掘削の基礎知識
掘削の基礎知識
1. ボーリングホール構造
意味：
ボーリングホール構造とは、掘削開始から最終深度までの穴の直径と長さの変化、つまりボーリングホールの技術的なプロファイルを指します。
コアコンポーネント:
これらには、主に、穴径、縮径数、ケーシングストリング数、ケーシング径と長さ、縮径深さ、ケーシングシューにおける防水シール方法などが含まれます。
最適化要件:
ボーリングホールの品質と操業安全を確保することを前提として、壁面支持と漏水防止のため、高品質の掘削泥水、セメントスラリー、または化学グラウト材を優先的に使用する必要があります。また、孔径変更の回数を最小限に抑え、ケーシングは可能な限り削減または回避することで、ボーリングホール構造を可能な限り簡素化する必要があります。
その主な機能は、複雑な地層を分離し、掘削作業をスムーズに行うことです。
直径の縮小とケーシングの設置が必要な状況:
緩い砂利層または流砂層を掘削する場合、地下水の影響により、土壁の支持が建設ニーズに不十分になることがあります。
厚い亀裂や節理のある破壊領域を貫通する場合、泥やその他の支持手段を用いても、深刻な壁の崩壊やブロックの落下が続く可能性があります。
ボーリングホールが水を含む構造物や連結した大きな亀裂と交差し、他の密閉方法では制御できない深刻な水損失を引き起こす場合。
予定の深度に到達後、建設機械の負荷能力に合わせて径を縮小する掘削を行う場合があります。
ボーリングホール構造の選択における要因:
選定にあたっては、岩石の特性、水文地質条件、最終的な孔径、掘削孔の深さ、掘削方法、掘削孔の目的、壁面保護対策、建設機械などを総合的に考慮する必要があります。
ドリルストリングマッチング:
これは、ドリルロッド径と掘削孔（ビット）径の適合関係を指します。これはアニュラークリアランスに直接影響し、ドリルロッドの作動状態、フラッシング液の流量性能、およびドリルストリングの回転抵抗に大きな影響を与えます。
2. 掘削作業の基本
掘削方法：
地下掘削中に穴底の岩石を砕くために使用される技術および関連する技術的手段の総称。
掘削プロセス：
特定の機器とツールを使用して岩石（または土壌）を破砕し、必要な直径と深さの滑らかで規則的な掘削孔を形成し、サポートする技術的手段を通じて継続的な掘削を確実に行う完全なワークフロー。
掘削方法の分類：
外力と岩石破砕モードによる：回転掘削、打撃掘削、回転打撃掘削。
岩石破砕工具（研磨タイプ）別：タングステンカーバイドドリリング、スチールショットドリリング、ダイヤモンドドリリング。
循環モード別：直接循環、逆循環、穴底での局所的逆循環。
コアリング要件別：コアリング掘削および全面掘削。
掘削方法を選択するための原則：
方法は主に岩石の物理的および機械的特性に応じて選択する必要があります。
軟らかい地層や一部の中硬質地層には、タングステンカーバイド掘削を使用します。
中硬質から硬質の地層の場合は、ニードル型合金、PDC、またはスチールショットドリリングを使用します。
中硬さから非常に硬さのある地層の場合は、ダイヤモンド、スチールショット、またはダウンザホールハンマードリルを使用します。
ジャガイモを茹でる前の準備：
ドリルロッド、ケーシング、オリエンテーションパイプ、ビット、スチールショット、潤滑剤、フラッシング液、メイクアップおよびブレイクアウトツール、特殊なコアリングツール、必要な短いコアバレル、コアボックス、および必要なすべてのフォームを含む十分な材料を準備します。
掘削機器と設置品質を徹底的に点検してください。不適合箇所は直ちに修理または調整し、必要に応じて再設置してください。無理な操作は厳禁です。
深孔掘削では、孔の偏向を防ぐため、カラー部にピットを掘削し、オリエンテーションパイプを埋設します。その後、岩盤を掘削した後にケーシングを敷設します。浅孔掘削では、壁面支持に泥を使用します。壁面の崩壊が著しい場合は、岩盤を掘削してケーシングを敷設する前に、人工壁構築工法を用いる場合があります。
掘削作業中は、コアバレルを徐々に延長し、軽いビット圧、低速回転、適切なポンプ出力で作業を行う。掘削径を縮小する際は、掘削孔の曲がりを防ぐため、複合ガイドアセンブリを使用する。
掘削は表土で頻繁に発生するため、フラッシング流体が失われやすく、壁の安定性が低下します。そのため、固着、埋没、ビットボール、ビットバーニングなどの坑井内事故の防止に特に注意する必要があります。
ケーシングは適切な岩盤に設置する必要があります。ケーシングを敷設する前に、粘土玉を孔内に投入し、突き固めます。これにより、ケーシングシューが粘土にしっかりと固定され、ケーシング底部が密閉されます。ケーシング上部は木製のくさびで固定し、粘土で密閉します。必要に応じてセメントシーリングを使用することもできます。ケーシングを最終的に固定する前に、ケリー（またはドライブロッド）をケーシングに接続し、ケーシングの垂直性とボーリング孔中心とケーシング中心のアライメントを確認します。
