DBJ51T 246-2024 四川省岩土工程勘察钻探护壁技术标准

备案号J17509-20242024-03-27发布2024-06-25实施四川省工程建设地方标准四川省岩土工程勘察钻探护壁技术标准Technicalstandardforboreholewallprotectionofgeotechnical3川建标发〔2024〕47号各市(州)及扩权试点县(市)住房城乡建设行政主管部门，筑信息模型工程设计制图标准与模型标准X四川省岩土工程勘察钻探护壁技术标准X四川省公共建筑运行碳排放信息系统技术标镇燃气设施安全检查标准》(共5分册)《四川省绿道桥梁技术标装修工程施工工艺规程》等9项为四川省工程建设推荐性地方标准(见附件)。9项四川省工程建设推荐性地方标准2024年3月27日7川省工程建设地方标准制定修订计划(第一批)的通知》(川建标函〔2022〕1169号文)的要求，由中国建筑西南勘察设计研究院标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际和国内先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制定了本标准。本标准共分11章和1个附录，主要技术内容包括：1总则；2术语与符号；3基本规定；4不稳定地层分类与特征；5岩土工程勘察钻探护壁要求；6膨润土冲洗液护壁；7植物胶冲洗液护壁；8泡沫冲洗液护壁；9乳液冲洗液护壁解释。在执行本标准过程中如有意见或建议西南勘察设计研究院有限公司(地址：四川省成都市成华区龙潭总部经济城航天路33号；邮编：610052;电话8加华地学(武汉)数字技术有限公司李科学罗永忠陈礼仪刘海军李崎洁9 2术语与符号 22.1术语 22.2符号 43基本规定 54不稳定地层分类与特征 65岩土工程勘察钻探护壁要求 5.1一般规定 5.2正常钻进时操作要求 5.3孔壁坍塌、漏失时处理要求 5.4护壁材料与工艺技术要求 136膨润土冲洗液护壁 156.1一般规定 6.2材料及配制 6.3工艺措施 7植物胶冲洗液护壁 217.1一般规定 217.2材料及配制 217.3工艺措施 238泡沫冲洗液护壁 8.1一般规定 8.2材料、配制及性能 8.3工艺措施 9乳液冲洗液护壁 9.1聚合物乳液冲洗液护壁 9.2泡沫乳液冲洗液护壁 10水泥护壁 10.1普通水泥护壁 10.2特种水泥护壁 11套管护壁 4011.1一般规定 4011.2套管类型、直径及长度选择 4011.3工艺措施 41附录A常用套管规格 43本标准用词说明 47引用标准名录 49 1 2 2 4 5 6 12 15 21 23 24 30 31 32 34 36 40 40 41 49 1.0.1为在岩土工程勘察过程中，贯彻执行国家的技术经济政1.0.2本标准适用于四川省建筑与市政工程的岩土工程勘察钻1.0.3岩土工程勘察钻探护壁应结合场地具体地质条件、周边1.0.4岩土工程勘察钻探护壁除应符合本标准外，尚应符合国22.1.1岩土工程勘察geotechnicalinvest2.1.3护壁boreholewallprotec3在钻井过程中维持固相含量不大于4%的低密度分散体系。2.1.13膨润土冲洗液bento2.1.14植物胶冲洗液2.1.16高聚物乳液冲洗液molecularpolyme42.1.18抗分散性dispersionresistance2.1.19套管casingpipe用螺纹连接成管柱后下入钻孔内，保护孔壁、隔离与封闭v——泥浆流速(m/s);53基本规定3.0.1不稳定地层钻进时，应采取合理可行的预防孔壁失稳和3.0.2依据四川地区不稳定地层的类型，可分别采用膨润土冲洗液护壁、植物胶冲洗液护壁、泡沫冲洗液3.0.4钻进过程中遇不稳定及易漏失地层时，应优化冲洗液性洗液。