T/GSC 005-2023 超长距离工程地质勘察水平定向钻探规程

ICS93.020

CCSP13

团体标准

T/GSC005—2023

超长距离工程地质勘察水平定向钻探规程

SpecificationofGeologicalInvestigationbyUltra-long

HorizontalDirectionalDrilling

2023-12-28发布2023-12-29实施

中国地质学会发布

T/GSC005—2023

中国地质学会（GSC）是组织开展国内、国际标准化活动的全国性社会团体。制定中国地质学会

团体标准，满足市场需要，增加标准的有效供给，促进科技创新，是中国地质学会的工作内容之一。

中国境内的团体和个人，均可提出制、修订中国地质学会团体标准的建议并参与有关工作。

中国地质学会团体标准按《中国地质学会团体标准管理办法》进行制定和管理。

中国地质学会团体标准草案经向社会公开征求意见，并得到参加审定会议的3/4以上的专家、

成员的投票赞同，方可作为中国地质学会团体标准予以发布。

在本文件实施过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄给中国地质学会团

体标准秘书处，以便修订时参考。

本文件版权为中国地质学会所有，除了用于国家法律或事先得到中国地质学会的许可外，不得

以任何形式或任何手段复制、再版或使用本文件及其章节，包括电子版、影印件，或发布在互联网

及内部网络等。

中国地质学会地址：北京市西城区百万庄大街26号

邮政编码：100037电话：010-68999018传真：010-68995305

网址：电子信箱：zgdzxh@

I

T/GSC005—2023

目次

目次...........................................................................II

前言...........................................................................IV

超长距离工程地质勘察水平定向钻探规程................................................1

1范围..............................................................................1

2规范性引用文件....................................................................1

3术语和定义........................................................................1

4通则..............................................................................3

