Tiêu chuẩn ngành 22TCN 259:2000 về quy trình khoan thăm dò địa chất công trình do Bộ Giao thông vận tải ban hành

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 30^o đến 120^o.

+ 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 hay kiểu chữ A để chuyền cao độ trong phạm vi dưới 30 m.

3.12. Khi công tác khoan được thực hiện trên các phương tiện nổi thì việc xác định cao độ miệng lỗ khoan phải được thực hiện và tính toán theo công thức sau:

Z_m =Z_n - H_n                                                                  (1)

Trong đó:

Z_m - Cao độ miệng lỗ khoan khi bắt đầu hoặc kết thúc khoan

Z_n – Cao độ mặt nước ở cùng thời điểm đo (m)

H_n – Chiều sâu từ mặt nước đến mặt đất (đáy sông, đáy hồ…) khi bắt đầu khoan hoặc khi kết thúc khoan (m).

Ghi chú:

- Phải đặt cột thủy trí ở gần khu vực khoan để đo cao độ mức nước (sông, hồ…), đo mực nước theo chế độ đo đầu ca, giữa ca và cuối ca. Nếu mực nước đo đầu ca và cuối ca không chênh lệch quá 5 cm thì có thể không đo mực nước ở giữa ca;

- Phải ghi ngay mực nước đo được vào nhật ký khoan. Mỗi khi giao ca phải bàn giao mực nước đang dùng làm mức so sánh;

- Khi dùng cột thủy chí của đơn vị khác cần kiểm tra lại độ cao;

- Các trường hợp dùng ống vách dẫn hướng, cột thủy chí để đo cao độ mực nước hoặc làm mặt so sánh đều phải thường xuyên theo dõi độ ổn định của chúng.

3.13. Toàn bộ số liệu đo đạc và tính toán cao độ lỗ khoan phải được ghi chép đầy đủ theo mẫu ở phụ lục số 2 và lưu vào hồ sơ khoan.

4. QUY ĐỊNH LÀM NỀN (SÀN) KHOAN VÀ LẮP RÁP THIẾT BỊ KHOAN

A. LÀM NỀN (SÀN) KHOAN

4.1. Khi làm nền (sàn) khoan phải giữ lại cọc hoặc dấu định vị lỗ khoan đã cắm để sau này dựng giá và lắp ráp máy khoan cho đúng vị trí và tính toán lại cao độ miệng lỗ khoan sau khi có sự thay đổi tăng hoặc giảm do phải đào hoặc đắp nền.

Cao độ miệng lỗ khoan phải lấy đúng theo Điều 3.8.

4.2. Phải căn cứ vào các điều kiện cụ thể các khả năng thực tế khi thi công khoan và trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật mà quyết định phương án làm nền (sàn) khoan.

Cần điều tra các nguồn vật liệu của địa phương và nghiên cứu để sử dụng hợp lý vào việc làm nền (sàn) khoan.

4.3. Kích thước nền (sàn) khoan phải đảm bảo đủ chỗ để đặt thiết bị, dụng cụ, vật liệu khoan và thao tác. Kích thước tối thiểu của nền (sàn) khoan, khi khoan thẳng đứng phụ thuộc vào loại thiết bị khoan được sử dụng (tham khảo Phụ lục 22).

4.4. Bên cạnh nền khoan, cần làm một bãi công tác để kéo cần khoan, chuẩn bị dụng cụ, tháo mẫu v.v…

4.5. Hướng và kích thước của nền (sàn) khoan, bãi khoan cần được lựa chọn sao cho việc lấy dụng cụ và thao tác khoan thuận tiện an toàn đồng thời tránh được tối đa khói do máy khoan xả ra (Xét theo hướng gió thịnh hành trong thời gian khoan).

4.6. Cấu tạo của nền (sàn) khoan phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:

1. Nền (sàn) khoan phải chắc chắn, ổn định và thuận lợi cho việc tiến hành công tác khoan trong suốt thời gian khoan;

2. Mặt nền (sàn) khoan phải bằng phẳng, chắc chắn, thoát nước tốt, và phải cao hơn mực nước mặt cao nhất có thể xuất hiện trong thời gian thi công lỗ khoan ít nhất là 0,2 m đối với vùng ngập nước hẹp hay vùng ngập nước cạn (hồ nhỏ, ao, ruộng…) và 0,5 m đối với vùng ngập nước rộng và sâu (sông lớn, hồ lớn…);

Ở khu vực đất lầy, nền khoan cần được cải tạo bề mặt bằng cách tháo khô nền đất, đắp phủ lên một lớp đất tốt hay dùng gỗ kê lót v.v…

3. Khi định độ dốc của mái nền khoan (đào hay đắp) nên tham khảo các tài liệu của Phụ lục 3.

4. Sàn khoan phải được thiết kế và lắp ráp theo các quy trình kỹ thuật có liên quan hiện hành. Khi khoan trong mùa không có bão lũ có thể dùng các kiểu sàn khoan đã được thử thách ở những nơi có điều kiện kỹ thuật và tự nhiên tương tự mà không cần kiểm toán.

4.7. Khi làm nền (sàn) khoan phải chú ý đến ảnh hưởng qua lại của nền (sàn) khoan với các nhân tố địa hình, địa chất, thủy văn, các hoạt động kinh tế, quốc phòng, đặc biệt phải lưu ý các trường hợp sau đây:

1. Nền (sàn) khoan nằm trên sườn dốc phải làm rãnh thoát nước phía trong sườn núi, ở sườn núi có góc nghiêng dưới 30^o nên làm nền loại nửa đào, nửa đắp. Ở phần đắp, trước khi đắp phải đánh cấp vào sườn dốc và khi đắp phải chia lớp đầm chặt;

Nếu độ dốc sườn núi lớn hơn 30^o phải làm nền đào hoặc sàn khoan.

2. Khi làm nền (sàn) khoan dưới vách đá hoặc ở trên sườn núi có đá lăn, sụt lở phải có biện pháp phòng chống để tránh tai nạn cho người và thiết bị, như lưu khoảng cách an toàn, đào rãnh hay đắp ụ chống đá lăn, nậy bỏ hoặc neo chắc các tảng đá nguy hiểm v.v…

3. Nền (sàn) khoan ở lũng sông (khe; suối) bao gồm cả phần bãi và bờ ngập nước thường xuyên hay ngập nước có chu kỳ phải được thiết kế thích hợp với các điều kiện thủy văn và khí tượng thu thập được như quy định của Điều 5.2.

Khi khoan trong mùa bão lũ phải có biện pháp phòng chống bão lũ, đặc biệt khi khoan ở miền núi phải chú ý đề phòng lũ ống.

4. Khi phải khoan ở gần các đường dây tải điện (kể cả đường tải điện ngầm) cần liên hệ với các cơ quan quản lý phân phối điện để thực hiện các biện pháp an toàn lao động;

5. Khi cần nổ mìn để thi công nền khoan cần làm đầy đủ thủ tục và thực hiện các quy định hiện hành về công tác phá nổ;

6. Phải xét đến ảnh hưởng của việc đắp nền khoan đến các công trình ở gần đó, như gây xói lở…;

4.8. Trong khi khoan phải thường xuyên theo dõi độ lún và trạng thái ổn định của nền (sàn) khoan cũng như sự biến đổi của các điều kiện thiên nhiên khác để có biện pháp ứng phó kịp thời.

B. LẮP DỰNG GIÁ KHOAN

4.9. Căn cứ vào cấu tạo, giá khoan được chia làm hai loại:

- Giá khoan độc lập

- Giá khoan lắp trên xe.

Đối với bất kỳ loại giá nào, công việc dựng giá chỉ được tiến hành sau khi đã chuẩn bị đầy đủ và kiểm tra quy cách toàn bộ các cấu kiện, thiết bị, dụng cụ cần thiết cho việc lắp dựng giá khoan. Không được dùng các cấu kiện, thiết bị, dụng cụ không hợp cách.