3.0.5在可能发生涌水的地层钻进时，应储备适量高密度冲洗3.0.7钻探作业现场宜配备测定不稳定地层及漏失地层位置和3.0.8采用不同护壁方式收费计价时，可按中国勘察设计协会《工程勘察服务成本要素信息(2022版)》等有关规定执行。对采用植物胶冲洗液、泡沫冲洗液、乳液冲洗液、水泥、膨润土等护壁方式时，附加调整系数应不低于泥浆护壁系数的取值。64不稳定地层分类与特征4.0.1不稳定地层可划分为力学不稳定地层、遇水不稳定地层4.0.2不稳定地层类型划分可按表4.0.2确定。不稳定类型地层类别地质成因常见地层举例力学不稳定石);风化坡积碎石土；崩作用断层破碎带、节理密集带、基岩风化带等应力蠕变作用流封闭作用(水敏性)液蚀变作用水化膨胀作用含高岭石泥岩、黏土岩、构造不均衡作用页岩、片岩、千枚岩、溶解作用盐岩、钾盐、光卤石、长期溶蚀作用7类别等级常用护带、冲洪积沉积物、大小不一，差，呈现一韵律、堆积涌水、涌砂、漏水、孔壁坍塌、聚合物乳液冲洗液护液冲洗液护洗液护壁；裂隙发育基岩带；育基岩风隙，层理、解理发育，形成细小岩块，彼此间无胶结、少填充，呈层散岩层(带)易发生掉块、孔壁坍塌，时，伴有洗液护壁；8续表类别等级常用护构造作用高应力岩石浅表区(带);上覆较高压应力软岩层；沼泽、河湖相平缓静水沉积区(段)稳能力差，一定塑性，孔壁形变，渐增加易出现径、浅表芯流变或不漏失(气)基岩带明显的封闭缓区(段)隙、孔隙发处于封闭或闭系统有远端补给和排气、冒水、返砂，松等不漏失水泥护壁；攀西地区(昔格达土);泸州、宜宾河、青衣江、金沙江等河床中酥脆(碎),化、分散，常发生径、孔壁塌、卡钻等现象不漏失9类别等级常用护溶胀成都膨胀格达岩),四川盆地及盆胀，具有塑性、黏性等常发生不漏失冲洗液护壁；泡沫冲洗液护壁片岩、千枚岩分布于川西河谷及缘，页岩、及盆地以东节理发育、岩性破碎、遇水后呈颗粒状重垮塌、并伴有层间冲洗液不漏冲洗液护壁卤素类和硫易溶解、溶蚀变质不漏失分布于四川盆地川南与云贵高原过渡带、川东秦巴山、川北横断山东缘、龙门山前山地带盐的石灰岩、白云岩，空气中CO₂和水流长期侵蚀作用，多因素影响岩溶类型复杂芯不连续、返性漏浆、漏水等套管护壁；水泥5岩土工程勘察钻探护壁要求5.1.6对易塌孔地层，宜选用压卡式单动双管或三层管钻具钻进。5.2.2钻进时钻机转速应基本匀速，钻进过程中应保持钻压的5.2.6对(含)碎石土、破碎地层、填土等易塌孔、漏浆地层，情况复杂，可采用厚壁管跟管(厚壁管吊锤夯击，厚壁管内采用小径钻具掏心)钻进方法。5.2.7设备机具使用过程中，应按机械维护操作规程和有关技术要求进行维护保养，保持钻探设备的清洁和润滑部位的润滑5.3.3钻遇不同程度孔壁坍塌、漏失时，可采取以下措施：4对于水敏性地层，冲洗液宜具有低失水性和较高的抑制估的滑动面(带)以上5m或发现滑动面(带)迹象时，必须进5.4.3特种水泥堵漏时宜采用快硬早强水泥，各种外加剂应根3水泥浆液应有适宜的初凝和终凝时间，初凝和终凝间隔6膨润土冲洗液护壁6.1.2在厚度较大的淤泥层、流砂土及新近未夯实填土等易产源和设备条件等情况，配制膨润土冲洗液时，可添加各种处理剂式中：p——所需配制的泥浆密度(g/cm³);式中：w——所需膨润土质量(t);V₁——所需配制的泥浆体积(m³);P₁——所需配制的泥浆密度(g/cm³);P₂——膨润土的密度(g/cm³),取2.2g/cm³~2.3g/cm³;P₅——加重后泥浆密度(g/cm³);选用优质的钠土，其造浆率应在12m³/t以上，基浆失水量在3制浆用膨润土(除钠膨润土外)应预先水化。