巖土工程勘察中鉆探工藝的選取

陳志龍

摘要：巖土工程勘察中，因受到地形地勢結構的影響，對鉆探工藝也有著不同要求，勘察人員應結合現場實際情況，科學選擇鉆探工藝，獲取精準數據資料，以促進巖土工程后續(xù)工作的開展。本文重點對巖土工程中鉆探工藝選取進行分析探討，希望對巖土工程勘察作業(yè)有所幫助。

關鍵詞：巖土工程;勘察;鉆探工藝;選取

巖土工程開展需要充足的數據資料支持，以保證工程建設質量，提升建筑整體水平。而數據資料的獲取則需依靠勘察作業(yè)。為此，選擇合適的鉆探工藝，獲取精準數據資料就成為作業(yè)人員關注的重點內容。

1? 巖土工程勘察中鉆探工藝選取研究的意義

我國地域遼闊，不同地區(qū)地質條件各不相同，在開展巖土工程時，面臨的境況也會存在明顯差異，為促進巖土工程的順利進行，科學選擇鉆探工藝，保證前期勘察工作質量是非常必要的[1]。巖土工程勘察中，鉆探工藝的科學選擇是為維持勘察設備和技術應用的合理性，能準確了解區(qū)域地質地形特征、水文環(huán)境狀況，為巖土工程提供科學精準的數據支持。

現階段隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，對巖土工程要求也發(fā)生較大變革，傳統(tǒng)的鉆探工藝技術已經無法滿足現今工作需求，需要不斷嘗試創(chuàng)新，使用科學有效的鉆探技術。同時在鉆探工藝研究中，還應對影響鉆探工作的因素加以分析和探討，注重對技術靈活性和適用性，進而為巖土工程作業(yè)的落實提供保障。

2? 巖土工程勘察中使用到的鉆探設備和鉆探方法

2.1 設備設施

巖土工程勘察中使用的鉆探設備種類較多，如傳動設備、鉆探用泵、鉆機、鉆塔、擰管裝置、動力機、空氣壓縮機等，這些設備的規(guī)格、性能各不相同，雖然鉆探設備對于勘察結果影響不高，但對于工作效率及勘察周期會帶來較多影響。所以在實際作業(yè)中，仍需根據現場情況考慮鉆探設備的種類和規(guī)格，做到科學選擇，以提高勘察效率。

在鉆探設備設施的選擇上，應對鉆頭、鉆桿、巖芯管這些鉆探工具進行科學把控，以推動鉆探工作的順利開展。鉆頭在選擇上需要充分結合鉆探方法。目前常見的鉆頭種類以硬質合金取心鉆和螺旋鉆具兩種為主，后者應用范圍較廣，如短螺旋鉆、長螺旋鉆、套管螺旋鉆等均有所應用，前者應用則較為單一，只能在硬質鋁合金鉆機中使用。鉆桿選擇合理性會直接影響到鉆探工作的進度，所以務必嚴格按照工作及規(guī)范要求分析和考量，且做好鉆桿的定期檢查，確保其質量的合格性。選取鉆桿應設置備用項，輪換使用以延長鉆桿使用壽命，加快鉆探工作進程。需要注意的是，鉆桿與軸線間的偏差應控制在0.1%左右，減少誤差的產生。

2.2 方法確定

巖土工程勘察中，鉆探方法的科學選擇能夠維持巖層孔設置的合理性，加強鉆探取樣的代表性，對精準勘查數據的獲取起到積極作用。在鉆探工作中，鉆探方法種類較多，由于工藝技術不同，鉆探方法也會存在較大差異。筆者結合自身經驗及現有資料，將鉆探方法劃分為以下幾種：

3? 巖土工程勘察中鉆探工藝的選取

3.1 軟弱粘性土層

軟弱黏性土層的鉆進工作一般會采用螺旋鉆進的方式，以獲取準確的數據資料，為巖土工程提供可靠依據支持。在開展螺旋鉆進時，需對鉆進工具予以科學把控，要求鉆具葉片長度在1米左右，直徑明顯小于鉆孔直徑，進深尺度控制在半米到一米之間。在實際作業(yè)中，因為鉆具自身厚度的影響，在深度1米的情況下，取樣長度要超過1米距離，以保證取樣準確性。為此，在鉆進前需延長鉆桿長度，超過1米距離，以提高鉆進勘察的準確性，優(yōu)化工作質量。

此外，鉆進過程中，速度把控也是應當關注的重點內容，通常情況下，要將鉆進的速度控制在每分鐘90-100r之間，這主要是由于軟弱粘性土層鉆進施工的過程中，本身會存在一定的水分，嚴格的控制速度，這能促使鉆進施工的順利進行。勘察人員要按照勘察等級要求，科學選擇鉆進工藝及設備工具，提高勘察工作質量。