5钻探设计..........................................................................3

5.1一般规定....................................................................3

5.2钻孔设计....................................................................3

5.3钻进取心设计................................................................4

5.4钻探设备....................................................................5

5.5泥浆系统....................................................................5

6钻探施工..........................................................................6

6.1一般规定....................................................................6

6.2钻前准备....................................................................6

6.3钻进........................................................................7

6.4轨迹控制....................................................................8

6.5特殊地层钻进................................................................9

6.6孔内事故处理...............................................................10

6.7废弃物处理.................................................................11

7钻探取样.........................................................................11

7.1一般规定...................................................................11

7.2取心.......................................................................11

7.3取水.......................................................................12

7.4取岩粉.....................................................................13

8孔内测试.........................................................................13

8.1一般规定...................................................................13

II

T/GSC005—2023

8.2地应力测试.................................................................14

8.3水文地质试验...............................................................14

8.4综合测井...................................................................14

9成果编制.........................................................................15

9.1一般规定...................................................................15

9.2资料整理...................................................................15

9.3成果报告...................................................................16

附录A（资料性附录）成果报告相关表格..........................................17

图1隧道水平定向钻探钻孔轨迹型式示意图.............................................4

表A.1控向记录表...................................................................17

表A.2钻探班报表...................................................................18

表A.3水平钻孔柱状图记录表.........................................................19

表A.4涌水观测表...................................................................19

表A.5水平钻孔编录表...............................................................20

表1超长距离水平定向钻探钻孔直径...................................................4

表2钻进取心方案...................................................................4

表3泥浆性能参数...................................................................6

表4特殊地层钻进要求...............................................................9

表5卡钻处理方案..................................................................10

表6现场测试常用方法..............................................................13

III

T/GSC005—2023

前言

本文件依据T/CAS1.1—2017《团体标准的结构和编写指南》的有关要求编写。

本文件起草单位：中国地质大学（武汉），浙江华东岩土勘察设计研究院有限公司，长江岩土工

程有限公司，陕西太合智能钻探有限公司，成都华建地质工程科技有限公司，河北永明地质工程机

械有限公司，广东中煤江南工程勘测设计有限公司，北京六合伟业科技股份有限公司，中煤科工生

态环境科技有限公司，青海省第二地质勘查院，中国地质科学院勘探技术研究所。

本文件起草人：窦斌，闫雪峰，郑君，牛美峰，田红，赖孝天，胡郁乐，王义红，颜慧明，叶晓

平，陈云召，王坚，张明林，周光辉，李正前，庄生明，李勇，冯建宇，吴进磊，秦允海，廖先斌，

刘海声，刘小平，余彦忠，曹晓毅，王玉涛，陈占荣，周治刚，陈晓林，刘志强。

考虑到本文件中的某些条款可能涉及专利，中国地质学会不负责对任何该类专利的鉴别。

本文件首次制定。

IV

T/GSC005—2023

超长距离工程地质勘察水平定向钻探规程

1范围

本文件规定了超长距离工程地质勘察水平定向孔钻探中的术语和定义、钻探设计、钻探施工、

