Hướng dẫn thực tế để lựa chọn mũi khoan DTH theo độ ổn định của đội hình — một chiến lược thực hành giúp người mới bắt đầu tránh được những cạm bẫy
Cốt lõi của việc lựa chọn mũi khoan DTH dựa trên độ ổn định của thành hệ là xem xét liệu thành hệ có dễ bị sụp đổ lỗ khoan và cấu trúc của nó có còn nguyên vẹn hay không, lựa chọn mũi khoan có cơ chế gãy phù hợp với nền đất, và kết hợp lựa chọn mũi khoan với các biện pháp bảo vệ lỗ khoan phù hợp. Điều này cân bằng giữa chất lượng lỗ khoan và hiệu quả vận hành. Nhìn chung, thành hệ được chia thành hai trường hợp — thành hệ ổn định và thành hệ dễ sụp đổ — với hướng dẫn lựa chọn chi tiết như sau.
Các thành tạo ổn định (ví dụ: đá vôi nguyên vẹn, đá cẩm thạch đặc, đá sa thạch kết dính chặt) Các thành tạo này có cấu trúc nguyên vẹn và thành lỗ khoan chắc chắn, hầu như không có nguy cơ sụp đổ. Việc lựa chọn có thể tập trung vào việc tối đa hóa hiệu quả khoan mà không bị hạn chế bởi nhu cầu bảo vệ thành lỗ khoan; hầu hết các loại mũi khoan DTH đều có thể áp dụng. Hãy xem xét các lựa chọn sau:
Ưu tiên khoan hiệu suất cao: chọn mũi khoan DTH loại quay. Bằng cách cắt đá ở tốc độ quay cao với lực cắt liên tục, chúng có thể tăng đáng kể tiến độ khoan. Ví dụ, trong đá vôi nguyên khối, mũi khoan quay được sử dụng với nước sạch làm môi trường rửa giúp đơn giản hóa thao tác; tốc độ quay 100–150 vòng/phút có thể đạt tốc độ khoan khoảng 1–1,5 m/phút, phù hợp cho các lỗ khoan thăm dò nông và khoan nền móng kết cấu nhỏ.
Đối với đường kính lỗ từ trung bình đến lớn: hãy chọn mũi khoan DTH dạng con lăn hình nón (con lăn răng cưa). Cơ chế cắt lăn của chúng phù hợp với đá cứng trung bình, ổn định và cho phép cắt vật liệu mịn, phù hợp khi cần đường kính lỗ lớn hơn (ví dụ: lỗ phụ trong quá trình phát triển đường hầm mỏ). Chúng có thể duy trì hiệu suất đồng thời giảm thiểu mài mòn mũi khoan.
Để xử lý các lớp xen kẽ cứng cục bộ trong các thành tạo ổn định: hãy sử dụng mũi khoan composite kiểu đập-xoay. Chúng kết hợp hiệu suất cắt cao của mũi khoan quay trong đá mềm ổn định với tác động đập để phá vỡ các lớp xen kẽ cứng hơn, tránh việc thay đổi mũi khoan thường xuyên.
Các thành tạo dễ sụp đổ (ví dụ: lớp cát rời, đá bị phong hóa/nứt nẻ, địa tầng có nhiều khe nứt) Các thành tạo này dễ bị rời rạc hoặc nứt nẻ nghiêm trọng và có xu hướng bị sụp đổ và bong tróc trong lỗ khoan trong quá trình khoan. Việc lựa chọn nên ưu tiên "giảm thiểu xáo trộn thành lỗ khoan + tương thích với các biện pháp gia cố thành lỗ khoan". Hãy chọn các mũi khoan có tác động tối thiểu lên lỗ khoan và phù hợp với các kỹ thuật ổn định:
Lựa chọn đầu tiên: mũi khoan DTH loại xoay. Quá trình cắt xoay êm ái hơn và ít gây ra va đập hoặc xáo trộn lên thành lỗ hơn so với mũi khoan loại va đập, giảm thiểu nguy cơ sập đổ. Khi sử dụng với bùn khoan, bùn sẽ tạo thành một lớp bùn dày đặc trên thành lỗ, giúp ổn định thành lỗ. Kiểm soát tốc độ quay không quá 80 vòng/phút và duy trì áp suất rửa/bùn ở mức 0,3–0,5 MPa để tránh xáo trộn áp suất cao hoặc tốc độ cao. Ứng dụng phù hợp bao gồm khoan lỗ neo cho hố móng tàu điện ngầm và khoan gia cố nền đất.
Trường hợp đặc biệt: mũi khoan hình nón con lăn gia cố với răng bảo vệ đường ống. Nếu thành hệ dễ sụp đổ chứa nhiều sỏi nhỏ, một mũi khoan quay thuần túy có thể không hiệu quả. Mũi khoan hình nón con lăn gia cố với răng bảo vệ đường ống (ổn định) cung cấp sự kết hợp giữa cắt và đập nhẹ để xử lý sỏi, trong khi răng bảo vệ đường ống giúp giảm độ mở rộng lỗ khoan. Được sử dụng cùng với bùn có độ nhớt cao hơn để gia cố tường, mũi khoan này có thể cải thiện độ xuyên thấu đồng thời ngăn ngừa sụp đổ, phù hợp với các lớp cát sỏi nông.
Ghi chú bổ sung
Tránh sử dụng mũi khoan DTH loại va đập tiêu chuẩn trong các thành hệ dễ sụp đổ: các va đập tần suất cao của chúng có thể làm lỏng lẻo thêm thành giếng khoan và làm tăng đáng kể nguy cơ sụp đổ. Nếu không thể tránh khỏi việc sử dụng trong các trường hợp đặc biệt, hãy kết hợp mũi khoan với bộ ổn định lỗ khoan chuyên dụng, giảm tần suất va đập và theo dõi tình trạng thành giếng khoan theo thời gian thực.
