深孔鉆探是獲取地表以下準確地質資料的重要方法，深孔鉆探工作需在工程地質調繪、物探工作基礎上進行。

深孔鉆探的目的是驗證深部地層層序、巖性、巖體完整程度，確定斷層在深部的位置、寬度、破碎程度，驗證物探異常性質。

一、深孔鉆探及孔內測試試驗技術要求

(1)鉆孔位置和數量應視地質復雜程度而定。可溶巖與非可溶巖接觸部位及地層層序復雜部位等重要地質界線、斷層破碎帶、大型物探異常部位、可能產生突水(泥)地段等應有鉆孔控制。

(2)鉆孔孔深應至隧底以下3～5m，遇溶洞、暗河時應適當加深至溶洞及暗河底以下5m。

(3)深孔鉆探前，應根據鉆孔任務書的要求進行深孔設計，其內容主要包括：

1)熟悉鉆探技術任務書，根據推斷的地質情況繪制鉆孔柱狀圖，并注明地層等級、層次、層厚、深度、孔壁情況等;

2)根據地質要求和鉆機類型及主要鉆具設備等確定開孔直徑和終孔直徑;

3)確定該鉆孔的換徑區段。

4)確定鉆進方法，如使用鉆頭的直徑、種類、規格、套管的規格以及是否使用沖洗液等。

5)編制鉆孔設計圖。

(4)鉆進中應滿足以下要求：

1)一般地層回次進尺不大于1m，破碎帶不大于0.5～0.7m;不同地層分層誤差不應超過0.1m。

2)鉆探孔深最大允許偏差為±2‰，每鉆進50m必須校正一次，孔斜每100m不超過1.5°，累計孔斜不超過4°，每鉆進50m必須校正一次。

3)應做好水位觀測和記錄，并取樣進行水質分析。

4)水文地質條件復雜的巖溶隧道，應做好水文地質試驗，測定地下水的流速、流向及巖土體的滲透性，必要時應進行地下水動態觀測。

5)應取代表性巖土試樣進行物理力學性質試驗。

(5)應考慮深孔的綜合利用。

(6)鉆孔孔徑、鉆探工藝等應滿足孔內各項測試、試驗的技術要求。一般規定采取巖石試樣的鉆孔直徑不小于91mm，抽水試驗鉆孔的直徑不小于110mm，進行現場測試的鉆孔直徑應大于測試探頭直徑一級以上。鉆探及試驗的工作程序如圖3-83所示。

圖3-83施鉆與孔中綜合試驗工作程序框圖

二、孔內綜合測試試驗

1. 綜合測井

綜合測井方法是利用不同巖土體的電化學活動、電阻率、伽瑪射線、自然伽瑪的差異，巖體(石)聲學特性，人工鹽化井液在地下水的自然滲透作用下井液或鹽水柱隨時間發生的變幅、淡化和移動規律，從而確定地層巖性、溶洞、破碎帶、裂隙帶及其深度與厚度，判斷巖石的軟硬完整程度，確定含水層深度、厚度、流速、涌水量、滲透性、補給關系、富水性及地下水活動規律，提供地層物性參數，尋找鉆探中未發現的薄層，驗證、補充鉆探結果，確定煤層深度及厚度。工程測井方面，測量鉆孔井斜、井徑變化及地層溫度變化。綜合測井技術是達到深孔鉆探一孔多用的手段之一。宜萬鐵路復雜巖溶隧道深孔鉆探中，對每一個深孔均進行了綜合測井。

如：JZ-Ⅲ03-馬2孔鉆探深度608.12m，于2004年4月21日至23日進行自然電位、視電阻率電位、視電阻率頂底部梯度、人工伽瑪、自然伽瑪、聲速、井徑、鹽化擴散，工程測井對井斜、井溫測量，共完成各種測井5 089m，測斜點38點，測溫點122點。測井資料綜合分析認為：人工伽瑪曲線反映，在36.40m以上為巖溶發育組，自然伽瑪曲線反映有泥成分充填;72.40～76.80m為溶洞，46.20～49.40m、66.20～66.80m有裂隙、溶蝕現象;各曲線反映76.80m以下地層完整，巖性均勻，特別在502.40m以下，灰巖成分較純;該孔水位測井過程中呈緩慢下降趨勢，測井結束時，水位降至233.1m，鹽化曲線平直，無地下水運動;孔底溫度第一次觀測20℃，第二次觀測20.5℃，地溫梯度小于1℃/100m，屬正常地溫區。綜合測井成果圖如圖3-84所示。

圖3-84馬鹿箐隧道JZ-Ⅲ03-馬2孔測井曲線綜合解釋成果圖

DZW—自然電位;DLW—視電阻率電位;DLT—視電阻率梯度;HGG—人工伽瑪;HG—自然伽瑪;SV—聲速;JJ—井徑;

ρSD—視電阻率電位值;ρST—視電阻率梯度值; δ—密度值;V—聲波速度值

2. 深孔孔內水文地質試驗

深孔孔內水文地質試驗主要包括抽水試驗、注水試驗、壓水試驗。

隧道深孔水文地質試驗不同于一般鉆孔的常規水文地質試驗，它對鉆探工藝、試驗設備能力有較高的要求，試驗方法的正確與否關系到試驗成果的精度及滲透系數的計算，從而影響到應用滲透系數進行隧道涌水量預測的正確性。下面結合宜萬鐵路隧道深孔水文地質試驗工作，對隧道深孔水文地質試驗方法進行探討。

(1)隧道深孔的特殊性。隧道深孔與一般水文地質鉆孔相比，具有以下一些特點：

①隧道深孔一般位于分水嶺上，海拔較高，鉆孔深度較大，水位埋藏深，穿越的地層多。

②在隧道深孔內不但要了解地層、構造、巖溶、裂隙、地下水位等情況，還要進行各種測試工作，以獲取更多的巖層參數，如物探測井、水文地質試驗、地應力測試、瓦斯測試、地下水位長期觀測等，每一項測試完成后都要保證鉆孔的完整性，以便下一項測試工作的順利進行。

③隧道深孔結構復雜，由于鉆探設備能力和工藝水平的限制，鉆孔每到一定的深度需要變小口徑鉆進，一般鉆孔深部直徑為∅91mm、甚至∅77mm，如此小的孔徑給水文地質試驗帶來極大的困難。

(2)隧道深孔水文地質試驗方法的選擇。為了測定巖層裂隙、斷裂帶的滲透性，主要采用抽水、壓水、注水、提水等試驗方法。通常情況下，在鉆孔達到設計孔深后，先采用綜合測井確定地層巖性、溶洞、破碎帶、裂隙帶及其深度與厚度，判斷巖石的軟硬完整程度等狀況后，合理選取試驗段并進行試驗，其優點是試驗的針對性強，缺點是鉆孔深度大時水文地質試驗困難、試驗方法難以選擇。