作为背景，分析不同应用情况以及具体应用方式，以进一步增强严重地区岩土工程勘探有效性。
1岩溶地区地质环境条件分析
该工程的主要勘察区域，为石灰岩岩溶区，且类型为覆盖型，岩溶区石灰岩的上层直接覆盖了第四系地层，发育岩溶、土洞、构造带以及软土层等，另外通过地下水勘探，发现地下水活动较为频繁，周边有较为明显的暗河通道；覆盖层大多为卵石层，其分布状态以及厚度具有较为明显的变化趋势。综合整体的地理环境来看，工程条件以及水文地质条件较为复杂，结合实际情况进行勘探之后，决定拟建建筑物的地基基础，利用钻孔灌注桩作为主要的地基结构，持力层为最下方的石灰岩层。为了进一步了解整体区域内的岩溶发育情况，有效确定桩基长度、嵌岩深度以及桩径，选择钻探的方式进行区域勘探。
2钻探技术体系的具体原理及准备
在当前的地质工程勘探过程中，钻探技术体系主要为回转钻探以及冲击钻探。在选择钻探技术体系的过程中，必须要结合具体的地层结构以及实际的发育特点进行综合分析，了解不同状态方法的适用性，这样才能有效实现地下区域的精准分析。另外，钻探过程中需减少对地层的扰动，进一步提升钻探效果，增强地基基础的稳定性。通常来讲，若钻探的深度不深，往往以液压钻探机为主。本次所选型号为GXY-150型、XY-100型，在钻探作业之前需要选择钻具，并且结合套管和岩心管，合理选择钻头、膨润土、粘土水泥以及其他的施工设备。在钻探作业施工的过程中，需要快速穿越第四系覆盖层，了解石灰岩地层的具体情况以及岩溶区域的发育程度，并结合常规钻探施工过程中可能出现的问题，制定前期的优化解决方案以及补漏预案，做好技术交底，强化工作人员的培训质量。就钻探流程而言，首先需要进行钻孔点位的测试，然后平整场地，将钻机移到钻孔点位，在场地周边制作泥浆池，通过持续性的钻进、取样以及测试，检测地下的静止水位参数，检测结束之后进行封孔、清理场地，然后转移到下一个孔位，进行重复性检测。
3不同区域下的钻探技术分析
由于岩溶区域的地理发育状况较为复杂，涉及到不同种类的地层结构，因此需要结合不同地层的实际特点，选择不同的钻探技术体系，这样才能够有效提升岩土勘探的质量，通常来讲可以从以下几个角度进行针对性地选择和分析，不同底层结构中的勘测点深度的选择如表1所示。
3.1粘性层的钻探施工
针对粘土层的钻探施工来讲，在钻孔开孔之后，可以利用锤击的方式进行钻进。同时需要通过前期的试验，选取、检测分析土壤成分，通过泥浆护壁进行回转钻进，合理应用套管护壁能够有效提升分层的精准性，同时可以结合2m的参数来进行回转进尺的控制。
3.2卵石层的钻探施工
首先在钻探作业之前，需要检测卵石层的厚度，若厚度较小，可以直接利用泥浆护壁回转功能，也可以直接采取回转钻探的方法进行施工。在对卵石层进行钻进的过程中，必须要配合套管来进行钻孔的孔壁保护，若区域内存在高密度的卵石层，可以直接采取回转钻进的方式进行施工。另外，大部分的卵石层伴生地下水，有着大量的地下水孔隙，在钻进的过程中可能会出现孔内漏水以及涌泥等情况，极易导致孔壁坍塌，因此可以在钻进期间加入适量泥土，通过泥浆护壁的方式来提升回转钻探的效率。若出现塌孔等情况，首先应该结合实际的钻进深度进行检测，了解塌孔的具体原因，选择合理的方式进行处理之后，确保安全无误才可以继续钻进。遇到密度较大的卵石层石，由于卵石层颗粒较大，局部套管放置可能会出现压力，因此可以通过厚壁套管利用重锤冲击的方式来进行套管放置，同时要避免出现套管卷口等情况，可以增加套管来提升其施工效率和质量。
3.3软土层的钻进施工
针对软土层进行钻进施工，可以结合实际情况选择镇静方法，当前现存的钻进技术都有一定的应用优势，但是在钻进施工的过程中，若土壤层中存在较多可塑性较低的结构，在提钻过程中可能会出现缩径等情况。另外，由于地下水位变化过于复杂，可能会出现孔壁坍塌等情况。那么在施工期间，可以选择直径较大的钻头进行作业，也可以通过套管配合肋骨钻头，进一步加强对孔壁的保护程度和力度，减少塌孔以及缩径等情况的出现。
3.4岩溶石灰岩层的钻进施工
岩溶石灰岩层是本次工程的持力层，其厚度以及完整性必须要得到充分的保障，因此在落实岩土工程勘探的过程中，必须要了解熔岩石灰岩层的实际发育情况，结合设计深度，做好石灰岩层的完整性探查，结合其规模大小以及具体的形态特征，制定科学的钻孔灌注桩施工方案，这样才能够有效提升整体工程的稳定性。本工程的石灰岩岩溶层发育位置较浅，在钻探作业过程中，孔中存在漏失情况，漏浆漏水现象较为常见，尤其是在遇到充填溶洞时，可能会出现坍塌以及埋钻等情况，具有较大的安全风险隐患。因此在钻进过程中结合实际的岩溶裂隙地带，可以通过粘性黄土、膨润土以及水泥浆等材料进行护壁施工。
