Khoan thăm dò địa chất công trình

TIÊU CHUẨN NGÀNH 
22 TCN 259-2000
QUY TRÌNH
KHOAN THĂM DÒ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
(Ban hành kèm theo Quyết định số 1332/2000/QĐ-BGTVT ngày 25/5/2000 của Bộ GTVT) (Thay thế 22 TCN 82-85)
Phần 1.
CÁC ĐIỀU QUY ĐỊNH
1. QUY ĐỊNH CHUNG
1.1. Mọi công tác khoan, thăm dò địa chất công trình (ĐCCT) phục vụ cho việc thiết kế và thi công các công trình giao thông vận tải đều phải tuân theo quy trình này.
Ghi chú:
- Khi dùng các phương pháp khoan đặc biệt hoặc khoan phục vụ các mục đích khác (như địa chất thủy văn, khoan nổ mìn, khoan thăm dò móng công trình cũ, khoan thi công cọc khoan nhồi v.v) có thể vận dụng quy trình này nhưng phải có những bổ sung cần thiết về kỹ thuật và biện pháp thực hiện.
- Quy trình này không thay thế các bản hướng dẫn hay các bản quy định về cách sử dụng từng loại thiết bị khoan. Đơn vị chủ quản khoan thăm dò cần thu thập và nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến thiết bị đơn vị mình sử dụng (Bản giới thiệu, bản hướng dẫn, quy trình vận hành, lý lịch máy v.v) để nắm vững tính năng, cấu tạo, phương pháp bảo quản và vận hành.
- Đơn vị khoan thăm dò ĐCCT phải chấp hành các điều lệ, các quy định về kỹ thuật an toàn lao động và bảo hộ lao động có liên quan.
1.2. Công tác khoan thăm dò ĐCCT cho một công trình bao gồm các bước chính sau đây:
1. Tiếp nhận nhiệm vụ, lập đề cương khoan và lập kế hoạch triển khai công tác khoan;
2. Tiến hành các công tác chuẩn bị trước khi khoan;
3. Xác định vị trí và cao độ miệng lỗ khoan;
4. Làm nền khoan và lắp ráp thiết bị khoan, chạy thử máy;
5. Tiến hành công tác khoan thăm dò, thu thập các tài liệu địa chất và các loại mẫu, làm các thí nghiệm trong lỗ khoan và các quan trắc cần thiết trong lỗ khoan.
6. Chuyển giao các loại mẫu đến nơi quy định;
7. Kết thúc lỗ khoan, lấp lỗ khoan, thu dọn hiện trường, di chuyển sang lỗ khoan mới;
8. Lập hồ sơ, hoàn chỉnh tài liệu khoan thăm dò của công trình;
9. Tổ chức nghiệm thu công tác thăm dò ngoài hiện trường;
Ghi chú: Các bước công tác trên tiến hành xen kẽ một cách hợp lý để hoàn thành công tác khoan thăm dò một cách nhanh nhất.
1.3. Sau khi được giao nhiệm vụ khoan, đơn vị chủ quản phải đi khảo sát hiện trường và thu thập các tài liệu cần thiết để lập đề cương kỹ thuật khoan thăm dò ĐCCT và lập kế hoạch triển khai công tác khoan.
1.4. Bản đề cương kỹ thuật khoan thăm dò ĐCCT (Gọi tắt là đề cương khoan) là văn bản giao nhiệm vụ cụ thể cho các đơn vị khoan, trong đó cần nêu những nội dung cụ thể sau đây:
1. Mục đích của công tác thăm dò;
2. Bình đồ bố trí mạng lưới lỗ khoan. Số liệu và tọa độ của từng lỗ khoan;
3. Độ sâu dự kiến của lỗ khoan (ở nơi mặt đất có thể biến động phải ghi cao độ đáy lỗ khoan thiết kế) quy định về các trường hợp cho phép ngừng khoan sớm hoặc phải khoan sâu hơn;
4. Đường kính nhỏ nhất của đáy lỗ khoan;
5. Góc xiên và góc phương vị của lỗ khoan;
6. Các yêu cầu kỹ thuật đặc biệt về việc theo dõi địa tầng, theo dõi mực nước trong lỗ khoan, yêu cầu và cách thức lấy mẫu, các thí nghiệm trong lỗ khoan, việc lấp lỗ khoan, và các hướng dẫn để thực hiện các yêu cầu đó;
7. Các tài liệu và các loại mẫu cần giao nộp;
8. Thời hạn hoàn thành.
Ghi chú: Trong đề cương chỉ nêu các yêu cầu kỹ thuật đặc biệt chưa được đề cập đến trong quy trình này và những yêu cầu kỹ thuật mới được thực hiện lần đầu đối với đơn vị khoan.
1.5. Bản đề cương khoan phải do bên A (Cơ quan chủ đầu tư) yêu cầu.
Mọi đề nghị sửa đổi đề cương khoan phải được bên A (Cơ quan chủ đầu tư) đồng ý mới được thi hành, trừ trường hợp được ủy quyền.
1.6. Đối với những lỗ khoan sau đây đơn vị chủ quản khoan thăm dò phải lập bản thiết kế thi công lỗ khoan căn cứ theo đề cương khoan thăm dò;
1. Lỗ khoan có độ sâu lớn hơn 100 m;
2. Lỗ khoan có địa tầng phức tạp, khi khoan cần dùng các biện pháp kỹ thuật đặc biệt;
3. Lỗ khoan phục vụ các công tác thí nghiệm ĐCCT và ĐCTV đặc biệt.
Ghi chú:
- Trong vùng có điều kiện địa tầng và yêu cầu về kỹ thuật khoan gần như nhau có thể lập bản thiết kế thi công một lỗ khoan đại diện cho các lỗ khoan trong vùng ấy.
