2022年Dl水利水电工程钻探规程.docx
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1、精品学习资源水利水电工程钻探规程DL 5013-92主编部门:水利部、能源部东北勘测设计院批准部门:中华人民共和国能源部、水利部水利水电规划设计总院1 总就2 预备工作及开孔3 掩盖层钻进4 硬质合金钻进5 金刚石钻进6 钢粒钻进7 特殊条件和有特殊要求的钻探8 水上钻探9 大口径钻进10 冲洗液和护壁堵漏11 事故预防和处理12 钻探质量13 钻探机械的使用与爱惜附录 A岩芯钻探岩石可钻性分级表附录 B机场治理制度附加说明中华人民共和国能源部、水利部关于发布水利水电工程钻探规程DL501392 的通知能源技 1992 838号由水利水电规划设计总院组织东北勘测设计院等五个单位编制完成的电力行
2、业标准水利水电工程钻探规程,经能源部、水利部审查批准,现予发布;标准编号为DL5013 92,自 1993 年 3 月 1 日起实施;该标准由水利电力出版社出版、发行;请将执行中的问题和看法,告水利水电规划设计总院;1992 年 9 月 8 日擅自移位;欢迎下载精品学习资源2 2 2钻场地基要求坚实,钻场位于松软岩层上时要挖好排水沟;钻场位于斜坡上时,填方部位不得大于地基面积的1 3 或接受桁架式钻场;在有可能发生沉陷的地方应实行加固措施,特殊在接受车装式设备时,其车轮或塔架底座均应铺设厚板,以减小单位压力;除一般钻场外,仍可以架设钢管桁架钻场,高出地面一般为1.5m, 以便在钻场下连接套管进
3、行跟管扩孔钻进、铺设冲洗液循环系统和机械设备装卸搬迁;32 2 3修建钻场的同时修建好冲洗液循环系统,包括沉淀槽和贮水池 等;沉淀槽具 1 50 的斜度,长度与宽度以解读出岩粉为原就;贮水池或贮水箱的容积要大于1m;2 2 4陡坡修建钻场应遵守以下规定:( l )清除坡上的活动块石,设置禁止人畜进入活动的标志,必要时设置护栏;( 2)弯曲险路应设置牢靠的栏杆;2 2 5基枕木、基台木按孔深及机械类型确定;机械安装时要求稳固、周正、水平,各部联接螺栓要加垫固紧;各传动轮必需对线,钻孔中心与立轴和天车前沿必需在同一条直线上;2 2 6直立和拆卸钻架必需在机长统一指挥下进行;立架时,左右二边设置牵引
4、绷绳以防翻倒;滑车除检查和加油外,仍应设置爱惜装置;轻型钻架的整体搬迁,只答应在平整地区进行,高压电线下严禁整体搬迁;钻架架腿必需压住钻机基枕木;安装斜孔钻架,前两腿与水平面夹角小于钻孔设计角度2 5, 而后腿应与水平面呈77 83的夹角;天车位置要稍高于钻孔中心延长线;2 2 7拆卸机械时,严禁猛敲乱打;解体后,零部件的孔眼应堵严, 外表油管、螺钉、螺母等小件应即装回原位或妥当保管;电机设备必需严防油水污物入浸;钻场电线均应绝缘良好;2 3开孔与止水2 3 1掩盖层开孔一般接受打入厚壁孔口管的方法,打入时要随时校 正其角度和方向;基岩开孔在地面可用人工凿出一个浅坑,然后用短钻具 钻进,当钻头
