黃河三門峽地質勘探總隊
為了更進壹步了解灌漿試驗的效果，檢查基巖裂隙中灰漿充填情況和灰漿擴散範圍，我們在第三灌漿試驗地段竣工後，開始鉆了壹個直徑為壹米大口徑的鉆孔。現將壹些主要的操作方法與鉆進經驗簡短介紹如後：
壹、壹般情況
1.對鉆孔的要求：為便於地質人員、灌漿施工人員下井檢查巖石中灰漿充填情況和地質素描工作，故鉆井口徑要求為壹米。孔壁需保持完整，不應有因受震而產生的新裂隙。每鉆近兩米，將孔壁孔底洗刷幹凈，便於人員下井工作。
2.采用的設備：(1)上海制的小型轉盤式鉆機，外圓直徑 886mm，內圓直徑360mm。(2)20kW電動機壹臺。(3)中間架壹個。(4)2K～6A小型離心水泵二臺(Q=10～30t/h)，壹臺鉆進供水用，壹臺井內抽水用。(5)電動卷揚機壹臺(出碴用)。(6)3噸手搖絞車壹臺(鉆進用)。
3.鉆進方法：使用鐵砂旋回鉆進。
4.使用的鉆具：
(1)特制水接頭(圖1)
(2)鉆桿是用直徑為127mm，壁厚8mm的巖心管做成，為便於安卸，另做公母扣接頭連接(圖2)。
(3)鉆頭是用12mm厚的鐵板並焊而成，內外各加焊壹層6mm厚的鐵板(如圖3A)，為的是使鉆頭的外徑較巖心管外徑大，鉆進時不易卡鉆，內徑比巖心管內徑小，鉆出的巖心小，不會憋水。鉆頭直徑實際為1012mm，長度為50cm。
圖1
圖2
圖3
圖4
(4)巖心管也是用12mm厚的鐵板並焊而成，與鉆頭直接焊在壹起，長度為1.1m，不再以絲扣相連(圖3A)。
(5)導向管(圖4A)及錐粉管(圖4B)各壹，錐粉管與巖心管、鉆頭連接壹起，不經常拆卸，其上連接導向管，導向管主要作用是加長鉆具，保證孔直。因受鉆臺高度的限制，在起鉆時，可在此處卸開，分別提取(圖4B)。
二、鉆進工作
1.鉆具的起卸：轉盤式鉆機中心圓孔直徑為360mm，當鉆頭直徑小於360mm時，可用卷揚機直接將鉆具起吊出來。鉆頭直徑若大於360mm時，如我們這次鉆頭的直徑為1012mm，即必須采用以下兩種方法起吊或下降鉆具。
(1)搭設鉆臺：臺上安裝鉆機，鉆具由孔內起出後，在鉆臺下進行接卸工作，鉆臺高度應大於巖心管與鉆頭的總長度(見照片Ⅳ版3)。
(2)建立輕便軌道，使鉆機在其上移動又迅速又方便，在起吊鉆具時，將鉆機移開井位，吊出鉆具。
我們采用的是第壹種方法，利用舊方木(斷面18cm×18cm)和鐵扒鋸子搭成鉆臺(圖5)，臺高2m，臺下形成高1.6m，長4m的廊道，作為起卸鉆具之用。
2.鉆具的旋轉：轉盤式鉆機應該使用方鉆桿，而我們用的是圓的，鉆進時在鉆桿上夾壹管夾，轉盤上有兩直徑為55mm，長為50cm的圓鐵。開動電動機，由於皮帶的傳動轉盤旋轉，圓鐵即轉，以管夾別住圓鐵，將鉆桿帶動隨之而轉(圖6)。
圖5
圖6
圖7
3.加壓裝置：考慮到鉆頭底面積很大，約為753cm2(100×2.4×π)，若鉆頭底部壓力以10kg/cm2計算，即需要7530kg，數值很大，因此除鉆具自重外，還須加壓，故設計加壓裝置(如圖7)，可利用絞車或加掛重錘。
另外，鉆具本身加重也是個辦法，例如可在導向管中加灌混凝土或其他材料，加重其重量，但鉆具總重最好不超過3～5t，為的是在發生卡鉆時，提升方便，不足的壓力可由外力加重。
4.鉆場的全面布置(如圖8A)