- Đối với các lỗ khoan không phải lập bản thiết kế thi công thì đơn vị khoan phải tự trù liệu lấy mọi công việc thi công lỗ khoan sao cho phù hợp với các quy định của quy trình và yêu cầu của đề cương khoan.
1.7. Bản thiết kế thi công lỗ khoan được làm theo mẫu ở Phụ lục số 1, trong đó phải xác định rõ các điểm sau đây cho từng lớp đất đá chính:
- Phương pháp khoan, loại mũi khoan và đường kính mũi khoan;
- Biện pháp gia cố vách lỗ khoan. Đường kính và chiều sâu hạ vào trong đất của từng lớp ống vách. Trường hợp phải hạ ống vách sâu hơn các giới hạn quy định ở Bảng 8-1. Cần tính toán khả năng nhổ ống vách sau này. Tỷ trọng dung dịch sét, chế độ bơm dung dịch sét v.v (nếu gia cố vách lỗ khoan bằng dung dịch sét);
- Các biện pháp kỹ thuật đặc biệt đối với các địa tầng bị trồi, dễ sụt lở, khó lấy mẫu, lõi đá dễ bị tan vụn v.v hay khi khoan phục vụ các mục đích thí nghiệm ĐCCT.
1.8. Khi thiết kế thi công lỗ khoan cần đảm bảo các yêu cầu sau đây:
1. Tận lượng dùng lỗ khoan đường kính nhỏ nhưng phải đảm bảo các yêu cầu lấy các loại mẫu, làm các thí nghiệm và quan trắc trong lỗ khoan;
2. Ít thay đổi đường kính lỗ khoan.
1.9. Khi lập kế hoạch triển khai công tác khoan cần xem xét và giải quyết các vấn đề sau đây:
1. Dự trù thiết bị, dụng cụ khoan theo yêu cầu của đề cương (kể cả thiết bị nổi hoặc sàn khoan khi khoan trên sông nước);
2. Dự trù các loại vật tư tiêu hao, phụ tùng thay thế và kỳ hạn cung ứng các vật tư phụ tùng ấy;
3. Định biên của đơn vị (Đội, Tổ) khoan theo nhiệm vụ mới;
4. Dự trù kinh phí chi tiêu trong khi triển khai và thực hiện công tác khoan;
5. Lựa chọn phương tiện vận chuyển công nhân và thiết bị đến hiện trường;
6. Tiến độ của các bước công tác;
7. Phương án bảo hộ lao động và an toàn sản xuất;
8. Chuẩn bị hiện trường: xác định vị trí và cao độ lỗ khoan, làm đường vận chuyển, san nền, tổ chức sửa chữa thiết bị dụng cụ khoan, tổ chức cung cấp vật tư và khai thác nguyên liệu tại chỗ v.v
1.10. Trong quá trình triển khai khoan thăm dò, phải chấp hành các quy định và luật lệ về an toàn giao thông, bảo vệ đê điều, bảo vệ các công trình xây dựng và các di tích lịch sử, nơi thắng cảnh, bảo vệ môi trường sống v.v
Khi tiến hành khoan trong những khu vực được bảo vệ phải liên hệ với các chủ công trình và lập hồ sơ đầy đủ về các thủ tục pháp lý.
1.11. Trong khi thực hiện các nhiệm vụ khoan thăm dò ĐCCT, bên B (đơn vị nhận hợp đồng khoan) phải tổ chức thường xuyên kiểm tra kỹ thuật, phải theo dõi tình hình triển khai các bước công tác nhằm bảo đảm chất lượng thực hiện các hạng mục công việc đã được đề ra, các loại mẫu đã thu thập được v.v
Công tác nghiệm thu công trình khoan chỉ được tiến hành sau khi xét thấy các thủ tục kiểm tra nội bộ ở các khâu công tác đã được làm đầy đủ.
2. QUY ĐỊNH CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI KHOAN
2.1. Công tác chuẩn bị trước khi khoan phải được thực hiện theo các nội dung và trình tự sau đây:
1. Tổ chức lực lượng sản xuất, điều động nhân lực theo yêu cầu mới;
2. Tiếp nhận, kiểm tra, đăng ký thiết bị, dụng cụ, vật liệu khoan trước khi đưa ra hiện trường;
3. Tiếp nhận, kiểm tra, đăng ký các phương tiện an toàn lao động theo luật an toàn lao động;
4. Giải quyết các thủ tục để triển khai công tác ở hiện trường;
5. Tổ chức vận chuyển công nhân và thiết bị đến hiện trường;
6. Thực hiện các công tác chuẩn bị ở hiện trường.
2.2. Tất cả các thiết bị, dụng cụ, vật liệu khoan đều phải được kiểm tra về quy cách và phẩm chất. Máy khoan, máy phát lực, máy bơm và các thiết bị khoan khác phải đồng bộ. Các loại ống vách, ống lõi, ống bột, cần khoan phải đảm bảo quy cách về độ cong, độ mòn, độ vặn ren theo yêu cầu ghi ở Phụ lục số 3.
2.3. Trường hợp phải dùng máy móc, thiết bị khoan không đồng bộ hoặc các bộ phận thiết bị tự chế tạo để thay thế cần được sự duyệt y của thủ trưởng cơ quan khảo sát ĐCCT.
