深孔钻探是获取地表以下准确地质资料的重要方法，深孔钻探工作需在工程地质调绘、物探工作基础上进行。

深孔钻探的目的是验证深部地层层序、岩性、岩体完整程度，确定断层在深部的位置、宽度、破碎程度，验证物探异常性质。

一、深孔钻探及孔内测试试验技术要求

(1)钻孔位置和数量应视地质复杂程度而定。可溶岩与非可溶岩接触部位及地层层序复杂部位等重要地质界线、断层破碎带、大型物探异常部位、可能产生突水(泥)地段等应有钻孔控制。

(2)钻孔孔深应至隧底以下3～5m，遇溶洞、暗河时应适当加深至溶洞及暗河底以下5m。

(3)深孔钻探前，应根据钻孔任务书的要求进行深孔设计，其内容主要包括：

1)熟悉钻探技术任务书，根据推断的地质情况绘制钻孔柱状图，并注明地层等级、层次、层厚、深度、孔壁情况等;

2)根据地质要求和钻机类型及主要钻具设备等确定开孔直径和终孔直径;

3)确定该钻孔的换径区段。

4)确定钻进方法，如使用钻头的直径、种类、规格、套管的规格以及是否使用冲洗液等。

5)编制钻孔设计图。

(4)钻进中应满足以下要求：

1)一般地层回次进尺不大于1m，破碎带不大于0.5～0.7m;不同地层分层误差不应超过0.1m。

2)钻探孔深最大允许偏差为±2‰，每钻进50m必须校正一次，孔斜每100m不超过1.5°，累计孔斜不超过4°，每钻进50m必须校正一次。

3)应做好水位观测和记录，并取样进行水质分析。

4)水文地质条件复杂的岩溶隧道，应做好水文地质试验，测定地下水的流速、流向及岩土体的渗透性，必要时应进行地下水动态观测。

5)应取代表性岩土试样进行物理力学性质试验。

(5)应考虑深孔的综合利用。

(6)钻孔孔径、钻探工艺等应满足孔内各项测试、试验的技术要求。一般规定采取岩石试样的钻孔直径不小于91mm，抽水试验钻孔的直径不小于110mm，进行现场测试的钻孔直径应大于测试探头直径一级以上。钻探及试验的工作程序如图3-83所示。

图3-83施钻与孔中综合试验工作程序框图

二、孔内综合测试试验

1. 综合测井

综合测井方法是利用不同岩土体的电化学活动、电阻率、伽玛射线、自然伽玛的差异，岩体(石)声学特性，人工盐化井液在地下水的自然渗透作用下井液或盐水柱随时间发生的变幅、淡化和移动规律，从而确定地层岩性、溶洞、破碎带、裂隙带及其深度与厚度，判断岩石的软硬完整程度，确定含水层深度、厚度、流速、涌水量、渗透性、补给关系、富水性及地下水活动规律，提供地层物性参数，寻找钻探中未发现的薄层，验证、补充钻探结果，确定煤层深度及厚度。工程测井方面，测量钻孔井斜、井径变化及地层温度变化。综合测井技术是达到深孔钻探一孔多用的手段之一。宜万铁路复杂岩溶隧道深孔钻探中，对每一个深孔均进行了综合测井。

如：JZ-Ⅲ03-马2孔钻探深度608.12m，于2004年4月21日至23日进行自然电位、视电阻率电位、视电阻率顶底部梯度、人工伽玛、自然伽玛、声速、井径、盐化扩散，工程测井对井斜、井温测量，共完成各种测井5 089m，测斜点38点，测温点122点。测井资料综合分析认为：人工伽玛曲线反映，在36.40m以上为岩溶发育组，自然伽玛曲线反映有泥成分充填;72.40～76.80m为溶洞，46.20～49.40m、66.20～66.80m有裂隙、溶蚀现象;各曲线反映76.80m以下地层完整，岩性均匀，特别在502.40m以下，灰岩成分较纯;该孔水位测井过程中呈缓慢下降趋势，测井结束时，水位降至233.1m，盐化曲线平直，无地下水运动;孔底温度第一次观测20℃，第二次观测20.5℃，地温梯度小于1℃/100m，属正常地温区。综合测井成果图如图3-84所示。

图3-84马鹿箐隧道JZ-Ⅲ03-马2孔测井曲线综合解释成果图

DZW—自然电位;DLW—视电阻率电位;DLT—视电阻率梯度;HGG—人工伽玛;HG—自然伽玛;SV—声速;JJ—井径;

ρSD—视电阻率电位值;ρST—视电阻率梯度值; δ—密度值;V—声波速度值

2. 深孔孔内水文地质试验

深孔孔内水文地质试验主要包括抽水试验、注水试验、压水试验。

隧道深孔水文地质试验不同于一般钻孔的常规水文地质试验，它对钻探工艺、试验设备能力有较高的要求，试验方法的正确与否关系到试验成果的精度及渗透系数的计算，从而影响到应用渗透系数进行隧道涌水量预测的正确性。下面结合宜万铁路隧道深孔水文地质试验工作，对隧道深孔水文地质试验方法进行探讨。

(1)隧道深孔的特殊性。隧道深孔与一般水文地质钻孔相比，具有以下一些特点：

①隧道深孔一般位于分水岭上，海拔较高，钻孔深度较大，水位埋藏深，穿越的地层多。

②在隧道深孔内不但要了解地层、构造、岩溶、裂隙、地下水位等情况，还要进行各种测试工作，以获取更多的岩层参数，如物探测井、水文地质试验、地应力测试、瓦斯测试、地下水位长期观测等，每一项测试完成后都要保证钻孔的完整性，以便下一项测试工作的顺利进行。

③隧道深孔结构复杂，由于钻探设备能力和工艺水平的限制，钻孔每到一定的深度需要变小口径钻进，一般钻孔深部直径为∅91mm、甚至∅77mm，如此小的孔径给水文地质试验带来极大的困难。

(2)隧道深孔水文地质试验方法的选择。为了测定岩层裂隙、断裂带的渗透性，主要采用抽水、压水、注水、提水等试验方法。通常情况下，在钻孔达到设计孔深后，先采用综合测井确定地层岩性、溶洞、破碎带、裂隙带及其深度与厚度，判断岩石的软硬完整程度等状况后，合理选取试验段并进行试验，其优点是试验的针对性强，缺点是钻孔深度大时水文地质试验困难、试验方法难以选择。