DB42∕T 1498-2019 公路工程地质钻探技术规程(湖北省).pdf
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1、ICS 93.020 P 13 备案号: DB42 湖北省地方标准 DB42/T 14982019 公路工程地质钻探技术规程 Technical specification for geological drilling of highway engineering (报批稿) 2019-03 -28 发布 2019- 04 -28 实施 湖北省市场监督管理局 发 布 DB42/T 14982019 I 目 次 前言 . III 引言 .V 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 术语与定义和符号 .1 3.1 术语与定义 .1 3.2 符号 .2 4 总则 .2 5 钻探准备工作 .3
2、 5.1 作业指导书 .3 5.2 孔位测量 .3 5.3 钻机选型 .3 5.4 场地的三通一平 .4 5.5 钻探设备安装 .4 6 钻进方法 .4 6.1 一般规定 .4 6.2 回转钻进 .5 6.3 冲击钻进 .6 6.4 冲击回转钻进 .6 7 常规钻探 .6 7.1 一般规定 .6 7.2 黏性土、粉土地层 .6 7.3 砂土地层 .7 7.4 碎石土地层 .7 7.5 岩石地层 .7 7.6 不良地质路段 .7 7.7 特殊性岩土 .8 7.8 堤防钻探 .9 8 水上钻探 .9 8.1 一般规定 .9 8.2 钻探与成孔 .9 9 水平及斜孔钻探 .10 9.1 一般规定 .
3、10 9.2 钻探与成孔 .10 10 水文地质钻探 .11 10.1 一般规定 .11 10.2 钻探与成孔 .11 DB42/T 14982019 II 10.3 简易水文地质观测 . 12 11 护壁堵漏 . 12 11.1 一般规定 . 12 11.2 护壁堵漏方法 . 12 12 钻探质量 . 13 12.1 一般规定 . 13 12.2 钻孔弯曲与孔深 . 14 12.3 岩芯采取 . 14 12.4 岩土水试样的采取 . 15 12.5 地下水位量测 . 15 12.6 测试钻孔要求 . 16 12.7 钻探现场记录 . 16 12.8 封孔回填 . 17 13 钻探安全要求 .
4、 17 13.1 一般规定 . 17 13.2 场地安全要求 . 18 13.3 人员安全要求 . 18 13.4 钻探安全操作 . 18 13.5 自然灾害防护 . 18 13.6 既有公路钻探 . 19 13.7 水上钻探安全要求 . 19 13.8 孔内事故预防和处理 . 19 附录 A(规范性附录) 岩土可钻性分级 . 21 附录 B(规范性附录) 不同等级土试样的取样工具适宜性 . 22 附录 C(规范性附录) 取芯钻具种类 . 24 附录 D(资料性附录) 回转钻进参数 . 25 附录 E(规范性附录) 泥浆性能指标及测定方法. 29 附录 F(资料性附录) 钻孔现场记录表 . 3
5、0 附录 G(资料性附录) 钻孔岩芯编录表 . 31 本规程用词说明 . 32 DB42/T 14982019 III 前 言 本规程按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写给出的规则起草。 本规程由湖北省交通规划设计院股份有限公司提出。 本规程由湖北省交通运输厅归口管理。 本规程起草单位:湖北省交通规划设计院股份有限公司、中交第二公路勘察设计研究院有限公司、湖北省交通投资集团有限公司、武汉综合交通研究院有限公司、中国科学院武汉岩土力学研究所。 本规程主要起草人:王国斌、程江涛、代先尧、陈 军、王红明、邹东林、陈银生、许天祥、张俊瑞、尹 其、易 哲、罗红明、丁德