3.4.1泥球护壁联合套管法
若存在溶槽、溶洞以及溶沟等情况，可以通过局部灌浆的方式填充溶洞，来提升后期钻进以及施工稳定性。例如，本工程选择了泥球护壁联合套管法进行施工，主要针对存在较多岩溶裂隙的区域，原有的黄土以及膨润土的填充效果不佳，便可以将湿粘土球下到孔内，钻具下入过程中，上下进行挤压，在下降的过程中，会将所有的泥球挤到周边的缝隙中，从而形成泥浆，再通过扫孔作业，有效增强护壁保护力度。若溶洞中的填充物较少或者大部分填充物为流塑型，质地较为松散时，那么在钻进期间会对周边地层形成较大扰动，可能会出现塌孔以及卡钻等情况。因此在该过程中必须要配合捞渣作业，为了增强捞渣效率，可以下入第一级套管，然后利用锤击套管的方式，配合钻进作业，达到最大深度。
3.4.2多层套管进行护壁
针对部分泥球无法填充的较大熔岩缝隙，在钻探作业之前，应了解周围场地的具体岩土工程信息，全方位把控溶洞的实际发育状态以及规模，通过前期的地下勘察来分析溶洞数量以及发育规模，制定优先防控方案，及时调整钻孔的结构，并且结合实际情况，落实套管施工。若地层结构中存在较多的溶洞，首先需要将钻具提出，然后取出岩芯，选择146mm的合金钻具进行扩孔操作。
4岩溶地区岩土工程勘察质量的优化策略
在构建了完善的技术体系之后，还需要综合岩溶地区岩土工程勘察容易出现的问题，进行针对性的策略优化，这样才可以为后续的施工发展奠定良好的基础。
4.1优化工程前期方案
在针对严重地区进行岩土工程勘察之前，必须要详细分析整体工程环境，在既有资料以及勘察技术的基础上，打造具有针对性的钻探方案及优化方案。岩土勘察技术类型一般分为钻探、物探、化学勘探三类，辅以钻孔电磁波CT、钻孔数字摄像等手段进行。应当结合岩溶地区特点、实际地质条件等选择技术手段，也可以结合具体效果进行分析。
4.2做好勘察钻机设备运行状态的监测分析
勘察钻机设备是整个岩土工程钻探中的重要主体，设备是否能够稳定运行至关重要，因此必须落实好钻探工作设备的质量监测。当前以智能化为基础打造的自动化监测体系已经成为了多方关注的重点。建立在遥感设备、PLC自动控制系统、中心站以及互联网终端的基础上打造的人机交互型监测体系，能够有效分析不同设备自身的运行状态，并且将设备自身运行的相关参数记录下来，帮助后续进行追溯性分析。
4.3做好地基变形参数的计算
由于岩溶环境下的岩体、土体本身承载力较弱，在受到外力影响下，容易出现变形，而变形量大小将决定该地基是否能够用于工程建设，因此，结合实际的工程环境进行地基变形参数的计算，能够为后续的勘察作业以及工程施工打好基础。在进行变形参数计算时，可以结合当前的建筑地基基础设计规范进行操作，但是也要严格分析地下是否存在地下水，地下水的存在会直接导致地基形变，存在不可预见性。尤其是受到季节性降水的影响，可能会出现较为危险的事故。因此以这些条件作为参考，其压应力取值应在200kPa以上，同时具体的变形量计算要采用取样方法，先得到其实际压缩模量，后进行压缩试验，得到实际压力值，最终将压力值代入计算方法中进行计算即可。
4.4打造最灵活的调整方案
岩溶地区的地层结构以及外界环境具备较强的多变性，在实际的勘察钻探施工过程中，可能会出现较多的临时风险，针对这些问题要及时制定前期预控方案，并且综合既有的工程类案例进行经验总结。例如在对岩溶发育基岩进行钻探时，必须要了解整体施工环境的地层地貌，准确计算岩心采样率。若钻探过程中出现了泥浆流失或者埋钻和烧坏钻头等现象，必须及时调整方法。方法调整需要结合具体的环境岩层结构以及土壤成分进行分析，这样才可以为整体工程的有效推进提供根本保障，也能够保障人员以及机械的安全。
5结语
综上所述，由于岩溶地区的地质结构较为复杂，将直接影响整体工程的建设质量，因此在前期的岩土工程勘探过程中，钻进技术的选择必须要结合实际情况，同时，要了解临近场地周边的地质情况以及沿途工程信息，合理设计钻孔方案，结合具体的地层成分以及类型调整钻孔作业的流程和技术体系，通过前期预控方案来预判钻进过程中可能会出现的问题，这样能够有效提升岩土工程勘探的效率和质量，同时也可以为后续的实际施工奠定基础，进一步提升工程的安全性和稳定性。
作者：陈志辉 单位：中国建筑材料工业地质勘查中心福建总队