制浆时应采用淡水和加入一定量的纯碱，充分搅拌后存放24h。不得采用具4为满足钻进工艺要求的各种性能，在基浆中可加入适量的化学处理剂。在钙膨润土造浆时，可加入土量5%～6%的纯碱，表6.2.3不同地层的低固相膨润土冲洗液主要性能指标测定溶胀密度/1.05~1.05~1.05~1.15~失水量测定仪失水量测定仪黏度/s式黏续表1.0~1.0~3.0~2.5~3.0~2.5~静切率测量测比色法密度指标(g/cm³)适用范围一般用于配制密度不超过2.30g/cm³的泥浆一般用于配制密度不超过1.68g/cm³的泥浆表6.2.5常用泥浆处理剂处理剂参考加量/(kg/m³)功能与作用烧碱(NaOH)或纯碱调节pH值，分散作用和续表处理剂参考加量/(kg/m³)功能与作用降低滤失量，选择其中一种或多种纤维素类，如CMC-LV、聚丙烯腈铵盐等HV、PAC-HV等提高黏度和切力改性沥青、乳化沥青等磺化单宁(SMT)、木质降低冲洗液黏度6.3.1根据地层要求配制适宜的泥浆，泥浆添加剂应严格按顺6.3.3使用泥浆时应定期补充新泥浆和处理剂，补充时应以细6.3.7孔内泥浆液面稳定高度均应不低于孔口1.0m,且要高于6.3.8每钻进20m或4h应检测一次泥浆性能指标，需要添加泥浆时，新浆与劣化浆体积比可按6:1配制混合泥浆。7植物胶冲洗液护壁4滑坡体。7.1.2植物胶冲洗液适用于各类孔径、孔深钻孔的钻探护壁。7.1.3植物胶冲洗液适用于0℃~35℃。气温高于40℃应采取7.2.2植物胶无固相冲洗液护壁材料及配制方法宜符合表7.2.2表7.2.2植物胶无固相冲洗液护壁材料及配制方法参考加量100r/min的高速立式搅拌机密度：1.0g/cm³~漏斗黏度：80s~续表3.配制好的冲洗液应浸泡4h~可加入适量部分水注：1.植物胶干粉参考加量为植物胶干粉与清水重量比；2.碳酸钠参考加量为碳酸钠与植物胶干粉重量比；表7.2.3植物胶低固相冲洗液护壁材料及配制方法速立式搅拌机或软轴搅拌3.配制好的冲洗液应浸密度：1.03g/cm³~漏斗黏度：60s~滤失量：8mL～15ml注：1.植物胶干粉或膨润土参考加量为植物胶干粉、膨润土与清水重量比；2.碳酸钠参考加量为碳酸钠与膨润土及植物胶干粉总重量比；7.3.2配制时，植物胶干粉(或膨润土、植物胶干粉混合物)加7.3.5定期测定返出孔口的植物胶冲洗液性能，植物胶冲洗液性能应符合表7.2.2、表7.2.3的规8泡沫冲洗液护壁钻孔。8.1.3泡沫冲洗液适用于干旱缺水、材料运输不便等地区的勘8.2.1配制泡沫冲洗液常用的发泡剂类型及其特点应符合表表8.2.1常用发泡剂类型及特点类别物理性质阴离子型浅黄或白色状粉末，易溶于丰富，但对金属离子抵抗能力弱ABS三乙乙醇胺盐类别物理性质阴离子型浅黄或白色状固体，乳化能力强，易溶于水，发泡丰富，但抗污染能力弱酰胺磺化琥珀易起泡，便溶解，抗油、抗非离子型聚氧乙烯辛基溶于水的化合物，润湿性、甲基氧化胺好阳离子型脂肪醚三乙极易溶于水，泡沫丰富，去污力强，乳化、润湿、分散力好型甲基甜菜碱易溶于水，泡沫丰富，有乳4在水质较软，地层中的钙镁离子不高于150mg/L的条件或者地层中的含盐量超过5%时，应选择抗钙镁离子污染能力强、9在环境保护要求比较严格的地区施工时，宜选择生物降8.2.3配制泡沫冲洗液常用的稳泡剂类型及其特点应