6、民、王艳兰、周俊书、沈 峰、雷万雄、陈禹成、余 坚、熊 巍、熊平高、杨应波、胡五洲、任靓蓓、程庆华、蔡 洁、柏立懂、孟 云、朱泽奇、戴张俊。 本规程由湖北省交通规划设计院股份有限公司、 中交第二公路勘察设计研究院有限公司、 湖北省交通投资集团有限公司、武汉综合交通研究院有限公司、中国科学院武汉岩土力学研究所负责解释。 本规程实施应用中的疑问,可咨询湖北省交通运输厅,联系电话:027-83460670,邮箱:;对本规程的有关修改意见建议请反馈至湖北省交通规划设计院股份有限公司,联系电话:027-84739663,邮箱。 DB42/T 14982019 V 引 言 为提高公路工程地质钻探水平,规范
7、工作方法与技术要求,保证钻探技术先进、经济合理、施工安全,结合公路钻探的特点,特制定本规程。 本规程是在充分研究国内有关钻探方面的技术标准和较为成熟的方法技术基础上, 认真总结公路工程地质钻探实践经验和科研成果后编写而成,并以调研的形式充分征求了湖北省有关单位和专家的意见,经修改完善,最后经审查定稿。 本规程对公路工程地质钻探的准备工作、钻进方法、常规钻探、水上钻探、水平及斜孔钻探、水文地质钻探、护壁堵漏、钻探质量、钻探安全要求进行了规定。 DB42/T 14982019 1 公路工程地质钻探技术规程 1 范围 本规程规定了公路工程地质钻探的准备工作、钻进方法、常规钻探、水上钻探、水平及斜孔钻
8、探、水文地质钻探、护壁堵漏、钻探质量及钻探安全要求。 本规程适用于湖北省公路工程地质、水文地质钻探、物探及孔内孔间测试的钻探工作。 2 规范性引用文件 下列文件对于本规程的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本规程。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规程。 GB 50021 岩土工程勘察规范 GB 50027 供水水文地质勘察规范 GB 50585 岩土工程勘察安全规范 JTG C20 公路工程地质勘察规范 JTG E40 公路土工试验规程 JTG E41 公路工程岩石试验规程 JGJ/T 87 建筑工程地质勘探与取样技术规程 SL 18
9、8 堤防工程地质勘察规程 CECS 240 工程地质钻探标准 3 术语与定义和符号 下列术语与定义和符号适用于本规程。 3.1 术语与定义 3.1.1 工程地质钻探 engineering geology drilling 利用钻进设备,通过采集岩芯或观察井壁,探明地下一定深度内的工程地质条件,补充和验证地面测绘资料的勘探工作。 3.1.2 水文地质钻探 hydrogeological drilling 为查明地下水埋藏条件、含水层的富水性和确定水文地质参数等,利用钻机钻进地层,采取试样,并作水文地质观测和试验的勘探工作。 3.1.3 岩土可钻性 rock and soil drillabil
10、ity 由于矿物成分和结构构造不同岩土所表现的钻进难易程度。 3.1.4 回转钻进 rotary drilling 通过回转器或孔底动力机具驱动钻头回转破碎孔底岩土的钻进方法。 DB42/T 14982019 2 3.1.5 冲击钻进 percussion drilling 借助钻具重量,在一定的冲程高度内,周期性地冲击孔底的钻进方法。 3.1.6 振动钻进 vibro-drilling 用振动器产生振动实现破碎岩土的钻进方法。 3.1.7 螺旋钻进 auger drilling 利用螺旋钻头转动破碎孔底岩土的钻进方法。 3.1.8 冲击回转钻进 percussion-rotary drill