Các thiết bị lắp lẫn và các bộ phận thiết bị tự chế tạo để thay thế vừa nêu cần được xem xét tính toán về các mặt cường độ và ổn định theo các quy định hiện hành. Ngoài ra cần tiến hành lắp ráp và nếu là các bộ phận chuyển động phải cho hoạt động thử trước khi đưa ra hiện trường.
2.4. Đối với các thiết bị khoan mới, cơ quan khảo sát ĐCCT phải tổ chức học tập và huấn luyện cho công nhân sử dụng thành thạo trước khi khai thác thiết bị đó.
2.5. Khi vận chuyển thiết bị, dụng cụ vật liệu khoan cần đảm bảo các yêu cầu sau đây:
1. Chọn phương tiện vận chuyển thích hợp đảm bảo an toàn cho người và thiết bị đặt trên phương tiện vận chuyển. Thiết bị vận chuyển phải được chằng buộc cố định để chống bị xô trượt, lật đổ;
2. Các bộ phận thiết bị, dụng cụ và vật liệu dễ bị hư hỏng rơi vãi phải được bao bọc, bảo vệ cẩn thận. Đối với các loại ống khoan phải lắp đầu bảo vệ. Máy móc phải được đặt ở tư thế đứng, ở vị trí như khi làm việc;
3. Đối với các bộ phận thiết bị quá khổ như phao khoan, giá khoan, ống vách v.v khi vận chuyển phải xin giấy phép và có hiệu báo “Hàng quá khổ”.
2.6. Khi xếp dỡ thiết bị, dụng cụ, vật liệu khoan cần thực hiện các yêu cầu sau:
1. Cấm quăng, ném, thả rơi tự do bất kỳ loại thiết bị dụng cụ nào;
2. Phải chọn dây và đòn khiêng đủ độ bền;
3. Phải buộc nút đúng kiểu và chắc chắn. Phải đặt dây hoặc móc dây ở vị trí cân bằng của vật liệu khiêng. Không được buộc dây vào những bộ phận dễ bị hư hỏng của thiết bị;
2.7. Trước khi khoan phải tùy theo tình hình cụ thể, đơn vị chủ quản khoan cần tiến hành làm các thủ tục có liên quan đến các vấn đề sau:
1. Trình báo về các công tác sẽ tiến hành và đăng ký cư trú với chính quyền địa phương. Thực hiện các thủ tục khoan đê điều, đảm bảo giao thông đường thủy, đường bộ v.v
2. Tìm hiểu tình hình về các công trình ngầm có ở khu vực khoan, đặc biệt phải chú ý đến đường cáp điện, cáp thông tin, đường ống cấp nước, cấp nhiên liệu. Nếu xét thấy khi khoan có thể đụng chạm đến các công trình ấy cần đề nghị dịch vị trí lỗ khoan;
3. Liên hệ với các chủ công trình hay chủ đất đai để được phép tiến hành công tác khoan và thỏa thuận các điều khoản bồi thường về phục hồi lại công trình, hoa mầu bị tổn hại trong khi tiến hành công tác khoan;
2.8. Các công tác chuẩn bị ở hiện trường bao gồm việc xác định vị trí và cao độ lỗ khoan, san nền, chuẩn bị phương tiện nổi, được làm theo quy định của các điều tiếp theo (Mục 3 đến 5).
3. QUY ĐỊNH XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ CAO ĐỘ MIỆNG LỖ KHOAN
A. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ LỖ KHOAN
3.1. Khi xác định vị trí lỗ khoan phải:
- Bảo đảm đúng tọa độ đã được quy định trong bản nhiệm vụ khoan hay đề cương khoan;
- Tuân theo các quy định của công tác đo đạt được nêu trong Chương này.
3.2. Trong trường hợp gặp khó khăn không thể khoan đúng vị trí đã định và nếu không có quy định đặc biệt thì đơn vị khoan được phép dịch lỗ khoan trong khoảng 0,5-1,0 mét, tính từ vị trí lỗ khoan đã được xác định, nhưng phải đảm bảo mục đích thăm dò của lỗ khoan đồng thời xác định tọa độ thực tế của lỗ khoan đã khoan.
Ghi chú: các trường hợp cần dịch vị trí lỗ khoan xa hơn quy định trên phải được sự đồng ý của cơ quan đặt hàng hay đơn vị chủ quản (chủ công trình).
3.3. Phải đánh dấu vị trí lỗ khoan đã được định vị bằng cọc (đối với nền đất) dấu sơn hay vạch khắc (đối với nền cứng: đá hoặc bê tông v.v).
3.4. Khi xác định vị trí lỗ khoan phải dựa vào các cọc mốc của mạng đo đạc của công trình hoặc các cọc định vị (Cọc tim tuyến, cọc phóng dạng) của công trình.
Các cọc mốc hay cọc định vị phải được cơ quan đặt hàng hay đơn vị khảo sát được ủy quyền bàn giao tại hiện trường.
Trường hợp không thể dùng trực tiếp các cọc mốc hay cọc định vị để xác định vị trí lỗ khoan thì phải lập thêm mạng tam giác nhỏ đo đạc hay đa giác đo đạc, dựa vào các cọc mốc hay cọc định vị đã nêu trên đây.
3.5. Khi khu vực khoan chưa có các cọc mốc của mạng đo đạc hay cọc định vị của công trình thì phải liên hệ vị trí lỗ khoan với các điểm xác định trên các vật cố định bền vững có sẵn, hoặc lập các cọc mốc tạm thời và được giữ cho đến khi xác định và kiểm tra xong tọa độ chính thức của các lỗ khoan.