5、已进入岩石30mm左右时,即应调整钻机的位置,使立轴中心线与钻孔方位倾角符合设计要求;基岩开孔如在水下,也需打入厚壁孔 口管确定深度;2. 3 2为水位观测资料的正确和钻进的顺当进行,孔口管要求下入一定深度,一般松软岩层要求下入隔水层中,基岩要下入较完整的相对隔水层中,使地表水不流入钻孔和冲洗液不致大量漏失;下入基岩确定深度的止水套管,管脚应当止水和固定,以期隔离上部含水层,防止上部岩石掉块和套管丝扣卸开等;常用止水方法有粘土、水泥、胶塞三种,其留意事项如下:欢迎下载精品学习资源( 1)粘土止水在干孔成效较好;为提高止水性能,可掺杂水胀性材料;施工时,将粘土球投入孔底,捣实后打入套管即成;(
6、2 )水泥止水成效较好,但时间长;施工时用导浆管将水灰比0.4 0.5的水泥浆注入孔底,或用特地的注浆器注入孔中达0.3 0.5m高度,然后慢慢下入套管,待水泥凝固后即可钻进;( 3)胶塞止水是在管靴外套以胶塞,利用锥面或上下挤压的作用使胶塞膨胀而塞住;胶塞止水的操作要做到:下管之前用导向钻具变径钻进确定深度;下管前用钻具清理一次孔壁,使胶塞不致由于探头石阻碍而中途塞住;当孔壁管直径小于开孔直径一级以上时,要先下入导向钻头修整,使胶塞能顺当通过变径地段;3覆 盖 层 钻 进3. 1回转钻进3 1 1泥浆护孔硬质合金钻进留意事项:( 1)适宜土层或砂土层;( 2)开孔时必需打入长度不小于3m的孔
7、口管;孔口管要求正直, 管径应大于钻具12 级;( 3)接受肋骨钻头时,应加大硬质合金内出刃3mm,钻具长度大于 3m;( 4)钻进中应保持充分的冲洗液排量,并保持较高的钻进速度;( 5)接受低失水泥浆,钻进中发生孔内造浆或稀释时,应准时调整泥浆指标;( 6)回次钻进终了时,干钻100 150mm左右卡取岩心;( 7)接受一般单管钻具,深孔要用投球单管钻具,退出岩心接受水压法;3 1 2跟管护孔硬质合金干钻留意事项:( 1)适宜采样要求较高的砂层及砾石层中钻进;( 2)钻具长度 2m为宜;( 3)钻进方法用小一级单管干钻取样,再用大一级钻具扩孔;( 4)每次干钻取样进尺不得超过0.5m;( 5
8、)准时跟入套管;3 1 3螺旋钻、勺钻钻进留意事项:( 1)适宜地下水位以上的土层、砂土层的浅孔钻进;( 2)钻进时应经常提动钻具,防止夹钻;( 3)每次进尺不得超过0.5m;( 4)螺旋钻具螺旋角的选择,应适合地层特点;3. 1. 4跟管护孔钢粒钻进留意事项:( 1)适宜砂卵石层,含有漂石、崩积物的深厚掩盖层的钻进;( 2)为中意水文地质试验要求,可接受清水钻进;欢迎下载精品学习资源( 3)一般接受 168mm或 219mm外接箍套管开孔;( 4)厚壁套管跟进深度以小于30m 为宜,以后可逐级跟进 146mm以下各级套管至基岩;3 2 2有阀打入(压入)取样钻进留意事项;( 1)适宜流砂层、
9、污泥层;( 2)因孔壁极不稳固,应先打入套管,然后取样钻进;( 3)弹簧管打入取样钻进也属此类,可以防止岩样脱落,适宜在砂层中钻进;3 2 3冲击管钻取样钻进留意事项;( l )适宜卵石最大粒径小于130mm的松散地层;( 2)依据地层卵石最大粒径选用钻具规格,原就上卵石最大粒径应小于管钻阀门张开后的直径;( 3)依据地层情形选用跟管护孔或泥浆护孔;( 4)抽筒长度不得小于1.6m,冲程 150 300mm;( 5 )跟管护孔应先打管后掏料;管钻外径与套管内径间隙保持5 10mm;( 6)管钻抽料以不超过半管为宜,以防止砂石涌出卡钻;3 2 4泥浆护孔冲抓锥钻进留意事项:( l )适宜砂卵石地