11、ing 在回转钻具上安装冲击器, 利用液压(风压)产生冲击, 使钻头既有冲击又有回转的综合性钻进方法。 3.1.9 冲洗液 flushing fluid 钻探过程中孔内使用的液体、空气、气液混合物等循环冲洗介质的统称。 3.1.10 护壁 hole wall protection 利用泥浆、黏土、水泥浆、化学浆液、套管等保护钻孔孔壁的工艺措施。 3.1.11 岩芯采取率 core recovery percent 采取岩芯长度之和与相应实际钻探进尺之比,以百分数表示。 3.1.12 岩石质量指标 rock quality designation 用直径75mm (N型) 双层岩芯管和金刚石钻头
12、在钻孔中连续采取同一层岩芯, 所取得的长度大于100mm的岩芯段长度之和与相应钻探回次进尺的比值,以百分数表示。 3.2 符号 DZ 地质管的材质; HRC 洛式硬度指标; RQD 岩石质量指标。 4 总则 4.0.1 公路工程地质钻探应以勘察大纲及实施细则为依据,并应根据钻探目的、钻孔深度、地层岩性等编制作业指导书,合理选择钻探设备、钻探方法及钻探工艺,并做好安全防护、环境保护和水土保持工作。 4.0.2 设计进行孔内和孔间物探测试的钻孔, 孔径和孔深应满足测试的要求, 必要时须预置相应要求材质的套管。 4.0.3 钻孔开钻前应做好技术交底和安全交底工作。 4.0.4 公路工程地质钻探钻孔位
13、置、孔口高程应用仪器测定。 4.0.5 钻探作业应做好钻进过程记录,主要包括:回次进尺、取样深度、岩芯采取率、钻进情况、地下水位量测等。 4.0.6 钻孔地质编录应及时、准确,主要包括:地层岩性、换层深度、取样等。 DB42/T 14982019 3 4.0.7 废弃冲洗液或泥浆应运送至垃圾填埋场或当地环保部门指定场所。 4.0.8 钻孔完成后应按要求回填封孔,并做好记录。 5 钻探准备工作 5.1 作业指导书 5.1.1 钻探工作前应编制项目作业指导书,并包括下列内容: a) 钻探目的和要求; b) 场地的自然地理条件、地层岩性,管线等设施; c) 钻机选型、钻进方法及钻进工艺的选择; d)
14、 典型钻孔的设计; e) 钻探进度计划; f) 取样和孔内测试要求; g) 设备、材料、人力资源计划; h) 孔内事故预防措施; i) 钻探质量、安全、环保及职业健康、水土保持等保证措施; j) 其它。 5.1.2 对深孔、水平孔、斜孔以及其它有特殊要求的钻孔应单独编制作业指导书。 5.1.3 布设在不良地质地段的钻孔,应编制应急预案。 5.2 孔位测量 5.2.1 钻孔测量应采用全站仪、全球定位系统(GPS)、北斗卫星导航系统(BDS)等工程测量仪器布设工程地质钻探点。 5.2.2 公路工程地质钻探点的测量应符合下列规定: a) 钻探点位置定位误差:陆地不应大于 0.1m,水中不宜大于 0.
15、5m,当水深流急,固定船困难时,不应大于 1.0m,并应在套管固定后核测孔位; b) 钻探点地面孔口高程误差:陆地不应大于 0.01m,水中不应大于 0.1m,受潮汐影响的桥位,孔口高程测量应进行实际孔深换算; c) 钻探完成后,应复测钻探点的平面位置及孔口高程; d) 钻探点位置应以坐标和里程桩号表示,并做好测量记录。 5.3 钻机选型 5.3.1 钻机选型应根据设计孔深、孔径、岩土可钻性、取样与测试等因素综合确定。 5.3.2 钻机标定的可钻进深度应大于设计孔深。 5.3.3 最小终孔口径应根据取样及测试要求确定,宜按表 5.3.3 选用。 表 5.3.3 终孔口径 钻孔性质 第四系土层(