钻探取样、孔内测试以及成果编制。

本文件适用于岩质为主的各领域工程地质勘察钻探领域。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本

文件。凡是不注日期引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB8978污水综合排放标准

GB9151钻探工程术语

GB50202建筑地基基础工程施工质量验收标准

GB50330建筑边坡工程技术规范

GB12523建筑施工场界环境噪声排放标准

GB18599一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准

3术语和定义

3.1

水平定向钻探horizontaldirectionaldrilling

采用安装于地表或巷道内的定向钻探设备，通过控制钻头使钻孔轨迹沿着设计孔眼轨道近水平

延伸的地质勘察成孔方法。

3.2

超长距离水平定向钻探ultra-longhorizontaldirectionaldrilling

一台钻机在固定入孔点完成的单个钻孔的水平轨迹直线孔段距离L大于等于1000m小于1500m

（1000m≤L<1500m）的水平定向钻探工程。（500m≤L<1000m为长距离、1000m≤L<1500m为超长

距离、L≥1500m为特长距离）。

3.3

钻孔轨迹drilltrajectory

钻孔轴线上各点空间位置由孔深、倾角、方位角、高程、水平长度、偏移量等空间要素表征的

变化状态。

3.4

1

T/GSC005—2023

倾角inclinationofborehole

钻孔轴线某点切线与水平面的夹角。

3.5

方位角azimuthofborehole

自钻孔轴线在水平面投影上的某点指北方向起，顺时针方向与通过该点切线之间的夹角。

3.6

高程elevation

钻孔轴线某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离，称绝对高程，简称高程。

3.7

水平长度horizontaldistance

钻孔入孔点在水平面上的投影与钻孔轴线上某点在水平面上的投影之间的距离。

3.8

偏移量boreholeoffset

钻孔轨迹与设计轨道之间的偏差。经钻孔轨迹上某点且垂直于该点的平面，该平面与钻孔设计

轨道相交于一点，以该点为中心，沿水平长度方向看，钻孔实际轨迹上的点与该交点相对坐标的偏

移量，向上偏移为“+”，向下偏移为“-”，向左偏移为“+”，向右偏移为“-”。

3.9

水平定向钻机horizontaldirectionaldrillingrig

用于水平定向钻孔的机械设备。

3.10

入孔角entryangle

定向钻探施工过程中，钻头开始进入地层时，钻杆柱与水平面的锐角夹角。

3.11

钻孔入孔点boreentrypoint

钻头进入地层开始钻进的起始点。

3.12

定点取心appointcoring

在钻孔轨迹区域孔段的钻取岩心作业。

3.13

磁偏角magneticdeclination

地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角。

3.14

工具面角toolfaceangle

2

T/GSC005—2023

孔底造斜工具弯曲的两个轴线所决定的平面，其高边方向线与该处钻孔断面上投影所形成的夹

角。

4通则

4.1超长距离工程地质勘察水平定向钻探适用于常规垂直钻孔方法难以实施的长距离线性勘察工

程，可实现揭露钻探范围内围岩的岩性特征、不良地质和特殊岩土以及水文地质等目的，水平定向

钻探不推荐在超大型岩溶地层中使用。

4.2采用超长距离工程地质勘察水平定向钻探时，应进行现场调查和资料搜集，分析评估钻探对既

有地上、地下建（构）筑物和自然环境的影响，并制定防止损害地下工程、管线等设施的措施。

4.3钻探记录应由经专业培训的人员或工程技术人员承担，并由工程技术负责人签字验收。

4.4施工过程中应做到文明施工，并符合健康、安全、环保及绿色勘察等相关法律法规的要求。

5钻探设计

5.1一般规定

5.1.1钻探设计前应进行现场踏勘，查看地形、地貌和周围环境影响因素，初步确定钻机施工场地

等。

5.1.2钻探设计应根据建设方、设计方、勘察方意见和勘察目的、要求、施工条件等因素确定。

5.1.3钻探设计宜包括下列内容：

a)工程概况：项目、地点、任务、主要工程量；

b)既有地质资料、地下管线和建（构）筑物基础资料；

c)场地、钻孔轨迹、钻孔结构设计图；

d)钻进方法和技术工艺、施工注意事项；

e)取样规定与技术要求；

f)钻探设备和泥浆设计方案；

g)安全、环保和风险防控措施及应急预案；

h)工程概预算。

5.2钻孔设计

5.2.1轨道设计应符合下列规定：

a)钻探入孔点位置应根据勘察目的、场地环境等因素选择；

b)孔眼轨道应根据探查目的设计，应穿越关键层位和地质体，且满足测试点和观测段布置要

求；

c)孔眼轨迹宜揭露不同的地质条件；当遇到高陡构造时，孔眼轨道宜垂直于地层面；当遇到

倾斜地层时，孔眼轨道设计应防止顺层跑。

5.2.2钻孔直径和配套钻具规格应符合国家现行产品标准的规定。成孔口径应根据钻孔取心方法、

现场测试要求、地层条件以及钻探工艺等确定，并应符合表1的规定。

3

T/GSC005—2023

表1超长距离水平定向钻探钻孔直径

钻孔类型直径(mm)

鉴别与划分地层/岩心钻孔≥76

钻孔电视、综合测井钻孔比测试探头直径大10-20

压水、抽水试验钻孔软质岩石≥96硬质岩石≥76

5.2.3钻孔结构应符合下列规定：

a)隧道进出口段水平定向钻探宜采用近水平钻孔轨迹型式；

注1：近水平钻孔轨迹，即将隧道入口或出口端面上的中心点作为钻孔轨迹入孔点，沿或平行隧道中心线进行水

平定向钻探（见图1）。

b)特长、深埋隧道洞身段水平定向钻探宜采用人字形、L形等组合钻孔轨迹型式。

注1：根据隧道设计方案、区域地质资料、勘察大纲、交通条件和钻进设备能力等，将隧道洞身待勘察区域划分

为若干段，区段交接处布置钻机；针对每段进行钻孔轨迹设计，钻孔轨迹型式可选人形或L形（见图1）。工程概况：

项目、地点、任务、主要工程量。

图1隧道水平定向钻探钻孔轨迹型式示意图

5.3钻进取心设计

5.3.1取心方案应根据既有勘察成果和钻探目的确定，可参照表2选择。

5.3.2钻孔长度应根据地质条件、工程规模、勘探目的、设备能力、工艺水平综合确定。

5.3.3钻进回次长度应根据地层条件、取心要求确定，钻进回次长度不得大于岩心管长度，岩心管

长度不宜小于2.0m。

5.3.4用于制作室内试验的岩心样品毛样尺寸应满足试块加工要求。试样形状、尺寸和方向应按岩

石力学试验设计要求确定。

5.3.5确定岩石质量指标RQD时，宜采用76mm口径（N型）双层岩心管和金刚石钻头取心。

表2钻进取心方案

岩性变化情况取心方案建议取心技术

较长距离岩性相同全断面破碎钻进为主，定点取心次数提钻取心

不少于1次

较长距离岩性变化频繁全孔取心钻进绳索取心

存在岩性变化但不频繁定点取心钻进取心段较长时宜采用绳索取心，取心段较

短时宜采用提钻取心

滑动带、软弱夹层、褶皱等全断面破碎钻进为主，定点取心次数提钻取心

不少于1次

4

T/GSC005—2023

5.4钻探设备

5.4.1钻探设备应符合下列规定：

a)钻机类型和性能参数应根据施工场地、地层条件、钻孔直径、埋深和长度等因素选择；

b)钻机额定推拉力要求宜按设计中施工推/拉力计算值的1.5倍~2.0倍选取；

c)钻机功率应与钻探工程匹配，宜根据钻孔直径、长度和推拉力确定。

5.4.2钻具组合选型应符合下列规定：

a)取心施工时，钻具组合宜采取“取心钻头+岩心管+螺杆马达+钻杆”的结构组合形式；

b)不取心施工时，钻具组合宜采取“全断面钻头+螺杆马达+无磁钻铤+钻杆”的孔内组合钻具

形式；

c)无磁钻铤最小长度应符合GB12523的规定；

d)宜选择通水条件较好的螺杆钻具；

e)应根据钻进方案合理选择螺杆钻具转速和扭矩等性能参数。

5.4.3钻头选型应符合下列规定：

a)钻头选型时，应根据设备情况、钻孔形式、地层性质等选取；

b)施工中，应根据地层特点对钻头类型进行调整；

c)对极软岩和部分软岩，宜采用钢质斜板式导向钻头等钢质切削具；

d)对软岩和较软岩，宜选用镶嵌硬质合金齿或金刚石复合片斜板式导向钻头、铣齿式牙轮钻

头等硬质合金切削具或金刚石复