符合表表8.2.3常用稳泡剂类型及特点类别物理性质聚合物水钻井液的高效增黏剂，溶液具有低浓度高黏度的特性，对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用田菁粉淀粉钠子高分子型化合物，无味、无毒，增黏性好类别物理性质聚乙烯醇白色粉末，无味，溶于水，增黏聚阴离子纤易溶于水，耐盐、耐热、抗菌性能好，增黏性好高黏度羧甲白色絮状，无毒、无臭、无味、白色或淡黄色，无味、无毒的纤维状或粉末状固体，易溶于水，具有较强的增稠性，抗盐性好，抗温乙基纤维素白色粉末，易溶于水，增黏性好复合离子型聚丙烯酸盐聚丙烯酰胺白色粉末，易溶于水，无味，增甲基氧化胺常温下为无色或微黄色透明液2化学性质稳定，不与冲洗液中其他组分发生反应；4低毒性，无污染，能够在自然环境2使用阴离子型发泡剂，应先加碱去除水中的钙镁等高价沫剂(包括其他处理剂)按要求的比例加入搅匀使用；4现场应配备预溶解稳泡剂等高分子有机处理剂的容器，5当需要提高清水泡沫冲洗液的泡沫稳定性和强度、增大悬浮和携带岩粉能力时，添加一定量溶解好的羧甲基纤维素钠(Na-CMC),加量一般为0.05%～0.4%;能力时，在加稳泡剂的泡沫冲洗液的配制基础上，添加0.01%~0.1%的HPAM等有机处理剂；7配置胶质泡沫冲洗液时，在清水中加入一定量膨润土粉(加入量为30kg/m³~50kg/m³),再根据配置要求加入泡沫剂、稳8泡沫冲洗液的气液比的选择原则应符合表8.2.5的规定。表8.2.5泡沫冲洗液气液比选择原则完整的硬岩地层在维护孔壁和冷却钻头等条件许可的情况下，可提高气液比至亦可达2000:1的气液比定性和强度根据泡沫冲洗液的液比范围表8.2.6-1泡沫冲洗液配方处理剂名称用量/(kg/m³)阴离子发泡剂非离子发泡剂线性高分子聚合物稳泡剂表8.2.6-2泡沫冲洗液性能密度/(g/cm³)1泡沫冲洗液的配制罐内应配有搅拌器，容积应满足现场要求；2现场应配备泡沫冲洗液性能测定装置包括高速搅拌机、1在配制罐中按配方要求加入所需量的清水或轻质泥浆，1钻进过程中，每4h测定一次泡沫冲洗液性能；9乳液冲洗液护壁表9.1.2聚合物乳液冲洗液的性能塑性黏度动切力1施工时应提供足够的泵量，孔内冲洗液应具有较快的上表9.2.2-1泡沫乳液冲洗液的组分参考加量范围/(kg/m³)高聚物乳液注：1.根据地层破碎程度，选择是否加入植物胶；3泡沫乳液冲洗液的性能应符合表9.2.2-2的规定；表9.2.2-2泡沫乳液冲洗液的性能塑性黏度动切力3当需提高泡沫乳液冲洗液的防塌能力时，高聚物乳液加量取0.7%最佳。10水泥护壁1由普通水泥配制的水泥浆水灰比可取0.4～0.6,且性能应1)流动性良好，一般要求在0.5h～1h内流动度应保持据实际情况适当提高10%～30%;2)强度增长快，早期强度高；3)具有低失水、低析水、适当的渗透性。表10.1.2-1常用早强剂配方效果无机早强剂氯化钙(CaCl₂)明显提高早期强度，有促氯化钠(NaCl)单独使用会降低后期强度疏酸钠(Na₂SO₄)多复合使用，效果明显效果三乙醇胺(TEA)果更明显复合早强剂明显提高早期强度3快速堵漏时，可添加速凝剂，常用速凝剂配方应符合表表10.1.2-2常用速凝剂配方711型782型73型表10.1.2-3常用减水剂配方显著增大显著增大磺化煤焦油系1灌注前冲洗钻孔，钻具下放到距孔底约0.3m深度；6局部漏失量大的地层应采用向孔内投入软塑性的水泥球2孔壁垮塌与冲洗液漏失严重，采用普通水泥护壁效果不1)稳定性良好，要求泌水率小于5%;2)流动性良好，要求在0.5h～1h内流动度应保持在适当提高10%～30%;3)早期强度高，强度增长快，在钻孔内有水时具有一定2应根据护壁堵漏要求、地层条件和水质等因素确定特种3应针对特种水泥的品种和性能选用合适水灰比和外加剂。