3.6. Tùy theo tình hình cụ thể ở hiện trường, mức độ chính xác của yêu cầu mà dùng một trong các phương pháp sau đây để xác định vị trí lỗ khoan:
- Phương pháp tọa độ vuông góc;
- Phương pháp tọa độ cực;
- Phương pháp giao hội thuận.
a) Khi dùng phương pháp tọa độ vuông góc và tọa độ độc cực cần thực hiện các quy định sau:
+ Công việc mở góc nằm phải được tiến hành bằng dụng cụ đo góc hoặc máy kinh vĩ có độ chính xác từ 1 phút trở lên. Mở góc hai lần ở hai vị trí khác nhau của độ bàn. Sai số giữa các lần mở góc không được vượt quá độ chính xác của độ bàn.
+ Công việc đo dài phải được làm hai lần bằng thước thép 20m – 50m. Sai số giữa hai lần đo không vượt quá 1:2000.
+ Công việc phóng tuyến phải thực hiện bằng máy ngắm. Khi tuyến thẳng dài không quá 200m có thể dùng gia lông.
Ghi chú:
Khi vị trí lỗ khoan ở gần mạng lưới đo đạc (cách cạnh của đa giác đo đạc không quá 30m, đối với vùng đồng bằng và 20 m đối với vùng đồi) có thể dùng các dụng cụ đo góc đơn giản.
b) Khi dùng phương pháp giao hội thuận phải thực hiện theo các quy định sau:
+ Cơ tuyến đo đạc phải được lựa chọn sao cho các góc của tam giác giao hội, hợp thành do các tia ngắm và cơ tuyến, nằm trong khoảng 30o đến 120o.
+ Nên giao hội bằng 3 tia ngắm đồng thời hoặc 2 tia ngắm đồng thời và 1 tia ngắm kiểm tra. Các trường hợp giao hội bằng 3 tia ngắm vừa nêu cũng phải thỏa mãn yêu cầu về góc cho từng tam giác hội.
3.7. Khi khoan trên phương tiện nổi việc xác định vị trí lỗ khoan được thực hiện theo các hướng dẫn sau đây:
1. Xác định vị trí lỗ khoan đồng thời với công việc định vị phương tiện nổi;
2. Nếu dùng phương pháp giao hội thuận để xác định vị trí thì nên giao hội bằng 3 tia ngắm;
3. Sau khi đã định vị phải tiếp tục theo dõi sự ổn định vị trí của phương tiện nổi.
Khi phương tiện nổi đã ổn định, ống vách đã hạ vào đất và giữ được thẳng đứng ở vị trí khoan thì công việc định vị mới được coi là hoàn thành.
B. XÁC ĐỊNH CAO ĐỘ MIỆNG LỖ KHOAN
3.8. Trước khi khoan phải đo cao độ mặt đất thiên nhiên tại vị trí lỗ khoan, giá trị lấy tròn đến centimet và phải ghi rõ vào nhật ký khoan (gọi là cao độ miệng lỗ khoan).
3.9. Khi xác định cao độ miệng lỗ khoan phải dựa vào các cọc mốc cao độ hoặc các cọc định vị có cao độ của công trình. Các cọc mốc cao độ hoặc các cọc định vị có cao độ phải do cơ quan thiết kế công trình hay đơn vị khảo sát được ủy quyền bàn giao tại hiện trường.
Trường hợp ở khu vực khoan chưa có cọc mốc cao độ thì có thể lập mốc hay hệ thống mốc cao độ giả định, nhưng trước khi nghiệm thu toàn bộ công tác khoan phải xác định được cao độ chính thức của các lỗ khoan.
3.10. Việc đo cao độ miệng lỗ khoan phải được thực hiện bằng máy thủy bình hoặc máy kinh vĩ. Sai số giữa 2 lần đo không được vượt quá ± 50mm, với L là khoảng cách từ mốc cao độ tới lỗ khoan, tính bằng km.
3.11. Ở mỗi lỗ khoan nên đặt một mốc cao độ phụ thỏa mãn các yêu cầu sau đây:
1. Vị trí mốc cao độ phụ phải ổn định cách lỗ khoan chừng 2 – 3 m và thuận lợi cho công việc đo đạc và kiểm tra cao độ trong khi khoan;
2. Có cao độ xấp xỉ mặt nền (sàn) khoan.
Ghi chú:
- Cho phép dùng mặt nước làm mặt phẳng chuyền cao độ trong phạm vi mặt nước có độ chênh không quá 5 cm (ở khu vực mặt nước sông rộng trên 500 m hoặc ở đoạn sông có độ dốc dọc lớn, phải xác định độ chênh mặt nước theo tài liệu thủy văn hay đo bằng phương pháp chính xác).
- Cho phép dùng thước thăng bằng kiểu bọt nước  ... ác cần xét bổ sung thiết bị cho hợp lý
2
Máy cao đạc có độ bàn ngang
-
1
3
Mia cao đạc
-
1
4
Gia lông
-
3
5
Thước thép 30-50cm
-
1
6
Phích đo
-
11
PHỤ LỤC 19
QUY CÁCH VÀ CÔNG DỤNG CÁC LOẠI MŨI KHOAN HỢP KIM CÓ NGẠNH THÔNG DỤNG
Loại mũi khoan
Đường kính mũi khoan (mm)
Hợp kim
Số ngạnh
Số răng hợp kim
Độ nhô (mm)
Địa tầng thích hợp
Ngoài
Trong
Ngoài nơi có ngạnh
Dạng
Mã hiệu
Trên vành mũi
Trên ngạnh
Ra ngoài
Vào trong
Xuống dưới
KP-1
150 và 130
136 và 116
Lớn hơn đường kính vách mũi khoan từ 10 đến 15mm. Đường kính mũi khoan lớn thì ngạnh lớn
Γ-517
BK-8
4
4
4
1
1,5
3
Đất đá mềm từ cấp I đến cấp IV, không lẫn cuội sỏi hoặc đá tảng có độ cứng lớn hơn.