4.10. Khi lắp dựng loại giá khoan độc lập phải tiến hành theo các quy định sau:

1. Lắp dựng giá trước khi lắp đặt máy khoan;

2. Bất kỳ là loại giá có mấy chân phải tìm cách cố định hai chân để chống trượt, tốt nhất là cố định hai chân ở vị trí làm việc chính thức của chúng sau khi dựng giá. Hai chân cố định phải được lắp đầy đủ các thanh giằng. Đối với giá 4 chân, phải lắp đầy đủ các thanh giằng cho hai chân còn lại;

3. Tùy theo khả năng thực tế có thể dùng sức người, tời gắn ở chân giá, tời đặt ngoài, cần cẩu để dựng giá nhưng phải căn cứ vào tính toán để dựng giá cho an toàn;

4. Trong quá trình dựng giá phải có người điều khiển chung, người điều khiển đứng ngoài phạm vi công tác để quan sát và ra hiệu lệnh;

5. Phải lắp đầy đủ các thanh giằng và các chi tiết còn lại của giá ngay sau khi giá được dựng lên. Phải lắp đầy đủ và vặn chặt các đinh ốc liên kết;

6. Phải chằng buộc đủ các giây chằng ổn định của giá;

7. Khi nền khoan là loại đất mềm yếu, phải kê lót dưới các chân giá khoan để chống lún trượt.

4.11. Khi lắp dựng các loại giá khoan gắn trên xe phải tiến hành theo các quy định sau:

1. Đưa xe máy vào vị trí lỗ khoan, đối chuẩn trục khoan (hoặc bộ quay) với cọc dấu lỗ khoan;

2. Hiệu chỉnh thăng bằng và cố định xe khoan bằng các chân chống và vật chèn chuyên dụng. Kiểm tra thăng bằng xe khoan theo cả hai chiều bằng dây dọi hoặc bằng cách kiểm tra sự trùng hợp của dây cáp tự do với trục quay cảu đầu máy khoan, hoặc bằng các dụng cụ lấy thăng bằng khác;

Khi hiệu chỉnh xe khoan phải chú ý làm cho các bộ nhíp của các trục xe phía sau hoàn toàn không chịu tải;

3. Dựng giá khoan theo hướng dẫn riêng của từng loại xe khoan và cố định giá ở tư thế làm việc;

4. Chằng buộc đủ các dây chằng ổn định giá;

5. Khi nền khoan là loại đất mềm yếu thì các chân chống phải tựa lên các tấm gỗ lót hoặc đệm cát sỏi để giảm ứng suất lên nền.

4.12. Sau khi dựng xong giá khoan, dù là loại giá khoan nào cũng phải kiểm tra các mặt sau đây:

1. Trạng thái ổn định chung của giá khoan và các thiết bị phụ thuộc;

2. Chất lượng lắp ráp các chi tiết của giá;

3. Độ chính xác và chắc chắn của pu li đỉnh giá (đủ dây treo bảo hộ);

4. Sự đối chuẩn của trục khoan với cọc dấu lỗ khoan. Các thiếu sót sai lệch phải được sửa chữa trước khi lắp máy.

Ghi chú:

Khi khoan xiên, trục khoan (bộ quay hoặc đường cáp cẩu) phải đối chuẩn với cọc dấu lỗ khoan đồng thời phải đúng độ nghiêng và góc phương vị đã quy định.

C. LẮP RÁP THIẾT BỊ KHOAN

4.13. Đối với loại máy khoan có bệ máy đặt trên mặt đất thì bệ máy phải được kê trên đòn ngang (bằng gỗ hay thép) đã quy định cho từng loại máy và bắt chặt vào các đòn ngang ấy. Phải kê chèn đế cho các đòn ngang gối đều lên mặt đất và bệ máy được ngang bằng (kiểm tra bằng thước thăng bằng).

Khi nền đất mềm yếu cần tăng cường kê lót hay cải tạo đất nền như đã quy định ở Điều 4.6.

4.14. Phải đặt bệ máy vào đúng vị trí sao cho khi lắp đầu máy khoan thì trục quay đầu máy khoan trùng với trục lỗ khoan.

Đối với bệ máy khoan có thớt di động thì bệ máy phải được đặt sao cho trục quay đầu máy khoan cách lỗ khoan một đoạn gần bằng khoảng di động được của thớt.

4.15. Khi lắp máy khoan lên bệ cần đảm bảo các yêu cầu sau:

1. Phải lau chùi sạch sẽ các bộ phận của máy;

2. Phải kiểm tra và cho đầy đủ dầu mỡ vào các ổ và cơ cấu chuyển động cần bôi trơn theo đúng hướng dẫn kỹ thuật của từng loại máy;

3. Phải lắp đầy đủ các chi tiết của máy;

4. Phải xiết chặt các đinh ốc liên kết. Nếu liên kết bằng hai đinh ốc trở lên phải vặn đều các bu lông đối xứng nhau cho đến khi chặt.

4.16. Khi lắp hệ thống bơm dung dịch khoan cần chú ý:

1. Phải lắp đồng hồ đo áp lực dung dịch khoan.

2. Phải đặt đầu hút nước dưới mặt nước 0,3 – 0,4 mét và giữ cho đầu hút không bị rác rưởi bám vào.

3. Ống hút và ống đẩy của máy bơm phải chịu được áp lực hút và áp lực đẩy tương ứng với loại máy bơm.

4.17. Sau khi lắp ráp xong máy khoan cần tiến hành kiểm tra toàn diện các mặt sau đây:

1. Độ chắc chắn và độ chính xác của các bộ phận máy;

2. Sự bôi trơn các bộ phận của thiết bị;

3. Trạng thái hoạt động của các cơ cấu truyền lực giữa các bộ phận máy như dây cuaroa, bánh răng, trục các đăng v.v… Cần phát hiện và loại trừ các vật lạ giữa các cấu kiện chuyển động;

4. Tình trạng dây cáp ở tang tời, ở ròng rọc đỉnh giá và dọc theo chân giá;

5. Tình trạng của phanh hãm, sự hoạt động bình thường của cần gạt hãm, má phanh (đĩa phanh có dầu, mỡ, nước phải lau khô).

6. Trạng thái kỹ thuật của máy nổ;

7. Tình trạng của các bộ phận bảo vệ an toàn

8. Độ chính xác của trục khoan;

9. Các cần gạt điều khiển phải được đưa về vị trí trung hòa.

4.18. Sau khi kiểm tra và xử lý các sai lệch của máy xong mới cho máy chạy thử.

5. QUY ĐỊNH VỀ KHOAN TRÊN SÔNG NƯỚC

A. QUY ĐỊNH CHUNG

5.1. Khi tiến hành các công tác khoan ở trong các thung lũng, lòng sông, khe, suối…, bao gồm cả phần bãi và bờ, ở các khu vực ngập nước thường xuyên hay chu kỳ, bằng các phương tiện nổi gọi tắt là khoan trên sông nước phải tuân theo các quy định của chương này.

5.2. Trước khi thực hiện công tác khoan trên sông nước cần tìm hiểu các tài liệu về thủy văn, khí tượng và địa chất ở khu vực khoan như:

1. Tình hình mực nước, tình hình thủy triều;

2. Tình hình dòng chảy;

3. Độ sâu ngập nước;

4. Tính chất của các con lũ, thời gian xảy ra lũ sớm nhất và muộn nhất. Đối với các sông, khe, suối ở vùng núi cần tìm hiểu tình hình lũ núi (lũ ống);

5. Tình hình gió, bão, sóng (chiều cao và chiều dài sóng) trên sông nước. Các tai nạn đã xảy ra trong vùng nước;

6. Tình hình giao thông thủy, vận chuyển bè, mảng và tình hình vật trôi trên sông;

7. Tình hình địa chất và tình hình sói, bồi ở bờ sông, đáy sông;

Phải cố gắng thu thập các tài liệu trên ở các trạm thủy văn, khí tượng gần khu vực khoan nhất hoặc ở các đơn vị đã tiến hành khảo sát ở khu vực khoan dò.

Khi không thu thập được các tài liệu cần thiết thích hợp ở các cơ quan nói trên cần tiến hành điều tra thu thập tài liệu trong các cơ quan và nhân dân ở địa phương.

5.3. Khi khoan trên sông nước ở những nơi có luồng giao thông thủy hoặc có các vật trôi lớn như bè, mảng, gỗ v.v… đơn vị khoan cần liên hệ với cơ quan quản lý giao thông thủy để xem xét các trở ngại có thể gặp, thực hiện các quy định của giao thông thủy hoặc ký hợp đồng với cơ quan quản lý đường thủy để cơ quan này hướng dẫn giao thông thủy, chống va trôi, bảo vệ khu vực khoan.

