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永冻层是砂、砂砾等透水性物质，在寒冷地区冻结而成的地层。一般多覆盖在第四纪地层的浅部或中部，坚硬、不易破碎，遇热后即融化成松散的地层。常用加热法钻进，即向孔内加入热水或热蒸汽，使孔底地层融化变得松散，以利于套管的护孔钻进及管内取样。热水法只适用于3-5m左右的浅孔施工，蒸汽法适用于较深的钻孔。冲洗液的最佳温度在5℃左右，并应控制所加热水或蒸汽量。原苏联在永冻层中采用过无套管的施工工艺，即用劈刀将孔内岩层破碎，然后再取样，样品体积采用井径仪测定或注水法测定 。