4可根据实际地层情况，添加适当的外加剂对浆液性能进表10.2.2常用抗分散剂性能白色粉末，易溶于水聚丙烯酰胺白色粉末，易溶于水中而形成透明的白色粉末，无臭无味，溶于水及部分高、性能稳定白色粉末，无臭无味，无毒，溶于水后为透明黏稠溶液，溶液为中性或微碱聚丙烯酸钠白色粉末，无味，溶于水后为透明黏9采用硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥进行的0.1%～0.5%;1)浆液的密度、流动度、稳定性和可泵期；2)浆液的初凝和终凝时间；3)浆液的析水率和结石率；4)水泥石的抗压强度等。2通过压力注浆机或其他注浆设备把特种水泥浆液由钻孔3不应带钻头或钻具进行灌注水泥浆作业。灌注过程或灌浆完毕时，不应上提钻杆，可转动钻杆，待替浆完成后方能上6在施工中应根据现场实际情况对水泥浆液参数进行调整。1当地层蠕变量较小、套管下入深度较浅或地层压力不大时，宜按附录A中表A.0.1选用X系列套管；2当地层蠕变量较大、套管下入深度较深或地层压力较大时，宜按附录A中表A.0.2选用W系列套管。11.2.2采用跟管钻进工艺进行随钻护壁堵漏时，钻具规格选表11.2.2跟管钻具规格NHPS1套管的长度应根据钻机的机高、夹持器高度及所配短钻入稳定地层不小于0.5m;材及螺纹配合应符合现行国家标准《地质岩心钻探钻具》GB/T放层数不超过3层。管架基础应牢固、平整，垫杆应上下对齐；6确保现场有足够的冲洗液能充满套管与孔壁之间的间隙。原位测试要求高的地层，可采用跟管钻进工艺进行随钻护壁堵附录A常用套管规格A.0.1DCDMA标准X系列套管按表A.0.1查取。表A.0.1DCDMA标准X系列定尺长螺距/(扣/时)123123123123(扣/时)1箍2箍31箍2箍3A.0.2DCDMA标准W系列套管按表A.0.2查取。表A.0.2DCDMA标准W系列定尺长外径×壁厚/螺距/(扣/时)123123定尺长螺距/(扣/时)螺纹长度/123123456123456S口径12347本标准用词说明1为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度1)表示很严格，非这样做不可的：2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：3)表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：引用标准名录1《钻探工程名词术语》GB91512《岩土工程勘察规范》GB500213《工程勘察通用规范》GB550174《地质岩心钻探钻具》GB/T169505《岩土工程勘察安全标准》GB/T5056《建筑工程地质勘探与取样技术规程》JGJ/T877《工程地质钻探规程》DZ/T00178《地质岩心钻探规程》DZ/T02279《地质钻探护壁堵漏技术规程》DZ/T041010《工程地质钻探标准》CECS240四川省工程建设地方标准四川省岩土工程勘察钻探护壁技术标准Technicalstandardforboreholewallprot制定说明 552术语与符号 2.1术语 3基本规定 574不稳定地层分类与特征 5岩土工程勘察钻探护壁要求 5.1一般规定 5.2正常钻进时操作要求 5.3孔壁坍塌、漏失时处理要求 