B. THIẾT KẾ LỰA CHỌN PHƯƠNG TIỆN NỔI ĐỂ KHOAN TRÊN SÔNG NƯỚC

5.4. Khi lựa chọn phương tiện nổi để khoan trên sông nước phải căn cứ vào kết quả tính toán kiểm tra cường độ kết cấu và ổn định lật.

Các tính toán kiểm tra phải được làm theo các quy định kỹ thuật có liên quan hiện hành.

Ghi chú:

Khi khoan trong mùa không có bão lũ có thể sử dụng phương tiện nổi dùng cho công tác khoan đã được thử thách ở các vùng có các điều kiện kỹ thuật và tự nhiên tương tự mà không cần tính kiểm tra theo quy định này, nhưng việc chọn phương tiện nổi phải do thủ trưởng đơn vị quyết định.

5.5. Ở các phương tiện nổi nên tạo “khe rút”. Khe rút phải được bố trí ở đầu thượng lưu của phương tiện và phải đảm bảo các yêu cầu cấu tạo sau đây:

1. Các liên kết của khe rút phải tháo lắp được nhanh chóng;

2. Đảm bảo độ ổn định toàn khối và cường độ của các liên kết của phương tiện khi tháo dỡ các liên kết của khe rút;

3. Đảm bảo độ ổn định toàn khối và cường độ của các liên kết khi kích nhổ ống vách.

5.6. Nếu không có phương tiện nổi đủ lớn có thể dùng thêm các phương tiện nổi phụ để đặt các thiết bị phụ, chở vật liệu khoan.

5.7. Yêu cầu về kích thước tối thiểu của sàn công tác khoan trên phương tiện nổi, trừ quy định về chiều cao phần nổi, cần làm theo các quy định cho sàn khoan ghi ở Điều 4.3.

C. QUY ĐỊNH NEO CHẰNG PHƯƠNG TIỆN NỔI VÀ CÁC BIỆN PHÁP BẢO ĐẢM AN TOÀN CHO PHƯƠNG TIỆN NỔI

5.8. Trước khi lai dắt phương tiện nổi ra vị trí khoan cần kiểm tra lại toàn bộ phương tiện kể cả các thiết bị neo chằng, tháo dỡ các dây diện, dây thông tin nối với các phương tiện nổi.

Các thiếu sót và hư hỏng của phương tiện cần được sửa chữa xong trước khi rời bến.

5.9. Phương tiện nổi phải được neo hay chằng giữ về các hướng để đảm bảo tính ổn định, giữ đúng vị trí trong suốt thời gian khoan.

Số lượng dây neo chằng không nên ít hơn 4 cái. Trường hợp dùng 4 dây neo chằng cần bố trí các dây neo chằng tạo với chiều của dòng chảy một góc nhọn từ 35^o đến 45^o và căng về 4 phía khác nhau.

Ở điểm nối cố định của dây neo với phao, không nối gây khúc, phải có độ cong lượn để đảm bảo cho dây neo chịu lực tốt. Khi khoan ở vùng nước mặn hoặc nước lợ nên dùng dây thừng làm bằng sơ dừa hoặc ni lon làm dây neo chằng.

Khi dùng hố thế để neo giữ thì phải tính toán hố thế theo các quy định hiện hành và phải thường xuyên theo dõi tình trạng ổn định của hố thế.

5.10. Khi thả neo phải thực hiện các quy định sau đây:

1. Phải có người điều khiển chung;

2. Phải thả neo phía trên dòng chảy trước;

3. Phải xác định vị trí thả neo bằng các phương pháp tin cậy đảm bảo cho dây neo được căng đúng hướng và đủ chiều dài đã thiết kế, như phương pháp giao hội, phương pháp tọa độ cực.

5.11. Khi khoan trong mùa lũ hoặc khoan ở nơi có dòng chảy mạnh (v>1,5 m/s) cần chú ý thực hiện các yêu cầu sau đây:

1. Tận dụng đặt hướng dọc của phương tiện nổi trùng với hướng dòng chảy;

2. Phải xét chống cong và tăng độ cứng cho ống vách bằng cách dùng ống vách dẫn hướng lớn, tăng độ ngàm vào đất của ống vách dẫn hướng hoặc tìm cách giảm chiều dài tự do của ống bằng kết cấu thích hợp (như neo chằng đoạn giữa ống vách vào đầu thượng lưu của phương tiện v.v…);

3. Nên đặt 5 dây neo chằng, trong đó có 3 neo ở phía thượng lưu;

4. Nếu mức nước biến đổi nhiều trong khi khoan khi mỗi dây neo nên có một tời riêng để điều chỉnh cho kịp thời.

5.12. Trong khi sử dụng và bảo quản phương tiện nổi phải nghiêm chỉnh thực hiện các quy định sau đây:

1. Phải thường xuyên theo dõi độ lệch của phương tiện nổi để điều chỉnh tải trọng, giữ thăng bằng cho phương tiện;

2. Phải thường xuyên theo dõi mực nước để điều chỉnh độ căng của dây neo, giữ cho phương tiện ở đúng vị trí khoan và không bị dìm;

3. Nếu có rác rưởi vật trôi quấn bám vào dây neo phải gạt bỏ kịp thời;

4. Đối với phao kín, các nắp phao phải có gioăng cao su và được đậy chặt;

5. Khi ngừng khoan, trên phương tiện nổi phải có người trực gác để giải quyết kịp thời các sự cố bất trắc xảy ra. Số người trực gác do thủ trưởng đơn vị chủ quản khoan quyết định theo các tình huống cụ thể.

5.13. Đơn vị khoan được giao nhiệm vụ quản lý phương tiện nổi phải lập một sổ kê thiết bị dụng cụ có trên phương tiện nổi. Số này phải để ở nơi cư trú của tổ, không được đem ra phương tiện nổi.

Khi đưa thêm hoặc rút bớt thiết bị, dụng cụ khỏi phương tiện nổi cần ghi ngay vào sổ kê nói trên.

Các thiết bị dụng cụ bị rơi xuống nước phải tìm cách trục vớt kịp thời.

Đối với các vật rơi không trục vớt được đơn vị khoan cần báo ngay cho cơ quan thiết kế công trình hoặc cơ quan đặt hàng biết để tìm cách xử lý.

6. QUY ĐỊNH VỀ PHƯƠNG PHÁP KHOAN

A. CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOAN

6.1. Khi lựa chọn phương pháp khoan phải đảm bảo được các yêu cầu sau đây:

1. Phát hiện chính xác địa tầng, lấy các loại mẫu đất, đá, nước và thực hiện thí nghiệm trong lỗ khoan được chính xác, đầy đủ theo yêu cầu.

2. Đặt năng suất khoan cao, hao phí vật tư ít và tiến độ nhanh;

3. Đảm bảo kỹ thuật và an toàn lao động;

6.2. Căn cứ vào tình hình địa tầng và yêu cầu của nhiệm vụ khoan, bước đầu lựa chọn phương pháp khoan theo Bảng 6.1 sau đây:

Bảng 6.1

Loại đất đá	Cấp đất đá theo độ khoan	Phương pháp khoan
- Các loại đất dính ở trạng thái dẻo chảy, chảy, bùn	I	- Khoan xoay: mũi khoan lòng màng, mũi khoan thìa, mũi guồng xoắn đầu phẳng. - Khoan ép: mũi khoan ống lắp bê, mũi khoan hom.
- Các loại đất dính ở trạng thái dẻo, dẻo cứng - Đất dính lẫn dăm, sạn (sỏi, cuội)	II-III	- Khoan xoay: mũi khoan ruột gà, mũi khoan guồng xoắn đầu phẳng, mũi khoan hạt hợp kim lòng đôi (kết hợp dung dịch sét).
- Các loại đất rời (cát, sỏi, cuội nhỏ và vừa) ở trạng thái xốp rời đến chặt.	I-III	- Khoan dộng: mũi khoan ống lắp bê. - Khoan xoay: mũi khoan guồng xoắn đầu phẳng, mũi khoan hạt kim lòng đôi (kết hợp dung dịch sét).
- Đất hòn to (cuội lớn, đá tảng v.v…) - Các địa tầng kẹp lẫn đá hòn to.	III-VII	- Khoan dộng: mũi khoan lắp bê, mũi khoan phá. - Khoan xoay: mũi khoan hợp kim, mũi khoan bi hay mũi khoan kim cương, mũi khoan guồng xoắn đầu khoan phá.
- Đất sét cứng. - Các loại đá có độ cứng từ mềm đến cứng vừa.	III-VII (VIII)	- Khoan xoay: mũi khoan hợp kim, mũi khoan hạt hợp kim lòng đôi kết hợp dung dịch sét khoan guồng xoắn với đầu khoan phá.
- Các loại đá từ cứng đến cực kỳ cứng.	(VII) VIII-VII	- Khoan xoay: mũi khoan bi, mũi khoan kim cương.
Ghi chú: Cấp đất đá đặt trong ngoặc đơn là cấp đất đá được khoan trong trường hợp cá biệt.