110 và 91
96 và 77
(4x4x10)
3
3
3
KP-2
150 và 130
136 và 116
Như trên
Γ-53 (hình 8 cạnh f 5, h.10mm)
BK-8
4
6
8
1
1
2
Đất đá mềm từ cấp II đến cấp IV lẫn cuội, sỏi, đá tảng, có độ cứng lớn hơn
110 và 91
96 và 77
3
4
6
KP-3
150 và 130
136 và 116
Như trên
Γ-515
BK-8
4
4
4
1,5
1,5
3
Địa tầng tương tự như KP-2 nhưng mũi khoan chịu tải trong đập tốt hơn.
110 và 91
96 và 77
(4 x 10 x 14)
3
3
3
PHỤ LỤC 20
QUY CÁCH VÀ CÔNG DỤNG CỦA CÁC LOẠI MŨI KHOAN HỢP KIM RĂNG NHỎ THÔNG DỤNG
Loại mũi khoan
Đường kính mũi khoan (mm)
Số hạt hợp kim
Độ nhô ra khỏi mặt nằm mũi khoan của hạt hợp kim
Độ nhô ra khỏi mặt đầu mũi khoan của hạt hợp kim
Loại hợp kim
Địa tầng thích hợp
Ngoài
Trong
Vòng ngoài
Vòng giữa
Vòng trong
Ra ngoài (mm)
Vòng trong (mm)
Vòng ngoài (mm)
Vòng giữa (mm)
Vòng trong (mm)
Dạng và kích thước
Mã hiệu
CM-1
75-91-110
61-77-96
3
3
3
1
1,5
4
3,5
2,5
Γ-517
BK-
Đá từ cấp V đến cấp VII, tính mài mòn kém
130-190
116-136
4
4
4
1
1,5
4
3,5
2,5
(4x4x10)
CM-2
45-58-75
32-45-61
4
4
4
0,5
0,5
3,5
2,5
1,5
Γ-518
BK-6
Đá từ cấp V đến cấp VII mài mòn cao và cứng hơn loại trên, lưỡi khoan chịu tải động dọc trục lớn hơn, khoan với tốc độ và tiến độ nhanh hơn loại C.M-1
91-110-130
77-96-116
6
6
6
1
1
3,5
2,5
1,5
(3 x 5 x 8)
156
136
8
8
8
1
1
3,5
2,5
1,5
MP-2
75-91
61-77
3
3
3
0,5
1
2
4
3
Đá từ cấp V đến VII, tính mài mòn kém và không đồng nhất, các lớp có độ cứng khác nhau xen kẽ.
110-130
96-116
4
4
4
1,0
1
2
4
3
CT-1
45-58-75
38-45-61
3
-
3
0,5
0,5
2,5
-
2,5
Γ-53 Hình 8 mặt f5mm h = 10mm
BK-8
Đá từ cấp IV đến VI bị nứt nẻ hoặc không đồng nhất
91-110
77-96
4
-
4
1
1
2,5
-
2,5
130-150
116-136
6
-
6
1
1
2,5
-
2,5
PHỤ LỤC 21
ĐỀ PHÒNG VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ TRONG LỖ KHOAN
A. QUY ĐỊNH CHUNG
21.1. Để đề phòng các sự cố xảy ra, điều chủ yếu là phải biết những diễn biến quá trình đã khoan, đặc điểm của các lớp đất đá đã khoan qua, đồng thời phải chấp hành nghiêm chỉnh các quy định của quy trình khoan.
21.2. Khi xảy ra sự cố, kíp trưởng và tổ trưởng khoan phải biết những điều sau đây:
- Nguyên nhân và độ sâu xảy ra sự cố.
- Tình trạng và thế nằm của cột dụng cụ khoan, tình hình vách lỗ khoan ở đoạn xảy ra sự cố.
21.3. Khi có sự cố phải lập biên bản sự cố và cách giải quyết sự cố lỗ khoan. Mẫu và nội dung biên bản xem phụ lục 1-10.
B. ĐỀ PHÒNG VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ KẸT DỤNG CỤ KHOAN
21.4. Để tránh kẹt dụng cụ khoan (mũi khoan, ống bột, ống lõi v.v) cần chú ý:
1. Khi khoan vào những tầng đá phong hóa nghiêm trọng, các tầng đất có thể bị sụt lở nhiều, vữa sét không đủ khả năng bảo vệ thành vách thì:
- Phải hạ ống vách và dùng loại ống bột đầu vát hình móng ngựa;
- Không để đầu ống bột ở trong đoạn địa tầng bị sập lở;
- Nếu vừa khoan vừa hạ ống vách thì không được để đầu trên của ống bột nằm dưới chân ống vách.
- Không tháo cần khoan ở những tầng đất đá bị sụt lở.
2. Khi khoan xoay vào tầng đá mềm có nhiều bột khoan, phải chú ý đến lượng nước rửa bơm vào lỗ khoan. Nếu thấy máy bơm làm việc không bình thường hoặc tốc độ quay của trục khoan giảm dần thì phải kéo cột dụng cụ khoan lên để kiểm tra máy bơm và ống dẫn nước. Khi kéo cột dụng cụ khoan lên, không được tắt máy bơm ngay mà phải kéo lên ít nhất là 2-3m rồi mới tắt máy bơm.