10、层钻进,孔径为500 1300mm的供水井或管柱桩工程,以及大口径钻孔的开孔钻进;( 2)一般接受 CZ22、CZ30 型冲击钻机钻进;( 3)冲抓锥质量为1.5 2.5t ,破岩与取样相结合;( 4)破岩工具仍要配用一字钻头和十字钻头;( 5)孔口管内径应大于钻头直径200mm,长度不得小于1.5m,孔口管四周要用粘土夯实;( 6)孔内泥浆液面应保持在地下水位3m以上;( 7)孔内岩渣准时用抽筒打捞,其沉淀层厚度不得超过0.5m;3 3孔内爆破孔内爆破是掩盖层钻进时的一种帮忙手段,协作其他钻进方法,以利于穿透大直径的孤石或漂石,也用于事故处理;3 3 1孔内爆破留意事项:( 1)爆破材料必需
11、进行防水处理;本着有用安全的原就,常接受预制的塑料袋,将炸药雷管妥当组装捆牢,外围用牛皮纸包装成圆柱形再捆紧,使药包外径小于套管内径 20mm即可;( 2)孔内爆破的药量与漂石粒径和药包顶部与管靴底端的距离有关,其装药量见表 3.3.l ;( 3)爆破药包的包装必需由有体会的人在远离机场的安全范畴外进行作业;欢迎下载精品学习资源( 4)进行一般性孔内爆破时,药包与孔口安全距离,在水下作业应大于 3m,干孔作业应大于5m;( 5 )药包下部要用重物坠住,以防药包漂浮而不在预定位置起爆;( 6)处理孔内盲炮,如遇胶质炸药应下小型药包引爆,对硝铵炸药钻坏药包使之溶解即可;( 2)选用胎体硬度较低或胎
12、体耐磨性低的钻头;( 3)适当提高钻压、降低转速;(4)削减钻头底面积(接受薄壁钻头或增大水口宽度,选用金刚石浓度低的钻头);( 5)削减冲洗液量或在冲洗液中加入研磨颗粒,促进自锐;5当打滑地层薄又没有防打滑钻头时,可以连续用更换新钻头的方法穿透,也可以接受以砂轮片磨锐金刚石的方法;( 7)接受孔底冲击器进行冲击回转钻进;5. 4. 4取心和防止岩芯堵塞:( l )应接受加工精良的单动双管钻具,在节理发育、倾角小的岩层中钻进,可接受内管镀铬和喷涂塑料等措施;( 2)金刚石钻进一般用卡簧卡取岩芯;取心时,必需先停止回转,将钻具提离孔底拉断岩芯;( 3)钻进时不得任凭提动钻具;当孔深较浅,往往在立
13、轴倒杆时由于冲洗液的作用而使钻具浮起,造成岩芯堵塞或折断,所以要适当调小泵压;禁止不停钻倒杆;( 4)振动是造成岩芯堵塞的缘由之一,应积极防止振动,以削减岩芯堵塞;5. 4. 5 防止孔壁掉块和探头石:( l )设计合理的钻孔结构,准时变径和下入套管或进行灌浆处理;在条件答应时,接受低固相或无固相冲洗液钻进;( 2)升降钻具要平稳,适当降低提升速度;( 3)适当加大扩孔器的外径;( 4)降低冲洗液的粘度,增加冲洗液的流淌性和润滑性;( 5)降低转速、钻压,削减钻杆对孔壁的振动力;5 5金刚石钻头的治理欢迎下载精品学习资源5 5 1金刚石钻头和扩孔器的现场治理:( l )由机长负责钻头和扩孔器的