(1)為便於起重，采用復式滑車，三角架上掛有雙滑車，下部與單滑車相連。最後鋼繩連於手搖卷揚機上，用以起落鉆具(如圖8B)。
圖8
(2)傳動皮帶最好是采用4″或5″寬的平皮帶。
三、技術操作中的幾個問題
1.轉數：大孔徑鉆孔的轉數較小口徑要慢，但鉆頭回轉的圓周速度比小口徑要大很多，我們最後用的轉數是55轉/分，圓周速度為2.9m/s，運轉情況良好。
2.壓力：轉數快，壓力大，進尺即快，轉數加快而壓力仍很小，碾不碎鐵砂，鐵砂將起滾珠作用，進尺反而很小，我們最初在開孔時，沒加壓力，僅靠鉆頭及鉆桿自重鉆進，鉆頭底部單位壓力僅有0.7kg/cm2，進尺很慢，鉆進了壹米多加大壓力後，效率顯著提高。實際鉆進情況如下表：
黃河三門峽水利樞紐工程地質勘察史
註：孔內水柱壓力未計在內。
3.給砂方法：采用壹次給砂與零星給砂相結合的辦法，先壹次投砂20～30kg，鉆進壹個時期後如發覺余砂不多，鉆頭不再采砂時，再零星投砂，每次5kg左右，從孔口均勻下投，在正常情況下相互結合投砂，可順利鉆進80～120cm，直至巖心將巖心管填滿為止再起鉆，鐵砂消耗量平均為25kg/m。
4.水量與出水口：此孔因在灌漿區域內，所以孔內漏水很少，所給水量多數均由孔口返回，故用水量不太大，約為80～100L/min，水口可割2～3個，每個高度約為20cm，底部弧長16～18cm，成∩形，鉆頭耗磨量為2～3cm/m。
5.開孔：因孔口地形高低不平，故先用混凝土在孔口澆築成壹個外方內圓(如圖9)的小臺，內圓直徑即為鉆頭直徑，在圓內倒有碎鐵砂，鉆頭在圓內磨轉即鉆成圓槽順利鉆進。
6.壹般的操作：這種類型鉆機的最大缺點是沒有給進把，對孔底情況如何了解不夠，例如說“采砂”問題，僅能利用聽聲音、摸扶鉆桿和觀察返水顏色來判斷是否“采砂”。但采砂性能好壞，不易感出，鉆機運轉時，有壹人手扶卷揚機手把，當卡鉆不轉時，迅速上提鉆具，鉆機又可旋轉，鉆機旋轉後再徐徐下落鉆具，繼續鉆進。
若下落鉆具不能到底，而且鉆機阻力又大，發出“吭”“吭”的響聲，並且經常卡鉆時，即證明有塊石掉入鉆槽內，這時就要即刻起鉆，抽水，而後人員下井清理孔底後，再繼續鉆進。
在完整的巖石中鉆進，正常情況下，8小時可連續鉆進，不用起鉆，鉆出的圓槽寬度約為4.5～5cm，平均效率15～20cm/臺時，最高效率達到35cm/h。
7.鉆具的移出，孔口鋪有兩根小鐵軌，特制小平臺車，當鉆具提出孔口後，裝在小車上，推到廊道外面去(圖9)。
圖9
四、巖心采取
利用爆炸法撈取巖心，在鉆完壹段後，將井內水抽幹，人員下井用風鉆在巖心中鉆孔，其深度超過鉆進深度10cm左右，內裝炸藥，爆破炸裂後，利用卷揚機上提巖心，用藥量要少，因有鉆槽隔離孔壁，故爆炸後孔壁不受其影響。
1.壹般情況下，在巖心中鉆壹個孔，內裝硝銨炸藥0.15～0.2kg爆破即可。
2.若欲取出較完整的巖心，可根據巖心的裂隙分布情況鉆4～5個孔成梅花形分布，內裝少量黑色火藥(每孔裝藥10%～15%，總重不超過0.4～0.5kg)，用電引法爆破即可。
3.巖石若有水平裂隙、節理，則可取出壹個整的巖心。
4.巖石若破碎，則不必用炸藥炸，僅用人員下去撬取即可。
五、鉆進中安全事項
1.鉆機開動時，應先將鉆具提升稍離孔底再開動，待運轉正常後，將鉆具徐徐下落到孔底，正常鉆進。