Trong quá trình khoan cần theo dõi liên tục hiệu quả của phương pháp khoan đã dùng để kịp thời điều chỉnh hoặc thay đổi phương pháp khoan nhằm thỏa mãn yêu cầu đã đề ra ở Điều 6.1.

6.3. Dù dùng bất cứ phương pháp khoan nào cũng cần đặc biệt chú ý đảm bảo hướng ban đầu của cột dụng cụ khoan khi mở lỗ. Nếu phát hiện sai lệch hướng cần tìm nguyên nhân để xử lý kịp thời. Khi điều chỉnh sai lệch hướng trục lỗ khoan nên tiến hành bằng sức người.

Khi khoan mở lỗ ở những vùng ngập nước hoặc khoan vào những địa tầng không ổn định phải kết hợp công việc khoan với việc hạ ống vách dẫn hướng. Công việc đặt các ống này phải được chú ý đặc biệt để đảm bảo hướng của lỗ khoan.

B. KHOAN ĐỘNG

6.4. Khoan động bằng mũi khoan ống lắp bê được dùng để khoan vào các địa tầng là đất rời (cát, sỏi, cuội) và dộng vét lỗ khoan sau khi đã khoan và lấy mẫu thí nghiệm hoàn chỉnh.

Khi khoan gặp các địa tầng cuội lớn, đất hòn lớn, đá tảng, có kích cỡ lớn hơn miệng mũi khoan ống lắp bê, thì phải dùng các mũi khoan dộng phá để phá vụn và chèn dạt đá sang vách lỗ rồi dùng ống lắp bê dộng vét lỗ hoặc phải chọn phương án khoan khác cho phù hợp.

6.5. Khi khoan dộng bằng ống lắp bê cần thực hiện các yêu cầu sau đây:

1. Cần lựa chọn ống lắp bê có đường kính phù hợp với yêu cầu được nêu ở Điều 6.6, đảm bảo trọng lượng của cột dụng cụ khoan dộng theo yêu cầu ghi ở điều 6.7 và cấu tạo của cột dụng cụ khoan ghi ở Điều 6.8;

2. Khi dùng ống vách để gia cố vách lỗ khoan thì phải chọn ống vách sao cho giữa ống vách và ống lắp bê có khe hở bình quân trong khoảng từ 4 – 17 mm, tức là khoảng chênh giữa đường kính ngoài của ống lắp bê và đường kính trong của ống vách từ 8 – 34 mm;

Xác định trị số của khe hở này theo nguyên tắc: Dùng khe hở nhỏ khi khoan lỗ đường kính nhỏ, khi khoan trong tầng đất rời có hạt mịn, hoặc khoan trong tầng đất rời không bị trồi. Trong các trường hợp ngược lại phải chọn khe hở lớn hơn;

3. Chiều sâu mỗi hiệp dộng không được quá 1 m (không kể đoạn dộng vét cát trồi). Nếu phát hiện đối tầng phải ngừng dộng ngay để lấy mẫu;

4. Phải hạ liên tục ống vách sao cho chân ống vách luôn luôn xuống gần đầu ống lắp bê và không được để vai ống lắp bê xuống quá chân ống vách. Khi dùng biện pháp xoay lắc để hạ ống vách phải chú ý để phòng cho ống không bị nhả ren;

5. Chiều cao nâng cột dụng cụ khoan không được lớn hơn 1 m hoặc không được lớn hơn 0,20 m đối với trường hợp dộng vét trong tầng đất dính;

6. Phải đề phòng trường hợp cát trào ra miệng trên ống lắp bê gây kẹt lỗ khoan.

6.6. Khi khoan dộng bằng ống lắp bê vào tầng cuội cần lựa chọn mũi khoan ống lắp bê theo Bảng 6-2

Bảng 6-2

Số TT	Trị số bình quân đường kính của tổ hợp lớn nhất (mm)	Đường kính của ống lắp bê cần dùng (mm)
1	> 150	168-146
2	100-150	146-127
3	< 100	127-108

6.7. Trọng lượng của cột dụng cụ khoan dộng (P) thích hợp cho từng cấp đất đá được xác định theo công thức sau đây:

P = R x l (kg)

Trong đó:

R – Lực nén tĩnh dọc trục cần thiết của cột dụng cụ khoan dộng trên một centimet chiều dài vành (lưỡi) mũi khoan (kG/cm²), lấy theo Bảng 6-3.

l – chiều dài vành mũi hay chu vi vành lỗ khoan, cm.

Bảng 6-3

Số TT	Cấp đất đá theo độ khoan	Lực nén tĩnh dọc trục cần thiết của cột dụng cụ khoan R (kG/cm2)
1	I-III	20-25
2	III-VI	30-40
3	VI-IX	40-50
4	IX-XII	50-70

Ghi chú:

Các số liệu ghi ở bảng trên được dùng cho cả hai loại mũi khoan dộng ống lắp bê và mũi khoan dộng phá.

6.8. Khi cần lắp cần nặng để đảm bảo trọng lượng của cột dụng cụ khoan thì cần nặng được lắp liền với mũi khoan.

6.9. Khi khoan dộng phá bằng các mũi khoan dộng kiểu lưỡi đục, kiểu chữ X, kiểu chữ I v.v… cần đảm bảo trọng lượng và cấu tạo của cột dụng cụ khoan ghi ở Điều 6.7, 6.8 và thực hiện các thông số khoan dộng phá kê ở Bảng 6-4.

Bảng 6-4

Số TT	Thông số	Cấp đất đá theo độ khoan
		IV	V-VI	VII-VIII	IX-X	XI-XII
1	Thời gian đập vụn đá (phút)	2	8	17	25	25
2	Chiều sâu khoan được trong một hiệp (m)	1-1,2	0,7-0,9	0,5	0,5-0,7	0,3-0,4
3	Chiều cao nhấc mũi khoan phá (m)	0,5	0,9	1,1	0,9	1,2

6.10. Khi khoan dộng trong các lớp các trồi cần áp dụng phối hợp các biện pháp chống trồi sau đây:

1. Tạo cột nước dư trong lỗ khoan. Cột nước dư có chiều cao cao hơn mực nước dưới đất từ 2 đến 5 mét tùy theo áp lực trồi. Nếu áp lực trồi lớn phải dùng cột nước dư cao và ngược lại.

2. Giảm chiều cao nâng cột dụng cụ khoan dộng.

3. Dùng mũi khoan dộng có đường kính nhỏ hơn đường kính trong của ống vách từ 20 đến 35 mm;

4. Khi rút cột dụng cụ khoan phải rút với tốc độ chậm nhất của tời.

Khi có yêu cầu chống trồi nghiêm ngặt thì phải giảm chiều cao dộng xuống mức tối thiểu, trong khoảng từ 5 – 15 cm, nên dùng tời tay để rút cột dụng cụ khoan với tốc độ chậm và có thể dùng dung dịch sét để chống trồi.

6.11. Khi khoan vào các lớp đất rời nếu có yêu cầu thử xuyên hoặc thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) thì công việc thử xuyên cần tiến hành theo các hướng dẫn chuyên môn và phải thực hiện chống trồi nghiêm ngặt.

