地質(zhì)工程勘查中鉆探技術(shù)的方法及其應(yīng)用分析

劉景明

【摘 要】地質(zhì)工程勘查中的鉆探技術(shù)是一項(xiàng)繁瑣復(fù)雜的工藝，在地質(zhì)工程勘查過(guò)程中要針對(duì)不同的地質(zhì)條件來(lái)選擇適合的鉆探技術(shù)。為了滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，要積極的發(fā)展、研究地質(zhì)鉆探技術(shù)。本文首先概述了地質(zhì)工程勘察鉆探，對(duì)地質(zhì)工程勘查中鉆探技術(shù)常用的方法以及地質(zhì)工程勘查中鉆探技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)工程勘查；鉆探技術(shù)；方法；應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)科技的進(jìn)步，促進(jìn)了地質(zhì)工程勘查技術(shù)的發(fā)展。為了滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)能源的需求，必須對(duì)地質(zhì)工程進(jìn)行認(rèn)真勘查，了解地質(zhì)工程的特點(diǎn)。但是地質(zhì)工程勘察鉆探技術(shù)比較復(fù)雜，所涉及到的領(lǐng)域也極為廣泛，需要根據(jù)不同的地質(zhì)條件與特點(diǎn)來(lái)選擇適合的鉆探技術(shù)。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)地質(zhì)工程勘察鉆探技術(shù)進(jìn)行更為積極地研究，重視鉆探技術(shù)人員綜合素質(zhì)的提高。

一、地質(zhì)工程勘察鉆探的概述

1.1地質(zhì)工程勘察的涵義

地質(zhì)工程勘察指的是經(jīng)過(guò)測(cè)繪、試驗(yàn)、勘探、調(diào)查等一些方法，從而獲取到和工程建設(shè)相關(guān)的水體、土體及巖體的力學(xué)參數(shù)、變化規(guī)律、空間分布等一些信息，然后以此來(lái)對(duì)建筑適宜性、場(chǎng)地穩(wěn)定性、環(huán)境演化性進(jìn)行論證、評(píng)價(jià)、檢驗(yàn)，同時(shí)再提出一些關(guān)于施工原則、資料的建議。地質(zhì)工程鉆探是很重要的勘探方法，同時(shí)也是測(cè)試孔內(nèi)原位和巖土樣品采取的一個(gè)重要輔助手段，也是保證勘察資料準(zhǔn)確的一個(gè)基礎(chǔ)，尤其是對(duì)一些復(fù)雜地層，比如巖溶、砂土、碎石土等，如果鉆探的技術(shù)不合格，那么也就不能對(duì)地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的揭露，更不能獲取到力學(xué)參數(shù)，甚至?xí)霈F(xiàn)勘察報(bào)告虛假這樣的問(wèn)題，那這也就直接影響了工程建設(shè)的質(zhì)量，也會(huì)出現(xiàn)一些安全隱患。

1.2地質(zhì)工程勘察鉆探的特點(diǎn)和使用條件

（1）布置勘探工程的鉆孔時(shí)，不僅要考慮到自然地質(zhì)的情況，也要結(jié)合好工程的特點(diǎn)和類型，比如說(shuō)民用建筑和工業(yè)建筑要按照建筑的輪廓線來(lái)進(jìn)行布孔，而水壩則是要順著壩的軸線來(lái)布孔等。（2）通常來(lái)說(shuō)，除了大型的水利工程、控測(cè)深巖漿、深埋隧道以外，其他鉆進(jìn)的深度都不大，也就在十余米左右，因此我們就會(huì)經(jīng)常用輕便鉆機(jī)和簡(jiǎn)易的鉆探法。（3）鉆孔的用途通常有很多種，比如說(shuō)一個(gè)鉆孔要查明水文地質(zhì)條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地層巖性的同時(shí)，還要做各樣的長(zhǎng)期觀測(cè)及取樣、試驗(yàn)等，而有一些的試驗(yàn)很多時(shí)候都是和鉆進(jìn)來(lái)同時(shí)進(jìn)行的，因此進(jìn)尺也就較慢。（4）在鉆進(jìn)方法和鉆孔結(jié)構(gòu)中的編錄、觀測(cè)等方面都有著特殊要求。

