不同鉆進方法對礦山工程地質勘察質量的影響

（三亞水文地質工程地質勘察院，海南 三亞 572000）

工程地質勘察的主要手段就是勘探和取樣，其成果便是進行礦山工程地質評價和巖土工程設計的基礎材料，因此勘探和取樣質量的好壞決定著整個勘察工程的質量。國家頒發的2012年第87號文件明確了在礦山工程勘察中勘探和取樣的標準以及質量要求，為勘探和取樣工作方案的確定和成果的檢查樹立了標準和依據[1]。

文章對多種鉆進方法進行了介紹和分析，沖擊法和回轉法是兩種最常見的鉆進方法，這兩種方法的特點和本質不同，工作質量不同，對礦山工程地質勘察質量的影響也不盡相同。

1 礦山工程鉆進方法的分類

在礦山工程地質勘察中，鉆進是最廣泛的手段，能夠精準的根據巖心進行巖土層鑒定并取樣，根據巖土類別、可鉆性以及鉆進技術等合理選擇鉆進方法和鉆進工藝，在選擇時要充分考慮以下原則：鉆進方法要適應鉆探地層的特點；要保證鑒別地層的精度，充分了解地下水；要避免擾動取樣段；要滿足原位測試的要求[2]。下面表1則是礦山工程方法評價標準。

1.1 回轉鉆進

回轉鉆進是利用鉆具回轉使鉆頭的研磨材料打磨巖土使其破碎的過程，可分為孔底全面鉆進和環狀鉆進。利用回轉鉆進既可以減少對地層的擾動，還能保證地層鑒別和取樣的精確，對于采取巖芯的工程適合采用回轉鉆進。

1.2 沖擊鉆進

沖擊鉆進則是利用鉆具的重力和下沖力使鉆頭沖擊孔底使巖石破碎，對于不采取巖芯的工程適用這種方法。沖擊鉆進可根據使用的工具不同分為兩類：鉆桿沖擊鉆進和鋼繩沖擊鉆進，其中后者較為普遍。對于礦山硬層一般使用孔底全面沖擊鉆進，對于土層則是采用圓筒鉆頭借助沖擊力來切削土層鉆進。

表1 礦山工程方法評價指標

目前最常用的鉆進方式就是沖擊和回轉，回轉鉆進法對地層的擾動較小，能夠滿足工程質量的要求，沖擊鉆進技術不使用泥漿和鉆桿，勞動強度小，一直被不重視工程質量的單位采用。

2 不同鉆進方法對礦山工程地質勘察質量的影響

2.1 對礦山飽和沙土勘察質量的影響

對于礦山飽和沙土勘察而言，除了需要鑒定地層，更重要的是在孔內做標準貫入和采取砂樣。對于砂層勘察若采用的鉆進方法不適合，孔內極易涌進沙土并坍孔，這就會造成孔底砂層受到大面積擾動或者使巖芯殘余過多，最終導致勘察結果缺乏真實性和準確性。

沖擊鉆進法是采用加重桿的管鉆沖擊，在鉆進的同時用人力回轉下套管護壁，采用用清水壓和增大管鉆與孔壁之間間隔兩種方法，使得管鉆在提起的瞬間，泥漿能夠迅速地流進孔底，從而減少孔底真空度。

在這個過程中，要及時向孔內注入清水或者泥漿，使孔內始終保持一定的水頭高度，還要及時跟進套管，最好將管鉆超前套管的距離保持在0.5米范圍內。回轉法可用合金鉆頭回轉鉆進、泥漿循環，利用泥漿的沖洗把砂帶出，此過程中務必先配制一定粘度的泥漿，要維護好水泵和吸水籠頭。

2.2 對礦山濕陷土勘察質量的影響

對于濕陷土，回轉鉆進法要采用螺旋鉆進方式，在礦山土質濕陷性的工程，沖擊鉆進法會使土樣受到壓密或者變松擾動，壓度程度會隨著濕陷土濕陷度指數的增大而減小。沖擊鉆進法會使松砂加密，使密砂變松，從而使取得的勘察情況缺乏真實性和準確性。

圖1 錘擊數與砂土地基容許的承載力關系圖

沖擊鉆進法對濕陷土勘察的質量的影響，也取決于土的種類和土的狀態。濕陷性土層因為其結構的特殊性，天然狀態下比較松散，遇水則沉陷，密實度也變大。采用螺旋鉆頭回轉鉆進法對底部土樣擾動較小，不僅操作方便，鉆進效率也很高。濕陷性土質鉆進時適合采用干鉆方式，在此過程中不能向孔內注水，要是想取得一級的土樣，就要使用螺旋鉆頭回轉鉆進，若是采取二、三級土樣，可根據地層情況調整鉆進速度和旋轉轉速。相比較而言，薄壁頭鉆頭錘擊鉆進不能保證勘察質量，對于濕陷性砂土和碎石，螺旋鉆頭提起再下鉆時以導致孔壁坍塌，在鉆進困難時可適當采用薄壁鉆頭錘擊鉆進。圖1是粗砂、細砂錘擊數與砂土地基容許的承載力關系圖。

3 結語

通過本文的探討分析可以了解到，在礦山工程地質勘察過程中有多種鉆進方法和工藝，這些鉆進技術各不相同，適合的土質也不同。

當今時代，人們對鉆進勘察的質量越來越看重，很多時候需要采取完整的土樣進行分析，并對每個勘察結果進行繪圖示意，這種嚴謹的鉆探結果質量還是很高的。目前，隨著礦山工程地質勘察技術的不斷改進和更新，礦山工程地質鉆探作業的社會分工越來越細致，呈現的勘探成果也越來越精準，只有將這種作風延續下去，才能保證礦山工程鉆探的質量符合標準。

[1]吳亞中.不同鉆進方法對工程地質勘察質量的影響[J].煤炭工程,2016,25(10):42-44.

[2]張超,張小強.蘇丹國水利大壩勘察中不同地層的鉆進方法簡述[J].城鄉建設,2016,10(16):12-13.