2.手搖卷揚機旁邊，時刻有專人留守，遇有卡鉆或其他情況時，立即提升鉆具，以免損傷機械或出事故。
3.零星投砂時也應將鉆具提升稍離孔底，均勻投砂完畢後，再落下鉆具繼續鉆進。
4.井內打風鉆時，浮塵很大，故應設良好的通風裝置，吹散灰塵，防止嗆人，通風裝置可利用壓縮空氣。
5.井內應有良好照明裝置，電燈線應用絕緣膠皮電纜線，最好是用低壓(36V)，防止傷人。
6.井內人員上下及傳送、吊升物件，應專門制定規程嚴格執行。
7.井內工作人員壹定要帶安全帽，在井內工作時，切實註意安全。
8.井內出碴時，井下人員若無特殊制做的保護裝置時，壹定要人員先上來，而後再起吊石塊，以免石塊下落傷人。我們的辦法是壹根起重鋼繩穿過人員坐的吊鬥下部，再系掛吊桶，每次除碴，人員坐在吊鬥上，並用麻繩將人身與起重繩綁紮妥牢，吊桶在其下壹起吊上，要註意鋼絲繩的安全系數應大於8。
9.井口應有欄桿圍護，在井口工作人員要帶好安全帶，以免滑落井內。
10.停止運轉時，井口要用井蓋蓋好。
11.井內爆破時，要將井口用木板、草袋等蓋好，防止石塊飛出損傷機械。
12.爆破工作的安全註意事項，依照爆破安全規程執行。
13.井內工作的安全註意事項，依照坑探安全規程執行。
六、存在的問題與改進意見
1.鉆頭與巖心管部分總長度可加長至2.5m，這樣在正常情況下，壹次即可鉆進兩米多再起鉆，減少巖心采取次數，提高鉆進效率。
2.根據實際運轉情況來看，現在的轉數55 轉/分是較為合適的，但壓力較小，現在鉆頭底部單位壓力僅為2～3kg/cm2，鉆進效率不高，考慮若能增加壓力至6～10kg/cm2，效率將更可提高。我們在鉆孔深度超過10m後，若再多加壓，鉆機即不轉了，故若考慮加大壓力提高效率時，這類型鉆機似嫌小壹些。
3.應特別註意孔直，若是鉆孔垂直，鉆進時即輕松又省力，故在開孔時壹定要註意鉆孔中心應與鉆機中心壹致，鉆機內圓與圓鉆桿間應有特制掐瓦固定，以免鉆桿搖幌將孔開歪，鉆進2～4m時仔細測斜壹次，發現歪斜設法糾正，以後每鉆進5～10m再行測斜壹次。
4.我們所用水泵的流量及壓力均小，在停鉆取錐粉時，錐粉吹到錐粉管內數量不多，應換用大流量(500～600L/min)、大壓力(10kg 以上)的水泵，便於清除錐粉，有利鉆進。
5.巖心采取仍應進壹步研究，最好是人員不下井即可將巖心取出，這樣既可節省時間又安全，我們考慮下次將使用絞鏈辦法絞斷巖心。
6.這類鉆機沒有給進把，我們考慮加裝給進把，便於掌握井底情況。
七、結語
用這樣鉆大孔的方式來檢查灌漿質量，效果是良好的，它克服了用開挖豎井檢查所存在的缺點。開挖豎井檢查所存在的缺點是：
1.因受到開挖時爆破的震動，使原狀受到了影響，往往在孔壁發現有壹些沒有灰漿的細小裂縫，很難判斷出是由於震動而產生的新裂紋呢，還是灌漿試驗沒有灌好的原有的細小裂紋呢?不好做結論。
2.難於看出灌漿註入與填實的程度。用大口徑鉆孔來檢查就保持了地下巖石的原狀，很容易觀察，同時又是使用機械，減輕了體力勞動。
另外，在水電建設的其他部分為了不同的目的，有時也需要鉆這麽大口徑或是更大口徑的鉆孔。
以上僅將我們僅有的壹些不成熟的經驗介紹出來供同誌們在工作中參考。
(原載於《三門峽工程》1958年3期)