關(guān)于工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析

■董璐

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)勘查院　河南　鄭州　450001）

關(guān)于工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析

■董璐

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第五地質(zhì)勘查院河南鄭州450001）

地質(zhì)勘察是現(xiàn)代工程建設(shè)的前期工作，任何工程施工之前都需要對相關(guān)的地下水文條件、巖石結(jié)構(gòu)等情況進行有效探查，對地基施工有著十分重要的作用和意義。地質(zhì)結(jié)構(gòu)獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否主要決定于用于勘察的鉆探技術(shù)適不適合。例如對相關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的巖層分析是對工程地基建設(shè)的主要依據(jù)，對于改地質(zhì)結(jié)構(gòu)的調(diào)查分析主要來之精準(zhǔn)的鉆探技術(shù)作為保障。

工程地質(zhì)勘察鉆探技術(shù)應(yīng)用

1　地質(zhì)勘察工程

1.1相關(guān)概念

施工之前的地質(zhì)勘察主要依靠勘察人員人工或者儀器進行地下水文信息、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤分布情況的分析，從而實現(xiàn)對施工過程中，尤其是地基建設(shè)所需要的技術(shù)資料，是施工過程的主要依據(jù)指標(biāo)。例如巖石的力學(xué)結(jié)構(gòu)是建筑工程地基建設(shè)的主要指標(biāo)。不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)需要有不同的地基處理方法和手段。只有掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本情況，才能有效地實現(xiàn)對相關(guān)地形的不同處理方案，實現(xiàn)施工建筑的穩(wěn)定、可靠。地質(zhì)勘察最終的目的就是為了給施工提出合理化的建議，實現(xiàn)安全、可靠施工。勘察方法很多，有調(diào)查分析、數(shù)據(jù)分析等等，其中鉆探是一種最為直接的、可靠的勘探方法，可以給出施工地下真實的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。例如：一塊既有碎石，又有巖溶地質(zhì)的結(jié)構(gòu)，一旦出現(xiàn)鉆探方式不符合要求，最終的勘察結(jié)果可能影響最終的施工過程，降低建筑的安全性和穩(wěn)定性。只有準(zhǔn)確的鉆探結(jié)果，才能實現(xiàn)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)分析，使得施工建筑的地基打得更牢。

1.2主要特征

首先，地質(zhì)鉆探的位置選取不僅僅需要關(guān)注環(huán)境情況，同時還需要根據(jù)施工建筑的情況進行選取位置。一般來說，鉆眼的位置需要進一步選擇在施工建筑的整體外輪廓之上，因為這種輪廓線上是整個建筑承重墻、柱的主要位置，即是整個建筑受力最大的區(qū)域。例如一個樓房的地質(zhì)勘察選點就是該樓房外墻承重面上。其次，鉆探深度不超過10米，一般選取的鉆機就是一些簡便輕盈的機械，但是當(dāng)遇到一些大型的工程，例如三峽大壩工程的地質(zhì)勘察需要鉆探的深度就不止10米了，還有城市的地下軌道交通建設(shè)的地質(zhì)勘察一般也超過了10米，有時可能要進行幾十米深鉆探。最后，鉆探出的空洞有很多方面的使用。例如一個空洞可以進行其水文信息的調(diào)查，土質(zhì)結(jié)構(gòu)分析等，除了一次性的調(diào)查其土質(zhì)信息之外，還可實時監(jiān)控地下水文變化情況，實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)的數(shù)據(jù)信息獲取。

2　鉆探技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

2.1反循環(huán)鉆探技術(shù)的應(yīng)用

所謂反循環(huán)鉆探技術(shù)，實際上可以因循環(huán)介質(zhì)的差異，逐漸將其分為水力反循環(huán)技術(shù)和空氣反循環(huán)技術(shù)。水力反循環(huán)技術(shù)主要是將水或者是泥漿作為介質(zhì)，從而利用鉆桿將這一介質(zhì)傳送到孔的底部。然后利用鉆頭，找到柱狀的巖心，并且在最后階段將其帶回地面。不得不說這樣的做法實際上有著一定的優(yōu)勢，但其弊端也非常明顯。首先水力反循環(huán)技術(shù)很明顯是為了得到更加完整的巖石，并且期望通過完整巖石，研究與分析出巖層的特點，從而獲得對該地區(qū)巖土層的細致了解。同時這樣的操作形式所耗費的勞動強度也較低。但弊端也顯而易見，之所以是水力反循環(huán)技術(shù)，必然會有大量的水資源被消耗。并且由于鉆孔速度較慢，水量耗費不斷增大，其所需要的時間將會更長。