Trong trường hợp máy bơm yếu, không thổi hết được bột ra khỏi lỗ khoan thì thỉnh thoảng phải cho ống lắp bê xuống vét hết bột rồi mới tiếp tục khoan.
Khi hạ cột dụng cụ khoan xuống đáy lỗ khoan phải đặc biệt chú ý và thực hiện theo các hướng dẫn của Điều 6.6.9.
3. Trước khi lấy mẫu phải ngừng khoan để bơm nước rửa lỗ khoan cho sạch bột đá rồi mới chèn và bẻ mẫu.
21.5. Khi mũi khoan đã bị kẹt do mùn khoan lắng đọng hoặc do vách lỗ sập lở, có thể dùng tay khoan hoặc thiết bị thủy lực nâng, ép, bẩy lên xuống nhiều lần rồi phối hợp giữa tời và tay khoan (hoặc thiết bị thủy lực) vừa bẩy vừa kéo lên.
Nếu có thể được vẫn để mũi khoan quay đồng thời bơm nước rửa với áp lực và lưu lượng lớn nhất.
Sau khi đã dùng các biện pháp trên mà vẫn không được có thể cho đóng tạ ngược để cứu kẹt nhưng nên hạn chế biện pháp này.
21.6. Trong trường hợp không cứu kẹt cho toàn bộ cột dụng cụ khoan được thì tháo dần cần khoan rồi cho khoan chụp lấy đoạn dụng cụ khoan còn lại. Tháo cần khoan đến đoạn nào phải căn cứ vào tình hình cụ thể mà quyết định.
2.17. Để tránh sự cố kẹt khoan khi khoan bằng guồng xoắn (do mũi khoan phá ở đầu cột dụng cụ khoan bị mòn và có đường kính bằng hoặc nhỏ hơn đường kính của guồng xoắn, do sự di chuyển của dây tời chênh với vị trí ban đầu so với miệng lỗ khoan, do các kích chống trong quá trình khoan bị dịch chuyển, hoặc lỗ khoan bị cong do tăng áp lực quá lớn đối với cột dụng cụ khoan và đáy lỗ khoan vv) trong quá trình cần lưu ý những điều sau đây:
1. Đặt máy khoan thật bằng phẳng.
2. Nếu nền khoan là đất yếu, cần phải đặt thêm ván ở đế kích chống của máy khoan.
3. Thường xuyên theo dõi lỗ khoan và theo dõi độ thẳng giữa guồng xoắn và trục khoan.
4. Sử dụng các ròng rọc kép
21.8. Để giải quyết sự cố kẹt khoan khi khoan bằng guồng xoắn, nếu đã dùng mọi biện pháp cứu kẹt thông thường mà vẫn không được, có thể áp dụng biện pháp khoan ngược và tháo dần các đoạn guồng xoắn. Sau đó kéo toàn bộ cột dụng cụ khoan còn lại lên bằng tời.
Ghi chú: 
- Nếu áp dụng các biện pháp trên mà không được thì phải ngừng quay cột dụng cụ khoan rồi đổ vào lỗ khoan 2-3 thùng nước hoặc đất ẩm, cát ướt sau đó cho khoan xoay ngược và nâng dần cột dụng cụ khoan lên.
- Khi kéo cột dụng cụ khoan lên bằng tời thì đồng thời dùng các loại Clê xoay cột dụng cụ khoan theo hướng ngược chiều kim đồng hồ và tháo bớt guồng xoắn ra.
21.9. Khi có sự cố kẹt khoan do khoan vào tầng đất có tính trương nở lớn thì giải quyết bằng cách hạ ống vách xuống qua đoạn vách lỗ khoan bị xệ rồi lựa chiều kéo mũi khoan lên. Nếu nặng quá thì dùng kích hoặc tời tay để kéo (không được khoan chụp và đóng tạ ngược).
21.10. Để đề phòng sự cố kẹt khi khoan dộng liên tục cột dụng cụ khoan phải chú ý những điểm sau:
1. Phải hạ liên tục ống vách sao cho chân ống vách luôn luôn xuống gần đầu mũi khoan và không được để vai mũi khoan xuống qua chân ống vách.
2. Phải thường xuyên theo dõi xem có cát trào ra miệng trên của mũi khoan không. (Nếu là khoan vào tầng cát) để tránh sự cố kẹt khoan.
3. Theo dõi và điều khiển tời êm thuận, tránh hiện tượng giật cáp và đồng thời luôn luôn giữ cho dây cáp cuốn đều vào tang tời và không bị vặn xoắn.
4. Phải thường xuyên điều chỉnh cáp không để cáp bị chùng quá hoặc căng quá.
5. Khi hạ cột dụng cụ khoan xuống thì vừa phải mở bộ phận ly hợp ma sát vừa phải hãm nhẹ tay tời để tránh hiện tượng dây cáp lồng ra theo quán tính.
21.11. Để giải quyết sự cố kẹt khoan khi khoan dộng thì áp dụng các biện pháp tương tự như đối với khoan xoay. Nếu là sự cố rơi mũi khoan, đứt cáp thì giải quyết theo các biện pháp như đối với trường hợp đứt gãy dụng cụ khoan.