3.2 硬粘性土

硬粘性土具有滲透能力、壓縮性弱、觸變性和流動性不高的特征，在鉆進時，如果仍選用螺旋鉆進方式，容易對鉆具、鉆桿等工具帶來破壞，縮短鉆具使用壽命，還可能因為鉆進過程中存在震動而增加土層擾動現象，阻礙鉆進工作的順利開展。鑒于此，根據硬粘性土的特點，可采用沖擊回鉆鉆進工藝，以維持鉆孔設置的合理性，加快鉆進速度，維護鉆具使用的安全性，減少鉆進中危險的產生。

沖擊回鉆鉆進利用氣動、液動或兩者相融合的方式，為鉆進工作提供動力支持，在保持鉆進速度的基礎上，做好周邊保護處理，降低危險系數。不過不同動力下的鉆進要求各不相同，工作人員應對其性能指標參數加以了解和掌握，科學選擇動力支撐方式，氣動鉆進下，要求孔徑控制在70-200 mm之間，以高壓空氣方式滿足鉆孔要求;液動鉆進下，孔徑控制在60-120 mm，探測深度控制在900m，以清水高壓促進鉆進工作進行[3]。而在鉆進速度控制上，應以先慢后快的方式進行，先以慢速讓鉆具進入土層內，再增加鉆速滿足鉆孔要求。如果遇到卡鉆的情況，不能慌亂直接把鉆探設備提出，而是要擰斷巖芯，減小鉆進阻力。在應用沖擊回轉鉆進工藝時，還要依據硬粘性土的硬度調節(jié)和控制水泵流量;在取巖芯時使用干孔取法，提鉆時要小心，避免巖芯脫落。

3.3 砂土

砂土較易受到地下水的影響而發(fā)生變化，進而破壞土體結構性能，出現各種質量問題。針對砂土松散特性，在開展鉆進作業(yè)時，可采用螺旋鉆進方式，避免粘粒效應的產生，降低對鉆具使用壽命的影響。同時采用螺旋鉆進可在作業(yè)過程中隨時進行小直徑鉆頭的轉換，以改進工作質量。砂土螺旋鉆進中需要注意的內容有：

當砂土粒徑較小且含有粘性土時，要對鉆進壓力展開科學計算，以免鉆進過程中砂土浮動降低鉆孔質量。鉆進最后階段應更換小直徑鉆頭，維持鉆孔底部質量。控制鉆進速度，調整泵量，在鉆進最后階段，做好鉆孔底部清潔作業(yè)。泵機停止工作后，在干鉆時，要把干鉆的時效控制在0.4米左右，避免巖芯脫落;當粒徑尺寸中等，地下水位較高時，需要將鉆頭替換成硬質合金材料，以無泵反循環(huán)鉆進工藝開展作業(yè)，同時為避免砂土浮動，可調慢鉆進速度，保持鉆進的穩(wěn)定狀態(tài)。在交接階段的鉆探工作中，務必及時使用泥漿清潔鉆孔，避免卡鉆，并切斷浮動鉆具干燒效應，規(guī)避結構坍塌以及由此產生的廢孔，還要及時提取巖芯樣品。

3.4 卵石層

卵石層可采用根管鉆進方式。鉆進中需控制的指標參數有：根管長度不得高于6米，低于3米，鉆進速度保持在每分鐘30-60r以內。如果是稍密和中密的卵石層，鉆進速度可控制在20-40r每分鐘之間，以優(yōu)化鉆進工作質量，確保后期數據獲取的準確性。如果是較密的卵石層，可使用金鋼鉆保證工作質量，且以低值參數向高值參數變動的方式對鉆進過程加以管控，科學調整上下鉆動頻率，以免鉆頭燒壞降低工作效率。

4? 結語

巖土工程勘察中，鉆進工藝的選取應充分結合土體結構特征展開科學分析和選擇，對于不同土質土層，采取最適合的鉆探工藝，以此提高工作質量，獲取精準的勘察數據。

參考文獻：

[1]韓文科.淺談巖土工程勘察中鉆探工藝的選取[J].建材與裝飾.2018（06）：233.

[2]李雄.巖土工程勘察中鉆探工藝選取[J].中國金屬通報.2019（04）：282-283.

[3]黃芝權.巖土工程勘察中鉆探工藝的選擇分析[J].工程技術研究.2019（09）：86+88.

（江蘇省核工業(yè)二七二地質大隊，江蘇 南京 210000）