二、地質(zhì)工程勘查中鉆探技術(shù)常用的方法

通常施工地點(diǎn)的地質(zhì)條件都具有一定的復(fù)雜性與多變性，針對(duì)地質(zhì)情況的不同特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)采用不同的鉆探技術(shù)的方法以及設(shè)備，從而適應(yīng)不同地質(zhì)條件的鉆探技術(shù)的地質(zhì)勘查工作的順利開展。地質(zhì)勘查鉆探技術(shù)的方法主要包括了以下幾種：

2.1擊入法

該方法適用于土層比較硬的情況，包括了輕錘多擊法與重錘少擊法，根據(jù)實(shí)踐證明，重錘少擊法具有更為理想的取樣效果，效率比較高，對(duì)土樣所產(chǎn)生的干擾少。

2.2壓入法

壓入法適用于土質(zhì)比較松軟的圖層取樣，包括兩種方法：一種是連續(xù)壓入法，利用活塞油壓筒或者鋼繩滑輪的組合裝置，一次性迅速的把取土器壓入土層中，對(duì)圖樣產(chǎn)生的干擾比較少，另一種方式是斷續(xù)壓入法，當(dāng)使用連續(xù)壓入法進(jìn)行取樣時(shí)，取土器壓入土層后難以取出來(lái)，此時(shí)可以通過(guò)使用斷續(xù)壓入法來(lái)進(jìn)行取樣。

2.3振動(dòng)法

通過(guò)振動(dòng)法進(jìn)行取樣，會(huì)對(duì)土樣產(chǎn)生比較大的波動(dòng)，該種方法是利用振動(dòng)器的振動(dòng)作用，把取土器壓入土層內(nèi)，不適用于因受到振動(dòng)而發(fā)生液化的土層。

三、地質(zhì)工程勘查中鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析

地質(zhì)工程勘查中鉆探技術(shù)就是對(duì)地下進(jìn)行鉆孔來(lái)打碎巖石的一種工藝方法，鉆探技術(shù)也是一種驗(yàn)證、取得地下巖層材料信息、地下實(shí)物資料，評(píng)估礦石的品味和計(jì)算儲(chǔ)量的一個(gè)技術(shù)手段。對(duì)于不同鉆探的目的，那鉆探工藝和裝備也就不同，我國(guó)現(xiàn)在對(duì)鉆探技術(shù)投進(jìn)了大量的人力物力財(cái)力，這也使我國(guó)的鉆探技術(shù)形成了一種技術(shù)體系，如反循環(huán)鉆探技術(shù)，繩索取心技術(shù)，定向?qū)泳@探技術(shù)，液動(dòng)潛孔錘鉆技術(shù)，還有新型的節(jié)水鉆探技術(shù)等。

3.1反循環(huán)鉆探的技術(shù)

反循環(huán)鉆探技術(shù)包括兩種，一種是空氣反循環(huán)，另一種是水力反循環(huán)，兩種方法的最大不同點(diǎn)在于其介質(zhì)的區(qū)別。在空氣反循環(huán)的過(guò)程中，通過(guò)空氣這個(gè)介質(zhì)，利用雙臂鉆桿外管，輸送空氣到達(dá)孔底，然后空氣發(fā)生膨脹，產(chǎn)生極大的沖擊力，從而促使空氣在孔底對(duì)孔底的巖石進(jìn)行撞擊，鉆桿在這個(gè)過(guò)程中會(huì)把空氣輸送給地面，并且?guī)С黾?xì)小的巖石，對(duì)所帶出的巖石進(jìn)行研究。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于具有的工作強(qiáng)度比較低，有效地節(jié)省勘查成本，使用在干旱區(qū)使用，但是該方法所取出來(lái)的巖石樣品欠缺代表性，難以根據(jù)該巖石樣品來(lái)對(duì)底層的結(jié)構(gòu)做出完整的判斷。而在水力反循環(huán)的過(guò)程中，其通過(guò)水或者泥漿作為介質(zhì)，把水或者泥漿輸送到孔底，在取心鉆頭之后，可以獲得巖心，巖心隨著鉆頭返回地面。該方法的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在其所取出來(lái)的巖石樣品具有比較高的完整性，所需要的勞動(dòng)強(qiáng)度也比較低，可以根據(jù)該方法所取出來(lái)的樣品作出具有完整性的判斷，但是該方法需要消耗大量的水資源，缺乏一定的勘查效率。