5.4护壁材料与工艺技术要求 6膨润土冲洗液护壁 6.1一般规定 6.2材料及配制 6.3工艺措施 7植物胶冲洗液护壁 7.1一般规定 7.2材料及配制 7.3工艺措施 8泡沫冲洗液护壁 8.1一般规定 8.2材料、配制及性能 9乳液冲洗液护壁 9.1聚合物乳液冲洗液护壁 9.2泡沫乳液冲洗液护壁 10水泥护壁 10.1普通水泥护壁 10.2特种水泥护壁 11套管护壁 11.1一般规定 11.2套管类型、直径及长度选择 11.3工艺措施 1.0.1目前四川省尚没有一部标准对岩土工程钻探护壁措施的1.0.3在钻探过程中，不稳定地层的垮塌特征和漏失情况差异较大，采用的钻探设备、钻探工艺也各异，同时周边环境、地下水污染(水源区)、施工供水水源等条件也制约着施工方案，故采用钻探护壁及堵漏方式应结合具体的地质条件、周边环境、钻探设备及工艺进行方案设计，应选取合理可行的护壁方式并组织施工。3基本规定3.0.2钻探过程中根据垮孔或漏失程度不同，将选用不同的护3.0.3钻探护壁应优先选用无毒、无害的材料，并满足绿色、方式的勘察收费计价未明确，造成勘察工程按定额计价无相关4不稳定地层分类与特征4.0.1岩土工程勘察钻探作业具有流动性大、生产周期短等特闭构造的浅表储水(气)压力；3漏失不稳定地层，本标准特指水对可溶性碳酸岩的长期4.0.3不稳定地层钻进与取样问题一直是工程勘察、地矿勘探5岩土工程勘察钻探护壁要求进尺不宜超过1m。进速度，又有利于减轻对地层的扰动破坏。护碎的岩、土体发生边钻边垮塌、严重缩径，一般坍塌：除严重坍塌和轻微坍塌外，其他均视为一般坍塌。5.4.2冲洗液选择时可按如下要求进行：冲洗液应根据地层岩溶性盐类地层时，应选用与该地层可溶性盐类相应的饱和盐水泥浆失水量，可减少渗入孔壁的自由水，形成薄而致密的泥皮，1水泥浆液的可泵性主要是指拌和完成之后拥有较好的流2护壁堵漏属于临时工程，为了减少水泥浆在钻孔内的候5.4.4为防止涌水地层因涌水而导致孔壁不稳定或坍塌，孔内6膨润土冲洗液护壁能吸附自身体积8～15倍的水，体积膨胀倍数可高达10～30倍，且水化后能形成黏稠而相对稳定的凝胶体，有较强的保水性能，6.1.3为适应各种类型的地层对膨润土冲洗液性能参数的要求，处理剂和有机处理剂。其中无机处理剂包括氢氧化钠(NaOH)、等。有机处理剂包括降黏剂(如单宁酸钠、磺甲基单宁等)、降滤失剂(如钠羧甲基纤维素盐、聚丙烯酸钙等)、增黏剂(如聚合物增黏剂、磺化聚丙烯酰胺等)、絮凝剂(如聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺等)、页岩抑制剂(如水解聚丙烯腈钾盐、磺化沥青等)、润滑剂(如极压润滑剂、无荧光润滑剂等)、泡沫剂(如堵漏剂等。冷却和钻具的润滑作用。根据钻进实际情况对于泥浆设计的成功具有重要的意义。当设常泥浆密度为1.05g/cm³~1.40g/cm³。P=pgH=0.0098pH(1)式中：P——正常地层压力(MPa);g—重力加速度(N/g);6.2.2鉴于目前各地泥浆材料(黏土、水，甚至处理剂)的性质先用水将其浸泡1h～24h,使黏土颗粒充分水化，提高分散度和水作为泥浆重要的组成部分，水中的化学矿物对泥浆性能湖水等淡水一般可满足，除配制盐水泥浆外，不宜采用咸水或海水。用钙膨润土造浆时可加入土量5%～6%的Na₂CO₃,以提供的钠离子来置换黏土中的钙离子，使钙基土改探护壁堵漏技术规程》DZ/T0410。建议采用400目以上的加重剂进行加重，以保证现场加重剂的悬钠、石灰、氢氧化钙(石灰乳)、氯化钙、硫酸钙