6.12. Trong quá trình khoan dộng, để thiết bị khoan hoạt động bình thường, cần lưu ý các mặt sau đây:

1. Phải theo dõi sự làm việc bình thường của các bộ phận thiết bị, nhất là các bộ phận chuyển động có liên quan với tời;

2. Phải điều khiển tời êm thuận, tránh làm cho cáp bị giật;

3. Phải luôn luôn giữ cho dây cáp cuốn đều vào tang tời và không bị vặn xoắn.

4. Phải thường xuyên điều chỉnh dây cáp, không để cáp bị chùng quá hay căng quá;

5. Khi hạ cột dụng cụ khoan xuống gần đáy lỗ khoan thì phải mở bộ phận li hợp ma sát vừa phải, đồng thời hãm nhẹ tang tời để tránh cho dây cáp khỏi bị lồng ra theo quán tính khi dụng cụ đã chạm đáy lỗ khoan.

C. KHOAN ÉP BẰNG MŨI KHOAN ỐNG LẮP BÊ, MŨI KHOAN HOM

6.13. Khoan ép bằng mũi khoan ống lắp bê hay mũi khoan hom chủ yếu được sử dụng để khoan các tầng đất dính ở trạng thái dẻo chảy, chảy, bùn và lấy mẫu khi không thể lấy được mẫu đất bằng các loại mũi khoan khác và các loại ống mẫu thông thường, hoặc dùng để vét dọn đáy lỗ khoan.

6.14. Chiều sâu ép mỗi hiệp khoan không được vượt quá chiều dài ống lắp bê hay ống mũi khoan hom tính từ đáy lưỡi khoan đến vai mũi khoan.

6.15. Lực ép có thể dùng tay (sức người), bằng tời qua hệ thống pu li chuyền hoặc áp lực ấn của máy khoan.

D. KHOAN XOAY BẰNG MŨI KHOAN RUỘT GÀ, MŨI KHOAN LÒNG MÁNG, MŨI KHOAN THÌA

6.16. Khoan ruột gà chủ yếu được dùng khoan các lớp đất dính ở trạng thái từ dẻo mềm đến nửa cứng cấp II đến cấp III.

Khoan lòng máng, khoan thìa được sử dụng để khoan trong các lớp đất rời ẩm ướt, đất dính ở trạng thái chảy, bùn và dùng để vét dọn đáy lỗ khoan.

6.17. Chiều sâu mỗi hiệp khoan bằng mũi khoan ruột gà hay mũi khoan lòng máng không được vượt quá chiều dài mũi khoan tính từ đáy mũi khoan tới vai mũi khoan.

6.18. Đường kính ngoài của mũi khoan không được nhỏ hơn đường kính ngoài của dụng cụ lấy mẫu nguyên dạng. Những lỗ khoan không cần lấy nguyên dạng nếu kết cấu của lỗ khoan cho phép, nên tận lượng dùng mũi khoan ruột gà, lòng máng có đường kính nhỏ.

E. KHOAN XOAY GUỒNG XOẮN

6.19. Khoan guồng xoắn được sử dụng để khoan các lớp đất đá tới cấp III hoặc để khoan phá toàn đáy các lớp đá từ cấp IV đến cấp VII.

Khi khoan guồng xoắn có lấy mẫu phải dùng loại guồng xoắn trục rỗng để đặt và chuyển ống lấy mẫu trong khi khoan.

Khi khoan guồng xoắn phá toàn đáy phải gắn đầu khoan phá vào guồng xoắn.

Khi cần khoan lấy mẫu mà không có guồng xoắn trục rỗng có thể tiến hành khoan guồng xoắn phá toàn đáy từng hiệp kết hợp với các biện pháp lấy mẫu khác (như dộng ống lắp bê, đóng ống mẫu nguyên dạng v.v…)

6.20. Tùy theo kết cấu lỗ khoan, yêu cầu lấy mẫu và khả năng thiết bị mà lựa chọn loại guồng xoắn thích hợp.

6.21. Lựa chọn đầu khoan phá theo Bảng 6-5 sau đây:

Bảng 6-5

Loại đất đá	Loại đầu khoan phá
1. Đất đá không rắn chắc, đến cấp IV theo độ khoan.	- Đầu khoan pẳng kiểu УКБ
2. Đất đá mềm và rắn vừa, cấp IV và V theo độ khoan (đá vôi, nứt nẻ, đá cát kết hạt mịn, đá bột kết v.v.).	- Đầu khoan ba lá, kiểu B. V. Maren
3. Đá rắn, đá cứng	- Đầu khoan có nón xoay, kiểu “T”, УКБ

6.22. Trong quá trình khoan guồng xoắn phải thực hiện các yêu cầu kỹ thuật sau đây:

1. Thực hiện các yêu cầu về khoan mở lỗ theo quy định đã nêu ở Điều 6.3.

Độ dài của hiệp khoan guồng xoắn tùy thuộc vào yêu cầu lấy mẫu, tình hình địa tầng, đặc tính cụ thể của từng loại mũi khoan và công suất của thiết bị.

Nói chung, cần tranh thủ các điều kiện thuận lợi cụ thể để có thể khoan được hiệp dài hay liên tục.

3. Trước khi rút guồng xoắn cần tiến hành khoan cắt bằng cách cho quay cột dụng cụ khoan tại chỗ trong khoảng 10-15 giây.

6.23. Khi khoan guồng xoắn phải phối hợp tốt các chế độ khoan (bao gồm tốc độ vòng quay, áp lực lên cột dụng cụ khoan, lượng nước và áp lực bơm rửa), với độ sâu hiệp khoan, để phát huy công suất và đảm bảo độ bền lâu dài của thiết bị khoan.

6.24. Khi khoan vào các lớp đất đá liên kết yếu, dễ khoan (cát, cát sét, bùn v.v…) nói chung không cần tăng áp lực lên guồng xoắn và khoan với tốc độ quay guồng nhanh 200 vòng/phút.

Khi khoan vào các lớp đất dẻo quánh cần tăng lực nén lên trục guồng xoắn và khoan với tốc độ quay guồng chậm, khoảng 120 vòng/phút.

6.25. Trong khi khoan, nếu phát hiện thấy hiện tượng guồng xoắn bị bó thì phải nhanh chóng áp dụng các biện pháp kỹ thuật sau đây:

1. Giảm tốc độ vòng quay guồng xoắn;

2. Giảm lực nén lên trục guồng xoắn;

3. Cứ cách một khoảng 1 đến 2 mét lại cho guồng quay tại chỗ trong khoảng 10 đến 15 giây;

4. Cứ khoảng 1,5 đến 2,0 mét (bằng chiều dài đoạn guồng) kéo guồng lên khỏi lỗ để gạt sạch đất bám vào guồng.

6.26. Không được sử dụng guồng xoắn khoan quá “chiều sâu khoan tối đa” quy định cho từng loại guồng xoắn.

G. KHOAN XOAY BẰNG MŨI KHOAN HỢP KIM, MŨI KHOAN HỢP KIM LÒNG ĐÔI

6.27. Khoan xoay bằng mũi khoan hợp kim được dùng để khoan vào các lớp đất đá từ cấp III đến VII.

1. Quy cách chi tiết và phạm vi sử dụng thích hợp của từng loại mũi khoan theo chỉ dẫn của nhà chế tạo (phụ lục 19 và 20).

2. Khoan mũi khoan hợp kim và mũi khoan hợp kim lòng đôi kết hợp bơm dung dịch sét có thể được dùng để khoan và lấy mẫu nguyên dạng trong các lớp cát bột, cát nhỏ, cát vừa chặt chẽ, sét nửa đến cứng theo hướng dẫn ở điều 10.2.3.

3. Có thể sử dụng loại mũi khoan hợp kim tự mài để khoan trong các lớp đất đá từ cấp VI đến cấp VIII và tới cấp IX khi trong đá không có lẫn thạch anh.

6.28. Các mũi khoan hợp kim đều phải có miệng thoát nước ở khoảng giữa các răng hoặc cụm răng hợp kim. Khi khoan trong đá mềm miệng thoát nước phải lớn hơn khi khoan trong đá cứng. Hình dạng của miệng thoát nước có thể là hình thang, hình vòm hay hình tam giác có đỉnh lệch về phía ngược với chiều xoay, chiều cao miệng thoát nước lấy trong khoảng 10 – 15 milimét và chiều rộng trong khoảng 12-15 milimét.