16、mm) 基岩(mm) 岩土试样钻孔 91 76 原位测试钻孔 大于测试探头直径 压水试验钻孔、抽水试验钻孔 110 76 5.3.4 岩土可钻性分级应符合本规程附录 A 的规定。 DB42/T 14982019 4 5.3.5 钻探机具选取应符合取样与测试要求: a) 采取级、级土试样的钻孔,孔径应比取土器外径大一个径级,土试样质量等级划分应符合表 5.3.5 的规定。 表 5.3.5 土试样质量等级 级别 扰动程度 试验内容 不扰动 土类定名、含水量、密度、强度试验、固结试验 轻微扰动 土类定名、含水量、密度 显著扰动 土类定名、含水量 完全扰动 土类定名 注:1、不扰动是指原位应力状态虽已
17、改变,但土的结构、密度和含水量变化很小,能满足室内试验的各项要求; 2、轻微扰动是指除了原位应力状态己改变外,土的结构也有轻微变化,强度和固结试验成果可能有较大的失实。 b) 不同等级土试样的取样工具和方法宜按本规程附录 B 选用, 取土器的技术规格应符合本规程附录 C 的要求。岩土试样直径应符合公路土工试验规程JTG E40 和公路工程岩石试验规程JTG E41 的规定。 5.4 场地的三通一平 5.4.1 场地面积应根据钻孔位置、钻探设备、安装方法、地形条件等因素确定,且应尽量控制占地面积,减少对环境的影响。 5.4.2 场地平整应满足平整、稳固的要求。 5.4.3 设备进场前应做到路通、
18、水通、电通。 5.4.4 场地三通一平应保证施工安全要求。 5.5 钻探设备安装 5.5.1 钻探设备安装应满足平稳、牢固、安全的要求。 5.5.2 钻探塔架安装应符合下列要求: a) 竖立塔架应在机长或机长指定的专人统一指挥下有序地进行; b) 塔架上应设有扶梯或脚蹬, 施工高度距离安全地面 2 米以上时应系安全带, 严禁将螺栓、 螺帽、工具等放在塔架上; c) 安装塔架时严禁上下交叉作业,严禁在塔架上向下抛掷物件; d) 应满足净距、净空的安全要求。 5.5.3 钻机安装应符合下列要求: a) 钻机安装应平稳,精度要求; b) 皮带安装应松紧适度,保证传动平稳,机座与基台的连接螺栓应拧紧;
19、 c) 传动皮带、链条、万向轴应配备防护栏杆、防护罩或防护盖板等安全设施。 5.5.4 钻具、取样器等设备安装应符合工程地质钻探标准CECS 240 的规定。 5.5.5 钻探施工前应进行安装调试验收。 6 钻进方法 6.1 一般规定 DB42/T 14982019 5 6.1.1 钻进方法及钻进工艺应根据岩土类别、可钻性分级和钻探技术要求综合确定,钻进方法应符合公路工程地质勘察规范JTG C20 的规定。 6.1.2 钻进方法按钻具破碎岩土体的方式可分为回转钻进、冲击钻进、冲击回转钻进三类, 钻进方法选择应符合表 6.1.2 的规定。 a) 回转钻进根据所使用的研磨材料不同可分为合金钻进、钻
20、粒钻进和金刚石钻进; b) 回转钻进还包括螺旋钻进。 表 6.1.2 钻进方法及适用地层 钻进方法 适用地层 特点 回转钻进 合金钻进 岩土可钻性级级地层 成本较低、适用性强、应用广泛 金刚石钻进 岩土可钻性级级地层 取芯质量好、钻进效率高 钢粒钻进 岩土可钻性级级地层 需要的孔底压力大、钻头磨损较快 螺旋钻进 黏性土、粉土等非取样和测试深度段 干作业 冲击钻进 碎石土 对岩土扰动较大 冲击回转钻进 碎石土 能提高硬质层转速和回转进尺长度,降低钻孔弯曲程度,降低工程成本 注:钻孔倾角小于75时不应采用钢粒钻进,完整、致密、硬度大的岩石可选用直径小的钢粒,反之,应用直径大的钢粒。 6.2 回转钻