C. ĐỀ PHÒNG VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ ĐỨT GẪY DỤNG CỤ KHOAN
21.12. Trong quá trình khoan để tránh sự cố đứt gãy dụng cụ khoan cần chú ý các vấn đề sau đây:
1. Không sử dụng loại cần khoan và các loại ống nứt rạn hoặc mòn quá quy định.
2. Khi hạ cột dụng cụ khoan vào lỗ khoan nên chú ý cho loại mới xuống dưới, loại cũ lên trên.
3. Khi lắp cần khoan phải dùng Clê vặn thật chặt.
4. Khi giải quyết sự cố bằng biện pháp dùng kích hoặc bằng cách đóng tạ ngược, phải hết sức thận trọng vừa làm vừa quan sát nếu không thấy chuyển phải ngừng lại để tìm biện pháp khác.
5. Khi khoan trong tầng đá nứt nẻ lớn, tầng cuội sỏi không đều hạt hoặc khoan lại lấy lõi đá rơi thì nên dùng áp lực nhỏ tốc độ khoan chậm hoặc trung bình.
6. Không được tăng áp lực dọc trục khoan quá lớn, không được tăng đột ngột tốc độ quay hoặc áp lực dọc trục.
21.13. Để giải quyết sự cố đứt gãy dụng cụ khoan trong lỗ khoan, tùy theo điều kiện thực tế có thể dùng các dụng cụ sau đây, để lấy lên:
1. Ta rô đuôi chuột (ren ngoài).
2. Ta rô hình chuông (ren trong)
3. Ta rô hình chuông có móc định hướng.
4. Mũi khoan ống lắp bê.
5. Ống lõi, ống vách đập thắt một đoạn, đưa xuống chụp lấy dụng cụ bị gãy ở trong lỗ khoan rồi cho đá chèn để lấy lên.
6. Móc cáp, kìm cặp v.v
D. ĐỀ PHÒNG VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ ỐNG VÁCH
21.14. Để tránh sự cố ống vách cần chú ý:
1. Trước khi hạ ống vách cần kiểm tra tời, dây cáp, các thiết bị nâng hạ và ống vách.
2. Không được hạ xuống lỗ khoan ống vách chưa có đót. Không dùng ống vách có đót có răng bị cùn hoặc có hiện tượng nứt rạn.
3. Khi xoay lắc ống vách bằng kẹp không nên nối tay đòn quá dài.
21.15. Đối với sự cố ống vách có thể áp dụng các biện pháp dưới đây để giải quyết:
1. Trong trường hợp ống vách rơi xuống lỗ khoan, nếu đoạn rơi ở nông, có thể cho đoạn ống vách xuống nối trực tiếp rồi kéo lên. Nếu đoạn rơi ở sâu thì dùng ta rô răng phải để lấy lên.
2. Nếu ống vách bị đứt gẫy dùng ta rô răng phải vặn vào để kéo lên. Khi phần dưới của ống vách bị đất đá bó chặt không lấy lên được bằng ta rô răng phải thì có thể dùng ta rô răng trái (lúc này phải dùng cần khoan răng trái) để tháo đoạn gẫy rồi cho ống vách khác hoặc ta rô răng phải xuống nối trực tiếp để kéo lên.
G. ĐỀ PHÒNG VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ RƠI DỤNG CỤ KHOAN
21.16. Để tránh hiện tượng dụng cụ khoan bị rơi xuống lỗ khoan cần chú ý:
1. Trước khi nâng hạ dụng cụ khoan phải kiểm tra độ nhạy của tời, phanh hãm, quang móc và các dụng cụ nâng hạ khác.
2. Khi lắp cần khoan, mũi khoan, ống lõi phải vặn thật chặt. Nếu dụng cụ nào có đầu ren bị chờn, phải loại ra để tránh tuột ren.
3. Khi khoan guồng xoắn phải thường xuyên kiểm tra tình hình và chất lượng các chốt giữa các đoạn guồng xoắn và đầu nối 6 cạnh (đầu nối này dễ bị rơi ra do lực quá lớn phát sinh trong quá trình khoan).
4. Khi khoan dộng phải thường xuyên theo dõi tình hình và chất lượng của dây cáp.
5. Khi làm việc trên miệng lỗ khoan phải thận trọng để tránh tuột tay rơi các phụ tùng khoan (kìm, búa, Clê, ốc vít) vào lỗ khoan.
6. Khi nghỉ khoan hoặc đang sửa chữa máy móc thiết bị trên miệng lỗ khoan phải đậy kín miệng lỗ khoan lại.
21.17. Để giải quyết sự cố rơi dụng cụ khoan có thể sử dụng các dụng cụ đã nêu ở Điều 2-6-13.
Đối với các loại phụ tùng khoan như Clê, kìm búa, ốc vít rơi vào lỗ khoan, tùy theo vật rơi và tình hình thực tế có thể dùng mũi khoan hom, ống lõi nhồi nhựa đường hoạc đất sét ấn xuống đáy lỗ để vật rơi dính vào rồi lôi lên.
Để lấy các đoạn guồng xoắn rơi xuống đáy lỗ khoan thì dùng cần khoan đặc biệt (đã được trang bị theo máy khoan) và một đoạn guồng xoắn (để dẫn hướng) cùng với các chuông chụp hoặc chuông có móc định hướng có răng trái, dùng tay ép và xoáy dần dần cột dụng cụ khoan ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi các dụng cụ này ngàm vào phần dụng cụ đã bị rơi trong lỗ khoan. Sau đó nâng dần toàn bộ cột dụng cụ khoan lên bằng tời kết hợp với xoay bằng tay theo chiều ngược chiều kim đồng hồ.