6.29. Khi bố trí các hạt hợp kim trên mũi khoan phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây:

1. Hạt hợp kim trong cùng một hàng phải có độ nhô bằng nhau và đặt đúng vị trí trong hình vành khăn đã định. Các vành khăn này phải liền nhau hoặc lấn mép vào nhau;

2. Phải bố trí xen kẽ hoặc luân phiên hạt hợp kim ở các hàng theo một thứ tự nhất định;

3. Khi khoan vào tầng đá bị nứt nẻ nhiều hoặc tầng đã có độ cứng không đều nên dùng mũi khoan gắn hợp kim với độ nhô nhỏ;

4. Các hạt hợp kim được gắn vào mũi khoan theo các độ xiên quy định ở Bảng 6-6.

Bảng 6-6

Cấp đất đá theo độ khoan	Độ xiên góc cắt (b)	Độ vát hạt hợp kim (a)
- Đá cấp III	70o – 75o	50o – 65o
- Đá cấp IV-VI	75o – 80o	60o – 70o
- Đá cấp VII	80o – 90o	70o – 80o
- Đá cứng vừa, nứt nẻ	90o – 100o	80o – 85o

6.30. Khi dùng mũi khoan hợp kim phải chú ý đến điều sau đây:

Phải hàn lại hoặc thay thế các hạt hợp kim bị hỏng hay bị nứt vỡ trước khi dùng. Phải mài rửa lại mặt vát, độ xiên, độ nhô của hạt hợp kim khi phát hiện chúng bị cùn hay sai lệch.

6.31. Khi khoan hợp kim phải phối hợp giữa tốc độ quay, áp lực lên đáy và chế độ bơm rửa để tìm ra chế độ khoan tốt nhất nhằm sử dụng hợp lý thiết bị khoan, đảm bảo chất lượng khoan và đạt năng suất cao.

Về nguyên tắc, khi khoan trong các lớp đá mềm thì dùng áp lực khoan nhỏ, tốc độ quay lớn, lượng nước bơm rửa phải vừa đủ để rửa mùn khoan và không làm giảm tỷ lệ lấy lõi. Khi khoan trong các lớp đá có tính mài mòn nhiều phải dùng tốc độ vòng quay ở giới hạn thấp và tăng áp lực lên đáy.

Khi tăng áp lực và tốc độ quay phải từ từ không được tăng đột ngột.

6.32. Tốc độ quay của từng loại mũi khoan được tính theo tốc độ vành mũi khoan, theo các địa tầng được kê ở Bảng 6-7.

Bảng 6-7

Loại địa tầng	Tốc độ vành mũi khoan	Tốc độ quay n (vòng/phút) ứng với đường kính mũi khoan
	(m/sec)	150	130	110	91
- Có tính mài mòn yếu đồng đều	1,2-2,4	153-305	176-354	208-416	251-503
- Có tính mài mòn vừa đồng đều	0,8-1,2	102-153	118-176	138-208	168-251
- Có tính mài mòn lớn không đồng đều	0,3-0,6	38-76	44-89	52-104	63-126
- Nứt nẻ không đồng nhất	0,3-0,4	38-51	44-59	52-69	63-84

6.33. Áp lực dọc trục khoan tối đa cho phép tính theo khả năng chịu lực của các hạt hợp kim chính gắn lên từng loại mũi khoan được quy định theo nhà chế tạo.

6.34. Khoan có bơm rửa được áp dụng khi khoan trong các địa tầng là đá từ cấp IV trở lên. Đối với các địa tầng là đất dính, đất rời, đất đá dễ bị sập lở, tan rữa, khoan có bơm rửa chỉ được áp dụng khi dùng dung dịch sét để khoan và gia cố vách lỗ khoan.

Lượng nước bơm rửa phụ thuộc vào tính chất nham thạch và đường kính mũi khoan, tính bằng lít/phút, được xác định theo Bảng 6-8

Bảng 6-8

Tính chất địa tầng	Đường kính ngoài mũi khoan, (mm)
	150-130	110	91-75
- Tính mài mòn nhỏ không nứt nẻ	125-100	100-85	63-60
- Tính mài mòn tương đối lớn	150-130	135-100	85-75
- Tính mài mòn lớn	200-150	150-130	100-85
- Tầng đá bị nứt nẻ nhiều	150-100	125-80	100-60

6.35. Khi không cần nghiên cứu tính chất nứt nẻ và tính chất thấm của tầng đá nên dùng dung dịch sét để khoan.

Tiêu chuẩn kỹ thuật của dung dịch sét được ghi ở Bảng 6.9

Bảng 6-9

Thông số của dung dịch sét	Đơn vị	Chỉ tiêu
- Trọng lượng thể tích đơn vị g	g/cm3	1,05-1,30
- Độ nhớt quy ước                 N	Séc	20 – 25
- Hàm lượng cát                    C	%	Không lớn hơn 4
- Độ keo                                 K	%	Không lớn hơn 5
- Độ ổn định                           B	g/cm3	0,02

Ghi chú:

- Khi khoan vào tầng đá dễ bị sập lở vách nên dùng chỉ tiêu trọng lượng thể tích đơn vị cao;

- Khi khoan vào tầng đá nứt nẻ nhiều hoặc nhiều lỗ hổng nên dùng độ nhớt cao;

- Trong điều kiện khoan phức tạp như khi vách lỗ khoan bị sập lở nhiều, bị mất dung dịch nghiêm trọng cần nghiên cứu để lựa chọn chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch sét cho thích hợp;

6.36. Khi khoan dùng dung dịch sét phải chú ý các vấn đề sau:

1. Dung dịch sét từ lỗ khoan cần cho chảy qua máng lắng có độ dốc khoảng 1% và dài từ 10 đến 15m, rãnh có tiết diện 15 x 20 cm và cứ mỗi khoảng 1 ÷ 2 mét phải đặt một tấm ngăn có chiều cao thấp hơn mép rãnh vài centimét.

Khi dùng phương pháp khoan dung dịch sét không thường xuyên nên dùng máng lắng chế tạo sẵn có đường chảy gãy khúc.

2. Phải thường xuyên kiểm tra các thông số về độ nhớt quy ước (N) và hàm lượng cát (C) của dung dịch sét.

3. Khống chế lưu lượng dung dịch sét và áp lực bơm theo chế độ khoan lựa chọn.

4. Khi khoan vào tầng đất rời và tầng đá không nứt nẻ nghiêm trọng dễ bị sụt lở vách phải tổ chức khoan liên tục 3 ca.

6.37. Khi hạ cột dụng cụ khoan xuống đáy lỗ khoan phải thực hiện theo hướng dẫn sau đây:

1. Hạ đầu mũi khoan cách đáy lỗ 1 m thì dừng lại;

2. Bơm nước rửa cho nước trào ra miệng lỗ khoan;

3. Cho trục khoan quay với tốc độ số 1 (chậm nhất);

4. Hạ cột dụng cụ khoan từ trên xuống đáy lỗ khoan với tốc độ chậm;

5. Khi đã đạt độ sâu của hiệp trước thì tăng dần áp lực dọc trục khoan và tiếp tục khoan theo chế độ khoan thích hợp với địa tầng ở đáy lỗ.

6.38. Các trường hợp sau đây phải khoan với tốc độ số 1 (chậm nhất), tốc độ khoan không lớn hơn 1,5 cm/phút và áp lực dọc trục khoan nhỏ (không lớn hơn 200 kG):

1. Khoan lại hoặc khoan doa lỗ khoan;

2. Thay đổi đường kính lỗ khoan;

3. Địa tầng thay đổi từ cứng sang mềm hoặc ngược lại;

4. Đất đá nằm nghiêng.

6.39. Khi khoan qua các tầng đất đá dễ bị phá hủy, tan rữa bởi dòng nước bơm rửa và bởi tác động rung của mũi khoan cần dùng mũi khoan hợp kim lòng đôi để đảm bảo chất lượng lấy mẫu.