21、进 6.2.1 回转钻进是最主要的钻进方法,适用范围广,回转钻进应符合下列规定: a) 钻进过程中应保持钻压的均匀、稳定,加压、减压应缓慢进行,随时观察,孔内发现异常时应及时采取适当的处理措施; b) 应根据地层情况及钻探技术要求合理掌握回次进尺。 6.2.2 根据岩土可钻性等级选择适应的钻头,且应符合本规程附录 D 的要求。 6.2.3 冲洗液应根据地层岩性、钻进方法、钻头类型和环境保护要求选择,且应符合本规程附录 D 的要求。 6.2.4 采用合金钻头钻进时除符合 6.2.1 的规定,还应符合下列规定: a) 当钻头下至距孔底 0.3m0.5m 时,应待冲洗液返回孔口后,轻压、慢转扫孔到底
22、,再逐渐增大压力,加快转速; b) 在软质岩石地层中宜采用低压快速钻进,在较硬的、非均质的、研磨中等的岩石中宜采用低中速钻进; c) 取芯应选择合适的卡料或卡簧,当采取干钻卡芯方法时,干钻时间应小于 2min; d) 采用套管合金钻进干钻时,可用小一级单管干钻取样,再用大一级钻具扩孔,及时跟入套管。 6.2.5 采用金刚石钻头钻进时除符合 6.2.1 的规定,还应符合下列规定: a) 卡簧、扩孔器应与钻头配套,每次下钻前应进行检查。卡簧的自由内径应比钻头内径小0.3mm0.4mm,扩孔器的直径应比钻头直径大 0.3mm0.5mm,钻硬质岩石时取小值,钻软质岩石时取大值; b) 钻具水路应畅通,
23、钻杆丝扣等处不应漏水,钻头水口高度不应小于 3mm; c) 钻头下钻距孔底 1m 左右时应开泵送水、缓慢下放,距孔底 0.2m0.3m 时 慢转、轻压到底。新钻头应进行初磨,进尺 0.2m0.3m 后逐渐采用正常参数钻进,下钻遇阻时不应猛墩强扭; d) 严禁使用金刚石钻头进行干钻; DB42/T 14982019 6 e) 岩芯应用卡簧卡取,取芯时应先停止回转,再将钻具提离孔底、拉断岩芯。残留岩芯超过 0.2m时应采用岩芯捞取器捞取,严禁用金刚石钻头套扫; f) 钻头和扩孔器应按外径的大小分组排队使用,即先用外径大的,后用外径小的; g) 换径和下套管前应做好孔底的清理和修整工作, 换径和下套
24、管后应采用锥形钻头将换径台阶修成锥形,并取净孔底异物后方可钻进。 6.2.6 采用钢粒钻进时除符合 6.2.1 的规定,还应符合下列规定: a) 钢粒钻进应带取粉管,孔内岩粉厚度超过 0.4m 时,应进行捞取; b) 下套管前应先用带有导向的小一级钻具钻进 2m3m 后再下管; c) 采用结合投粒时,在投入钢粒前应开大冲洗液量冲洗并将钻具提起 0.5m 以上; d) 每个回次提钻后应严格检查岩芯管与钻头,观察钻头唇面的磨损情况及取出岩粉和岩芯的形态,以确定下一回次的钻进技术参数; e) 钻孔换径钻进或由合金钻进改换钢粒钻进时, 应调整钻进技术参数, 待钻进孔段长度超过粗径钻具长度后,再改用正常
25、情况下的技术参数钻进; f) 投入钢粒后应由小到大调整冲洗液量,钻具无阻力时方可钻进; g) 孔底无钢粒时应适当提动钻具,及时补入新的钢粒,进尺效率正常时不宜提动钻具。 6.2.7 采用螺旋钻进时除符合 6.2.1 的规定,还应符合下列规定: a) 应采用上端有排水孔、下端有排水活门的空心螺纹钻头; b) 钻头螺距、切削刃角角度及螺旋角应根据地层情况确定,并应符合工程地质钻探标准CECS 240 的规定。 6.3 冲击钻进 6.3.1 冲击钻进采用水压法或泥浆护壁时,孔内液面应保持在最高位置,采用套管护壁时,钻头不应超过套管底靴 0.5m。 6.3.2 回次进尺不应大于钻管长度的 65%,宜钻
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