而另一種反循環(huán)技術(shù)則是空氣反循環(huán)技術(shù)，這種技術(shù)以空氣作為介質(zhì)，并且可以利用雙臂鉆桿的外管將壓縮的空氣傳送到孔的底部，最后在空氣膨脹過后產(chǎn)生很強的沖擊力，將在孔底的潛孔錘進行驅(qū)動，最終作用在巖石上。鉆桿可以將空氣和一些細碎的巖石帶回地面，最終滿足對巖石的采樣研究要求。但這種技術(shù)優(yōu)勢和弊端也很明顯。其相比較水力反循環(huán)技術(shù)，擁有更為廣闊的使用空間，即便是缺水干旱的地區(qū)也可以使用。并且在同樣的勞動強度方面所花費的成本較少。但是其缺點也顯而易見，其所取得的巖屑樣本不具備代表性，不如整塊巖石更容易反映出地質(zhì)結(jié)構(gòu)層次問題。

2.2繩索取心技術(shù)的應(yīng)用

這一技術(shù)不需要利用鉆桿就可以獲得巖心，并且在鉆頭出現(xiàn)問題的時候才可以使用鉆桿。在使用過程中，這一技術(shù)的核心工具就是巖心管與打撈工具。這種技術(shù)在便攜性上比較普遍且應(yīng)用范圍遠超過反循環(huán)鉆探技術(shù)。在鉆孔的過程中，只需要較淺的深度即可完成探測任務(wù)。而在人工操作方面，因為該技術(shù)不需要使用鉆桿，所以其往往可以降低相應(yīng)工作人員的勞動強度。這一技術(shù)目前在我國鉆探技術(shù)中處于比較領(lǐng)先的一種技術(shù)，在地?zé)嵋约氨鶎幽酥恋V產(chǎn)等領(lǐng)域，其均體現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用價值，并且在實際應(yīng)用的過程當(dāng)中，確實收獲了較好的經(jīng)濟效益。

2.3液動潛孔錘鉆探技術(shù)的應(yīng)用

這一技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)是回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)，其主要是利用沖洗液來驅(qū)動潛孔錘工作。當(dāng)液動潛孔錘受到嚴(yán)重沖擊的時候，將會產(chǎn)生很強的能量，而這一能量也將直接傳送到鉆頭上，從而擊破巖石。這種技術(shù)可以充分利用堅硬的巖石抗剪強度較低的特點，將復(fù)雜地形以及鉆孔質(zhì)量較差的問題進行解決。目前在我國許多工程項目當(dāng)中都有液動潛孔錘勘探技術(shù)的廣泛應(yīng)用，比如我國石油化工行業(yè)、金屬礦山領(lǐng)域以及水電行業(yè)都需要這一技術(shù)的應(yīng)用。

當(dāng)然，為了促進液動潛孔錘勘探技術(shù)的廣泛應(yīng)用，還需要對其使用壽命以及工作效率提升方面加強研究。由于該技術(shù)大多處于高頻作業(yè)環(huán)境之下，所以其往往需要潤滑性能較好并且含沙量相對較低的原料作為工作開展的基礎(chǔ)。從而才能盡可能避免液動潛孔錘大量磨損，使用壽命減短。

3　結(jié)語

在當(dāng)前資源礦產(chǎn)比較緊缺的情況下，我們在深入當(dāng)前已經(jīng)存在的鉆探技術(shù)的同時，還應(yīng)該加大對新的鉆探技術(shù)的開發(fā)。除此之外，要加大對鉆探技術(shù)的宣傳力度，使得相關(guān)的工作人員對鉆探技能的掌握更加熟練，從根本上提高鉆探的效率。

[1]閆昌波.工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的選用 [J].黑龍江科技信息,2013,35:29.

[2]馮俊.工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)選用的探討 [J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2009,22:116-117.

[3]張嘉峰.淺談地質(zhì)勘察工程中的鉆探技術(shù) [J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013,30:25.

TU195[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-313-1