工程地質勘察中鉆探技術方法及應用

馬正成

(貴州省地質礦產勘查開發局一一二地質大隊，貴州 安順 561000)

0 引 言

隨著我國經濟社會的不斷發展，各類工程建設也日益增多，尤其是近幾年來，一些大型工程的建設較往年有了很大的提升。在工程建設過程中，通過工程地質勘察，對影響工程建筑物的地質因素而進行調查研究，是進行工程建設不可或缺的重要環節，同時也是確保工程質量安全的重要工作。工程地質勘察的主要內容是地質結構或地質構造，主要包括地貌、水文地質條件、土和巖石的物理力學性質，自然地質現象和天然建筑材料等。工程地質條件明確后，需根據建筑物的結構和運行特點，預測工程建筑物與地質環境相互作用的方式、特點與規模，作出正確的評價，為保障建筑物穩定與正常使用的防護措施提供依據。

1 工程地質勘察概述

工程地質勘察所涵蓋的內容相當廣泛，包括地質勘察、樣本試驗、調查及測繪等。工程施工之前的地質勘察工作，是切實掌握工程建設的土體分布和力學參數等數據的重要手段，通過對所掌握的客觀數據的科學分析，對工程的適應性進行科學有效的判斷，從而制定科學合理的施工要求和施工建議。在眾多的地質勘察方法中，鉆探技術是其中最為重要也是最為常見的一種方法，尤其是在一些地層相對復雜的地質勘察工作中，利用鉆探技術更有利于獲得準確的地質資料，其準確度是經過實踐檢驗的；同時，此項技術也是巖土樣本采集和孔內原位測試的首選技術。

2 鉆探技術的要求

科學的地質勘察工作是工程建設施工得以順利開展的前提和基礎，因此，工程建設中的地質鉆探技術必須精益求精，綜合考慮各種影響因素，全面衡量利弊得失，例如巖層的采取率必須保證不低于80 %，夾層的采取率必須保證不低于60 %，對此項工作的高標準可見一斑；而且，針對不同的巖層，所采取的鉆探技術和鉆探速度也都不盡相同，必須結合實際情況來確定；同時，在實際的水文地質勘察工作中，為了確保地下水位測試和水文地質試驗的有序開展，必須充分結合水層位置和水文實驗的具體要求來決定鉆進位置和鉆進方法，對于不同的含水層要進行分層止水隔離處理。

3 常用的鉆探方法

在實際的工程地質鉆探勘察工作中，根據不同的地質情況所采取的鉆探方法多種多樣，主要包括以下幾種鉆探方法：①擊入法，一般適用于對硬度較大巖層所開展的鉆探工作，其優勢在于擊打時可以產生巨大的能量，從而對巖層的研究和開發會更加深入。在現實操作中，又可以分為孔內擊入和孔外擊入；②壓入法，一般適用于對硬度較小巖層所開展的鉆探工作，其優勢在于無需施加較大外力即能夠完成取樣工作。在現實操作中，也可以分為連續壓入法和斷續壓入法；③振動法，是工程地質鉆探勘察中最為常見的1種鉆探方法，其優勢在于適用范圍比較廣泛，在實際操作時，利用土層的振動，使鉆頭深入土層中，然后進行樣品的提取，但需要注意的是，此方法并不適用于容易發生液化的巖層勘察。應根據不同的地質情況采取不同的鉆探方法。

4 鉆探技術的應用

4.1 反循環鉆探技術

反循環鉆探技術的核心在于將壓縮空氣作為循環載體，然后利用雙臂鉆桿進行碎巖，并將其作為地質樣品的一種地質鉆探技術。在現實操作過程中，隨著鉆探工作開展的不斷深入鉆頭的旋轉速度不斷加快，大量的巖屑會被飛速旋轉的鉆頭帶回地表，地面工作人員將不同時間下落的巖屑進行收集和整理，并以其作為試驗樣本進行分析。實踐表明，此技術更有利于探查地質深層次情況，而且施工成本相對較低，但從當前的技術水平來看，若想使此技術得到推廣和普及，仍然需要進一步加大研究的力度。

4.2 繩索取心技術

繩索取心是工程地質勘察過程中鉆頭發生質量問題時，需要更換鉆頭或使用鉆桿時所采取的主要技術，因為在鉆頭的鉆進過程中，一旦發生堵塞問題，則需要必要的打撈工具，如果是提取巖心則可以使用巖心管。繩索取心技術的優勢在于施工便捷，適用范圍較為廣泛；而且，此項鉆進技術的鉆進深度較淺，更有利于保護巖心質量，也使其鉆進的效率更高。事實上，在鉆探時，若發生堵塞問題，在打撈工具的輔助作用下，能夠有效避免鉆桿工具與巖心的摩擦，同時，繩索取心技術無需頻繁的提升鉆桿，升降次數比較少，可以說，此項技術在一定程度上降低了施工人員的工作強度，也有利于延長鉆頭的使用壽命。

4.3 液動潛孔錘技術

該項鉆探技術建立在回轉鉆探技術的基礎之上，主要利用沖洗液對液動錘進行驅動，進而對鉆頭施加沖擊力，加速碎巖。在現實操作過程中，一般是將液動錘安裝于鉆桿和巖心管之間，并且隨著鉆頭的不斷深入，液動錘也會隨之深入至鉆孔之內，從而使得對鉆頭所施加的沖擊力更大。實踐充分表明，該技術更適用于硬度大、脆性大地質結構的地質勘察工作當中，而且一旦采用此技術，則意味著設備始終處于高頻的工作狀態，所以，必須高度重視設備的維護保養，以確保工程施工的順利進行。

4.4 組合鉆探技術

所謂組合鉆探技術，指的是綜合使用反循環鉆探、繩索取心及液動潛孔錘3種技術，從而實現取長補短，充分利用各種鉆探技術的優勢，從而達到有效降低勘察人員工作強度，切實降低施工成本的目的。

5 結 語

綜上所述，工程地質勘察是工程建設中一項極其重要的工作，其中鉆探技術是工程地質勘察中常用的技術之一，常用的方法包括擊入法、壓入法、振動法，同時該技術又包括反循環鉆探、繩索取心、液動潛孔錘、組合鉆探等多種技術。在具體的應用過程中，需要根據工程的的特點和勘察地的實際條件，選擇合適的鉆探方法與鉆探技術。