6.40. Khoan bằng mũi khoan hợp kim lòng đôi phải chú ý thực hiện các chỉ dẫn sau đây:

1. Khi hạ cột dụng cụ khoan phải theo các hướng dẫn ở Điều 6.37.

2. Bơm nước xói rửa qua khe giữa hai lòng;

3. Tốc độ quay mũi khoan không quá 80 vòng/phút;

4. Áp lực đáy lỗ duy trì trong khoảng 100 ÷ 200 kG, tùy thuộc đường kính mũi khoan (đường kính mũi khoan lớn thì dùng áp lực đáy lỗ lớn);

5. Dùng lượng nước bơm rửa nhỏ khoảng từ 30 ÷ 40 lít/phút;

6. Mỗi hiệp khoan không sâu quá 0,5 ÷ 1,0 mét;

7. Khi thấy tốc độ quay giảm xuống đột ngột, có thể xảy ra hiện tượng kẹt phải ngừng khoan và nâng mũi khoan lên.

6.41. Trong các trường hợp sau đây nên áp dụng phương pháp khoan hợp kim không bơm rửa:

1. Khoan vào các loại đá bị tan rữa bởi dung dịch bơm rửa không thể lấy được mẫu.

2. Khoan vào các tầng đất dính và đất rời dễ bị sập lở, không thể bảo vệ vách lỗ khoan bằng dung dịch sét;

3. Nguồn cấp nước khan hiếm;

4. Khi có yêu cầu phải nghiên cứu ĐCTV đặc biệt.

6.42. Khi khoan đá bằng mũi khoan hợp kim không bơm rửa phải thực hiện các yêu cầu kỹ thuật sau đây:

1. Phải thực hiện lưu thông nước ở đáy lỗ khoan theo dạng của phương pháp tuần hoàn ngược;

2. Cột dụng cụ khoan phải có cấu tạo gồm mũi khoan hợp kim, ống mẫu, ống lắng bột, đầu nối hai chiều và cần khoan. Trên cần khoan, phía trên ống lắng bột phải có lỗ để thoát nước và mùn khoan;

3. Hợp kim ở mũi khoan phải có độ nhô không nhỏ hơn 3 mm ở sườn ngoài và 2 mm ở sườn trong;

4. Trong khi khoan phải thường xuyên nâng hạ cột dụng cụ khoan;

5. Xác định áp lực khoan, tốc độ vành mũi, chiều cao nâng cột dụng cụ khoan theo Bảng 6-10.

6. Mỗi hiệp khoan không sâu quá 1 ÷ 1,5 mét.

Bảng 6-10

Thông số khoan	Đá có độ bền thấp	Đá có độ bền vừa
- Áp lực dọc trục khoan (kG)	150-250	200-400
- Tốc độ vành mũi (m/s)	Không lớn hơn 0,6	Không lớn hơn 0,8
- Chiều cao nhấc cột dụng cụ khoan (cm)	5-8	8 – 10

6.43. Công tác chèn bẻ lõi đá phải tiến hành theo trình tự sau:

1. Ngừng xoay cần khoan, tiếp tục bơm rửa lỗ khoan với lưu lượng bơm từ 6 – 10 lít/phút cho cột centimét đường kính ngoài của mũi khoan trong khoảng thời gian từ 20 đến 50 phút (tùy theo loại đá, lượng mùn khoan, chiều sâu lỗ khoan trong hiệp đó) cho tới khi độ đục của nước trào ra miệng lỗ khoan như của nước bơm vào.

2. Thả 150-250 g hạt chèn nhỏ có đường kính 1,5 – 2,0 mm qua cần khoan. Vừa thả vừa gõ cột cần khoan.

3. Thả tiếp 600-800 g hạt chèn lớn hơn có đường kính 3 – 4mm qua cần khoan (đường kính lỗ khoan lớn hoặc độ sâu hiệp khoan lớn thì cần thả nhiều hạt chèn);

4. Bơm rửa tiếp cho tới khi áp lực nước bơm rửa tăng lên đột ngột, khoảng từ 3 đến 10 phút;

5. Cho cột cần khoan xoay chậm vài đợt ngắn để cắt mẫu;

6. Kéo cột cần khoan lên độ 0,2 mét rồi lại thả xuống để kiểm tra: nếu cột cần khoan xuống hết độ sâu đã khoan được chứng tỏ mẫu đã được chèn trong ống mẫu thì mới được rút cột dụng cụ khoan để lấy mẫu. Khi rút cần phải rút từ từ, tránh va chạm mạnh và hãm tời đột ngột;

Hạt chèn được đập từ đá cứng có cường độ trên 400 KG/cm². Chỉ khi khoan đá cứng cấp X – XII mới được dùng bị gang để chèn lõi. Cỡ bi và lượng bi chèn tương đương với lượng hạt chèn đã qui định ở trên, ngoài ra còn cho thêm một ít đá cứng đập nhỏ, cỡ 3 – 4 mm để chèn;

6.44. Khoan xay bằng mũi khoan kim cương được dùng để khoan các loại đá cứng từ cấp VIII trở lên, đá nứt nẻ khó lấy lõi, hoặc cần tăng nhanh tốc độ khoan khi mũi khoan hạt hợp kim hay mũi khoan bi không giải quyết được.

Các yêu cầu khác về kỹ thuật khoan có thể áp dụng như đã quy định cho mũi khoan hạt hợp kim.

H. KHOAN XOAY BẰNG BI

6.45. Khi khoan trong các tầng đất đá có độ cứng từ cấp VIII trở lên có thể sử dụng phương pháp khoan bằng bi. Bi gang thường được dùng để khoan vào các tầng đá có độ cứng cấp VIII đến cấp IX và bi thép thường được dùng để khoan vào các tầng đá từ cấp IX đến cấp XII.

6.46. Khi dùng phương pháp khoan bi phải tùy theo độ cứng, tính chất nứt nẻ của tầng đá, áp lực nước dưới đất và yêu cầu lấy mẫu mà lựa chọn loại mũi khoan, bi khoan, chế độ khoan cho phù hợp.

6.47. Quy cách chủ yếu của mũi khoan bi được kê ở Bảng 6-11.

Bảng 6-11

Loại mũi khoan	Đường kính mũi khoan (mm)		Chiều cao miệng nước (mm)	Chiều dày mũi khoan (mm)	Diện tích làm việc ứng với tỷ số miệng thoát nước cm2
	Ngoài (D)	Trong (d)			1/5	1/4	1/3
146	150	130	150	10	35	33	29
127	130	110	150	10	30	28	25
108	110	90	150	10	25	24	21
89	91	73	150	9	19	17	16
73	75	57	120	9	15	14	12

Ghi chú:

1. Loại mũi khoan bi được gọi theo kích thước đường kính ngoài của ống mẫu;

2. Khi khoan bằng bi thép nên dùng loại mũi khoan có bề dày lớn hơn 1 mm so với trị số đã kê trong bảng trên;

3. Khi khoan bi nhất thiết phải lắp ống mùn khoan, nên dùng ống mẫu thành dày;

4. Độ bền của kim loại làm mũi khoan nên thấp hơn độ bền của kim loại làm bi khoan theo tỷ số 1/1,5 hoặc cũng có thể áp dụng qui định sau đây:

- Khi khoan bằng bi gang phải dùng loại mũi khoan thép có hàm lượng Cácbon từ 0,4 đến 0,5%, nhưng cũng có thể ít hơn, từ 0,15 đến 0,25%.

- Khi khoan bằng bi thép cắt phải dùng loại mũi khoan chế tạo bằng thép 40X, 46X, 30XTC hoặc thép măng gan.

5. Miệng thoát nước của mũi khoan phải làm theo qui cách và hướng dẫn sau đây:

- Khi khoan ở tầng đá nứt nẻ nhiều, không lấy được lõi đá hoàn chỉnh nên làm miệng thoát nước thấp và hẹp.

- Khi khoan ở tầng đá cứng nên tăng chiều cao miệng thoát nước.

- Khi khoan bằng bi gang nên lấy chiều cao miệng thoát nước (h) từ 100 đến 150 mm và chiều rộng phía dưới của miệng thoát nước (b) từ 1/4 đến 1/5 chu vi trung bình của mặt vành mũi khoan.

- Khi dùng bi thép cắt, nên lấy chiều cao miệng thoát nước (h) từ 120 đến 180 mm và chiều rộng phía dưới của miệng thoát nước (b) từ 1/3 đến 1/4 chu vi trung bình của mặt vành mũi khoan.