Khi khoan dộng hoặc nâng hạ cột dụng cụ khoan mà dây cáp bị đứt và cột dụng cụ khoan rơi xuống lỗ khoan thì dùng móc xoắn đơn hoặc kép để lấy lên. Nếu đứt cáp sát măng xông thì dùng móc câu để kéo cột dụng cụ khoan lên.
H. ĐỀ PHÒNG VÀ SỬA CHỮA LẠI LỖ KHOAN BỊ CONG
21.18. Đề phòng lỗ khoan bị cong cần chú ý các điểm dưới đây:
1. Máy khoan và giá khoan phải được đặt trên nền bằng phẳng, chắc chắn để khi khoan không bị lún.
2. Không dùng cần khoan, ống lõi cong quá tiêu chuẩn cho phép.
3. Khi khoan mở lỗ hoặc đang khoan từ tầng cứng chuyển sang tầng mềm (hoặc ngược lại) không nên khoan với tốc độ nhanh và áp lực lớn quá, nên dùng ống lõi dài để khoan.
4. Khi khoan gặp hang hốc phải dùng loại ống lõi dài hơn chiều cao của hang ít nhất là 0,5m hoặc hạ ống vách qua hang rồi khoan tiếp.
21.19. Nếu đã phát hiện thấy lỗ khoan bị cong phải sửa lại ngay. Khi sửa lỗ khoan cong nên sửa lại từ tầng đất đá tương đối mềm và có thể áp dụng các biện pháp sau:
1. Trong tầng đất đá mềm (từ cấp I – cấp IV) nếu lỗ khoan bị cong không nghiêm trọng lắm, có thể nối dài ống lõi hoặc lắp thêm ống bột để khoan sửa độ cong.
2. Nếu lỗ khoan bị cong trong tầng đất đá cứng, nên dùng vữa xi măng lấp hết đoạn cong. Sau 28 giờ mới cho mũi khoan có ống lõi dài xuống khoan lại.
Ghi chú: Khi sửa lại lỗ khoan cong chỉ được khoan với tốc độ chậm (số 1) và áp lực vừa phải (dưới 20 kG).
L. ĐỀ PHÒNG SỰ CỐ KHI KHOAN VÀO ĐỊA TẦNG CÓ HANG ĐỘNG
21.20. Khi khoan trong đá vôi, đá đôlômít, thạch cao, cần chú ý đề phòng hiện tượng tụt bất ngờ cột dụng cụ khoan.
Những hiện tượng báo hiệu sắp khoan tới hang đá loại cacbonát là:
- Bị mất nước đột ngột, khoan không xuống.
- Tiếng máy nổ đứt quãng, không có tiếng ăn đá ở đáy lỗ.
- Lõi đá lấy lên có dấu vết bị ăn mòn hoặc có thạch nhũ bám vào, hay lõi đá bị vỡ nát, tỷ lệ lấy lõi rất thấp.
21.21. Để đảm bảo chất lượng kỹ thuật của lỗ khoan khi khoan trong các tầng đá vôi, đôlômít, thạch cao, cần thực hiện các quy định sau đây:
1. Mỗi hiệp khoan không được khoan qua 0,5m.
2. Khi lấy lõi phải thao tác cẩn thận, nhẹ nhàng để đề phòng lõi rơi xuống hang.
3. Khi đang khoan thấy có hiện tượng khác thường như đã nêu ở điều trên thì phải ngừng khoan, ghi chép kỹ những điều cần thiết vào nhật ký (hiện tượng, cảm giác tay khoan, lượng nước rửa, độ sâu khoan v v) sau đó tiếp tục khoan với áp lực và tốc độ thấp.
4. Ghi chép và theo dõi độ sâu khoan cẩn thận, liên tục để có thể xác định vị trí rơi khi có hiện tượng rơi tụt cột dụng cụ khoan.
5. Khoan qua đỉnh hang và khoan đến đáy hang phải ngừng khoan để đo độ sâu đỉnh hang, đáy hang, bề dày hang, mô tả và ghi chép đầy đủ các đặc điểm về địa tầng, địa chất thủy văn trong hang.
6. Khi khoan tiếp phải tìm hiểu tình hình lớp đá ở đáy hang để phán đoán tình hình và phạm vi phát triển tiếp của hang.
7. Khi nâng cột dụng cụ khoan lên phải đề phòng sự cố mũi khoan vướng phải đỉnh hang.
21.22. Để đề phòng lỗ khoan bị cong cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật sau đây:
Khi khoan các hang lớn phải dùng ống định hướng và mũi khoan hợp kim để khoan. Sau khi khoan qua hang một đoạn có thể dùng tiếp mũi khoan bi.
PHỤ LỤC 22
KÍCH THƯỚC TỐI THIỂU CỦA NỀN (SÀN) KHOAN, KHI KHOAN THẲNG ĐỨNG
Bảng 4-1
Số TT
Loại thiết bị khoan
Kích thước
Nền khoan
Sàn khoan
1
Bộ khoan tay
4x4
5x5
2
Máy khoan XJ-100, GX-1T
4x6
5x7
3
Máy khoan XU-300, CKb-4 CbA-500
6x8
7x10
4
Máy khoan tự hành Yrb-50, ZUF - 150
6x10
7x10
5
Máy khoan bYKC-30, YKb-12/25
3x3
4x4
Ghi chú:
- Kích thước của nền khoan ở bảng trên chưa bao gồm kích thước của bãi khoan;
- Khi khoan xiên, kích thước nền (sàn) khoan phải được kéo dài thêm tùy theo độ xiên của lỗ khoan đồng thời hướng của nền (sàn) khoan phải được xác định theo hướng góc phương vị lỗ khoan.