3.2繩索取心的技術(shù)

繩索取心技術(shù)所使用的主要工具是打撈工具和巖心管，通過(guò)打撈工具來(lái)解決堵塞的問(wèn)題。該種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在其使用方便，不僅具有比較強(qiáng)的實(shí)用性，適用范圍比較廣泛，還可以保證取心符合所規(guī)定的質(zhì)量，提高了鉆進(jìn)的工作效率。在鉆進(jìn)的過(guò)程中，容易出現(xiàn)堵塞的問(wèn)題，此時(shí)可以使用打撈工具來(lái)解決，有效的避免了鉆桿工具和巖心之間發(fā)生不必要的摩擦，保證了取心的效率。此外，該種鉆探技術(shù)還可以減少提升鉆桿的升降頻次，延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命。

3.3液動(dòng)潛孔錘技術(shù)

這一鉆探技術(shù)我國(guó)在應(yīng)用和研究方面做的很好，再世界上也是名列前茅的。此技術(shù)是在回轉(zhuǎn)鉆探基礎(chǔ)上建立的，是用沖洗液來(lái)驅(qū)動(dòng)液動(dòng)潛孔錘的，那當(dāng)液動(dòng)潛孔錘受到?jīng)_擊時(shí)，就能將能量傳給鉆頭，然后鉆頭來(lái)破巖。而當(dāng)中的沖洗液是用現(xiàn)場(chǎng)的泥漿泵來(lái)進(jìn)行配送的，隨著鉆頭的不斷深入潛出，也就會(huì)產(chǎn)生有節(jié)奏性的沖擊負(fù)荷。此技術(shù)是常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆探的一個(gè)改進(jìn)成果，在回轉(zhuǎn)力和沖擊力的作用下，可以對(duì)高硬巖鉆進(jìn)的效率提高很多，從而也就減少了打孔的成本。此技術(shù)還能利用堅(jiān)硬巖石抗剪度低和脆性大這樣的特點(diǎn)，對(duì)于一些鉆孔質(zhì)量差和鉆探復(fù)雜地形都能用此技術(shù)解決。此方法適合用在脆性大、巖層堅(jiān)硬的地質(zhì)來(lái)進(jìn)行鉆探，因?yàn)榇思夹g(shù)在使用過(guò)程中是高頻振動(dòng)的，那就要注意好設(shè)備緊固的問(wèn)題，而液動(dòng)錘磨損的大小與液壓泥漿質(zhì)量的好壞有直接關(guān)系，因此液壓泥漿就要粘稠度低、含砂量少、潤(rùn)滑性能好。小口徑巖心的鉆探現(xiàn)在正向水下爆破，錨固施工及水文水井等一些領(lǐng)域發(fā)展。而此技術(shù)有待發(fā)展的地方就是處于高強(qiáng)的工作環(huán)境下，要增強(qiáng)潛孔錘的工作性能及使用壽命。現(xiàn)在此技術(shù)通常都應(yīng)有在金屬礦山，化工，石油，水電建材，地質(zhì)等一些領(lǐng)域。

四、結(jié)束語(yǔ)

鉆探技術(shù)是地質(zhì)工程勘察中重要的技術(shù)，是地質(zhì)工程勘察十分有效且重要的手段之一，不同的地質(zhì)對(duì)鉆探技術(shù)的要求不同，在地質(zhì)工程勘察中對(duì)鉆探技術(shù)的選用也是重要環(huán)節(jié)之一，因此必須加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)工程勘查的鉆探技術(shù)進(jìn)行研究分析

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