- Độ xiên của miệng thoát nước từ 65^o đến 70^o so với mặt phẳng ngang. Đầu trên của miệng thoát nước lệch về phía chiều quay của mũi khoan.

- Dạng của miệng nước có thể được chọn một trong hai hình thức sau đây:

- Sau mỗi hiệp khoan, phải chú ý tu sửa vành mũi khoan và miệng thoát nước: Mặt mũi khoan phải bằng phẳng để có diện tích phù hợp với yêu cầu của hiệp khoan tới. Khi chiều cao miệng thoát nước chỉ còn lại dưới 80 mm hoặc ước lượng không thể dùng tiếp cho hiệp sau thì phải cắt lại miệng thoát nước;

6.48. Việc lựa chọn cỡ bi khoan to hay nhỏ phải căn cứ vào độ cứng, độ nứt nẻ của tầng đá và áp lực nước ngầm.

Khoan vào tầng đá có độ cứng trung bình, tầng đá bị nứt nẻ hay tầng đá có nước áp lực mạnh nên dùng loại bi lớn (cỡ 3 – 4 mm) khoan vào tầng đá có độ cứng cao, kết cấu hạt nhỏ, tương đối hoàn chỉnh và cần nâng cao tỷ lệ lấy lõi nên dùng loại bi nhỏ, cỡ 2 – 2,5 mm.

Khi khoan ở tầng đá có độ cứng trung bình có thể sử dụng hỗn hợp bi gang và bi thép với tỷ lệ 3/4 bi gang và 1/4 bi thép, nhưng phải là bi cùng cỡ để khoan. Việc sử dụng hỗn hợp bi khác cỡ phải qua thực nghiệm và được thủ trưởng đơn vị chủ quản chấp thuận.

6.49. Khi nạp bi vào lỗ khoan có thể vận dụng các phương thức sau đây: Nạp bi theo hiệp, nạp bi định kỳ mẻ lớn và nạp bi định kỳ mẻ nhỏ.

Chỉ nên dùng cách nạp bi theo hiệp trong trường hợp khoan vào tầng đá có độ cứng trung bình, cấp VII-X và trong tầng đá không bị nứt nẻ.

Nạp bi định kỳ mẻ lớn thường được áp dụng trong trường hợp khoan vào tầng đá có độ cứng cao, cấp X – XII, tầng đá nứt nẻ nhiều hoặc tầng đá có kẹp lớp mềm yếu.

Nạp bi định kỳ mẻ nhỏ được sử dụng khi chuyển từ khoan hợp kim sang khoan bi, khi cần lấy mẫu đều đặn và khi cần thí nghiệm trong lỗ khoan.

6.50. Lượng nước bơm rửa trong khi khoan bi, khi nạp bi theo hiệp và nạp bi định kỳ mẻ lớn, tính theo lít/phút được lấy theo Bảng 6-12.

Bảng 6-12

Loại bi	Giai đoạn khoan trong hiệp	Đường kính mũi khoan (mm)
		150	130	110	91	75
Bi gang	Đầu hiệp	48-32	42-28	36-24	30-20	24-16
	Cuối hiệp	24-12	21-11	18-10	15-8	12-6
Bi thép	Không phân biệt giai đoạn khoan	60-50	50-40	40-30	30-20	25-15

Ghi chú:

- Thông thường trong khoan bi chỉ dùng nước để bơm rửa. Tuy nhiên khi cần chống sụt lở vách lỗ khoan hoặc khi khoan vào các địa tầng nứt nẻ bị mất nước nhiều có thể xem xét việc khoan bằng dung dịch sét. Khoan bi bằng dung dịch sét tiến hành theo các Điều 6.6.9 – 6.6.10.

- Lấy trị số lượng nước bơm rửa lớn ở đầu hiệp và giảm dần đến trị số nhỏ ở cuối hiệp.

- Khi tốc độ khoan nhanh cần tăng lượng nước bơm rửa một cách thích đáng

- Khi nạp bi định kỳ mẻ nhỏ lấy lượng nước bơm rửa từ 2 đến 3 lít/phút cho một centimét đường kính ngoài mũi khoan.

6.51. Lực nén dọc trục cần khoan (P_t), lấy theo tích số của diện tích mặt làm việc của mũi khoan (F_m) và sức nén đơn vị cần thiết (R_d):

P_t = R_d F_m (kG)

Sức nén đơn vị cần thiết R_d phụ thuộc vào loại bi được sử dụng và cấp đất đá lấy theo Bảng 6-13.

Bảng 6-13

Loại bi	Cấp đá theo độ khoan	Sức nén đơn vị cần thiết (kG/cm2)
Bi gang	VIII-IX	20-25
Bi thép đúc	VIII-VII	30-35
Bi thép cắt	VIII-IX	30-35
	X-XI	35-40
	XII	40-50

Khi khoan trong tầng đá nứt nẻ nhiều cần giảm lực nén dọc trục và tốc độ xoay một cách thích đáng.

6.52. Lực nén dọc trục khoan (P_t) tính sẵn cho các loại mũi khoan bi tiêu chuẩn ứng với các mức nén đơn vị cần thiết và miệng thoát nước khác nhau được kê ở Bảng 6-14.

Ghi chú:

1. Khi dùng mũi khoan có miệng thoát nước hình tam giác, diện tích mặt làm việc sẽ tăng dần lên do bi mòn trong quá trình khoan. Vì vậy phải tăng lực nén dọc trục một cách tương ứng về cuối hiệp.

2. Khi trọng lượng của cột dụng cụ khoan với cần khoan thông thường chưa đủ áp lực nén dọc trục khoan thì nên dùng cần khoan nặng hay ống mẫu thành dày để tăng áp lực. Phần lực nén lên đáy lỗ do cần nặng hay ống mẫu thành dày đảm nhiệm không nhỏ hơn 25% lực nén dọc trục cần thiết. Cần khoan nặng phải được áp sát ống mẫu.

6.53. Tốc độ xoay của mũi khoan, tính theo vòng/phút xác định cho từng loại mũi khoan được kê ở Bảng 6-15.

Bảng 6-15

Loại bi	Đường kính ngoài của mũi khoan (mm)
	150	130	110	91	75
Bi gang	80-130	130-190	190-240	240-300	300-350
Bi thép	80-100	100-120	125-140	145-170	180-200

Ghi chú:

- Nếu dụng cụ khoan không còn tốt, không nên dùng tốc độ quá 250 vòng/phút;

- Tốc độ quay lớn được dùng cho tầng đá cứng, tầng đá hoàn chỉnh, quá trình khoan thuận lợi.

- Tốc độ quay nhỏ được dùng cho tầng đá nứt nẻ không hoàn chỉnh.

6.54. Trong quá trình khoan bi phải chú ý thực hiện các yêu cầu kỹ thuật sau:

1. Thỉnh thoảng phải nâng mũi khoan lên khỏi đáy lỗ khoảng 2-3 cm, cho bi xuống đáy lỗ;

2. Phải luôn luôn theo dõi tình hình nước rửa về các mặt chất lượng và mầu sắc, tình hình và hiệu quả khoan vào tầng đá để điều chỉnh kịp thời chế độ khoan, hoàn chỉnh lượng bi và cách thức nạp bi;

3. Tiến hành tu sửa lại lưỡi khoan hoặc thay đổi lưỡi khoan theo yêu cầu của Điều 6-47;

4. Khi hạ cột dụng cụ khoan xuống đáy lỗ khoan phải tiến hành thận trọng theo hướng dẫn sau đây. Khi mũi khoan xuống cách đáy lỗ một mét, cần dừng hạ cột dụng cụ khoan, tiến hành bơm rửa với lưu lượng đơn vị 3 – 5 lít/phút cho mỗi centimét đường kính ngoài của mũi khoan trong khoảng 20 phút, sau đó cho quay cột cần khoan với tốc độ số 1 (chậm nhất) và hạ thận trọng cột dụng cụ khoan xuống. Sau khi cột dụng cụ khoan đã chạm đáy cho tăng dần tốc độ quay và áp lực dọc trục khoan tới trị số thích hợp với địa tầng đáy lỗ.