14、治理,编组排队分发各班使用,监督检查,分析评判钻头使用情形,回收钻头并整理使用卡片;( 2)机组必需配备游标卡尺及存放钻头与扩孔器的专用木箱;5 5 2金刚石钻头和扩孔器领退规定:( 1)领取新品时,应交回数量相等的旧品并附带使用卡片;( 2)凡非正常磨损或因事故损坏的钻头和扩孔器,必需随带事故报告单;5 5 3金刚石钻进时,钻头的品种、规格和性能,要依据岩层的特性等来选用,为此每个工地要有确定的备用量,机组也必需有确定的备用量;5 6绳索取芯钻进绳索取心钻进时,除遵守一般金刚石钻进规程外,仍必需执行以下规定;5. 6. 1绳索取芯钻进适用的范畴:( 1)绳索取芯钻进在当前各种条件下,比较适宜
15、于9 级以下的岩层中钻进,因钻头的接触底面较大,钻压要大,就要有高强度的钻具和丝扣连接才能中意要求;7特殊条件和有特殊要求的钻探7 1岩溶地层钻进7 1 1岩溶地层钻进应遵守以下规定:( 1 )当溶洞深度不超过3m 时,可加长粗径钻具;洞深超过3m时,应下入套管导向;( 2 )钻进时钻压不行过大;留意断钻、掉钻,倒杆时应吊住钻具;起下钻时应留意钻具受阻造成事故;( 3)遇有连续溶洞,无法进行冲洗液循环时,应下入套管止水堵漏;( 4)应精确测定溶洞顶、底板的高程;( 5)溶洞中有充填物时,应取样储存;7 2坡、滑坡区钻探7 2 1陡坡区钻探中留意事项:( 1)不准在坡上进行人类活动或放牧;( 2
16、)遇 6 级以上大风或雨雪连绵天气和地震期间应停止施工,复工前进行安全检查;( 3)遇暴雨时,应留意山坡坍塌或冲垮基台;( 4)弯险道路或有塌方危险的地段,应设有明显安全标志,晚间欢迎下载精品学习资源应有足够的照明;7 2 2滑坡地段钻探应遵守以下规定:( 1 )依据地层情形及滑坡体的稳固程度等确定下套管深度及方法;( 2)当钻进至离滑坡面邻近或发觉有滑动面迹象时(如脆弱面、地下水等),要实行有效措施,提高岩心实行率,回次进尺为0.3 0.5 m ,以确定滑动面位置和产状;( 3)钻进中准时取样鉴定,并做好水文地质观测和记录;( 4)必要时设专人观看滑坡体的动态,如发觉有运动征状,马上撤离至安
17、全地区;7 3套钻与随钻定向取芯7 3 1套钻适宜于构造破裂的地层和脆弱层的钻进,其目的是取出高质量的原状岩芯;假如与随钻定向取心相结合,就是查明复杂地层的构 造、产状的一种牢靠的手段;7 3 2套钻是在钻孔中先钻一个小直径中心孔,然后插筋并灌注粘结剂,待凝固后再用大直径钻头套钻取岩心;其工艺过程规定如下:( 1 )中心孔直径小于36mm,钻进深度与插钢管长度相等,约为 1 1.5m,钻具要有扶正和导向装置,使中心孔保证与钻孔轴心线重合, 其偏心距应小于5mm;( 2)为保证取心率100,钻中心孔之前要注入聚脂后磨孔并同时开出中心浅孔;( 3 )中心孔钻完后要完全冲净孔底岩粉,岩粉沉淀不得超过
18、50mm;为此,可在异径接头处增大过水断面,并在其上接取粉管;钻具开孔;钻压宜稍偏小,小的泵量与投砂量,以保持最小孔壁间隙,转速 40r min,回次进尺 0.5 1.0m ;7. 5. 2. 3金刚石钻进:接受 219mm或 168mm的钻头开孔,用 150 或 130mm金刚石钻头钻进;为了缩小钻具与孔壁间隙,应使用扶正接头;7 5 3防斜措施:( 1)钻杆上加扶正器,使用导向岩心管,粗径钻具的长度不小于欢迎下载精品学习资源6m;( 2)合理把握钻进技术参数,把握钻进速度;( 3)尽量接受金刚石钻进;欢迎下载精品学习资源7. 5. 4测斜方法7. 5. 4. 1钻进时,每回次都要用浮筒测斜
19、器进行测斜,发觉问题准时订正;7. 5. 4. 2钻至基岩 15m 是把握孔斜的关键孔段,每钻进O.5 1.0m, 应测斜一次;在现场应绘制钻孔实际偏斜图;欢迎下载精品学习资源7. 5. 5纠斜方法7. 5. 5. 1导向板纠斜:导向板挂在安装钩上,用钻杆将板顺纠斜方位送至待纠斜位置,检查无误后,压下钻杆,切断安装钩的下销钉,使安装钩脱出,回填水泥砂浆至导向板顶端,待凝固后钻进;7. 5. 5. 2超径纠斜:累计钻孔水平位移不超过20mm时,可投入大于 4mm 的钢粒,原地回转12h,造成孔壁严肃超径,再缓慢钻进,逐步进行纠斜,也可用扩孔器扩孔;7. 5. 5. 3孔底埋管纠斜:将一根小一级的
20、套管(底部用木塞封住), 下至孔底,下段长2m 用反丝扣连接;经浮筒测斜定孔口中心及套管底部中心后,以适量水泥浆灌注孔壁与套管底部的间隙至1.8m 左右;待凝固后,卸脱起出2m 以上的套管,使孔底套管形成孔底中心导正器;再用无内出刃钻头,以埋定的套管为轴心钻进;7. 5. 5. 4跳级换径纠斜:即一次缩小孔径1 2 级,如用 273mm钻头钻至确定深度,发觉钻孔偏离轴心线较大时,用 219mm套管作导正管,底部一侧镶嵌一块钢板,下至孔底;经浮筒测斜,旋转扶正套管使轴心线居中,以水泥将套管固定,再用168mm钻头钻进;7. 5. 5. 5偏斜法:钻孔偏斜时,将小一级套管(在管脚处焊一偏心环)下至
21、孔底;因套管与孔壁间隙大,在大管内用浮筒测斜器将套管定位并固定,下小一级钻头钻进0.5 1.0m,再起出套管,下锥形钻头,使锥形小头部分进入小孔,稳固钻具,锥形大头部分即能将钻孔一侧扩掉;7. 5. 6终孔验收倒垂孔完成后,应马上冲洗钻孔,清除孔底残渣,下爱惜管,然后自下而上每隔5m 逐段测量孔斜,作为钻孔验收的资料;体会收合格后,做好孔口爱惜;7 6地应力测试孔钻进7. 6. 1地应力孔的基本要求:( 1)孔径:大孔为 110 或91mm,小孔为 46 或 36mm;( 2)钻孔孔壁光滑平直,孔径均匀一样,无凹凸不平现象;7 6 2测试孔施钻方法;( 1)开孔:如孔口表面不平,可用水泥浆抹平
22、;应接受金刚石钻头或合金钻头开孔;有掩盖层时,导向管要大于孔径一级;( 2)试段检查:钻至预定深度,取出岩芯,仔细观看节理、裂隙发育情形,是否符合测试要求;( 3)孔底处理:检查孔底有无残留岩芯,如超过100mm时,应设法取出;用磨孔钻头对孔底进行磨平;( 4)钻小孔:小孔与大孔要求同轴线,不同轴度小于2mm;为了保证小孔质量,宜接受导向钻具,钻进深度500mm左右;( 5)钻孔中的地应力解除:用 110mm金刚石钻头对小孔进行套钻,应接受轻压、慢转,解除深度不得小于380mm,最大可达 450mm;欢迎下载精品学习资源( 6)清洗测孔:先用清水冲洗小孔孔壁和大孔孔底岩面,随后用高压风吹干,再
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