地質工程勘察中鉆探技術的方法以及具體應用

李婧琦

摘要：隨著我國社會經濟的發展，工程地質勘察工作為我國提供了大量的礦產資源，而地質工程勘察是一項技術性較高的工作，其中鉆探技術的應用不僅影響著工程質量，同時還為地質工程勘察事業的發展提供了動力。本文就對地質工程勘察中鉆探技術的方法及應用進行深入探討。

關鍵詞：地質工程;勘察;鉆探技術;應用

隨著社會對礦產資源使用需求的不斷增加，礦產資源的開發也成了我們首要關注的內容。在工程地質勘中利用鉆探工程，獲得樣品，通過對樣品進行分析，以及在現場進行工程地質測試，來得到基本的建筑地的資料，以此來選定最佳的地點進行建設。鉆探技術為做好建設基礎的處理工作，保證建筑物合理施工，做出了非常重要的參考作用。

1、鉆探技術在地質工程勘察中的使用特點

1.1全面掌握地質情況

在地質工程勘探過程中，首先需要對施工現場的地質環境和自然條件進行詳細分析，在掌握當地情況及工程建設需要的基礎上合理選擇勘探方法。比如在工業項目和民用建筑中，需要根據工程設計中所給出的輪廓線合理布置鉆孔位置;在水利工程勘察工作中需要按照工程設計所給出的軸線來布置鉆孔位置。

1.2主要使用簡易鉆探法

為了在工程勘察過程中提升鉆探效率，大部分建設單位都會使用簡易鉆探法進行操作。在這種情況下，除了隧道工程需要較深的埋放位置，或是大規模的水利工程項目之外，都會將勘察中鉆探的挖掘深度設置為15m左右。因此，只需要使用一些材質較為輕便的鉆探機即可進行地質勘探工作，不但提高了工作效率，還能有效降低能量消耗，節約勘察成本。

1.3根據實際情況合理鉆探技術

地質勘察工程中的鉆探技術其實就是用來破除巖石并對其進行鉆孔操作的一種技術方法，也是采集地下樣本資料、巖層材料構成信息及評價礦石計算儲量與礦石品質的一種技術手段。勘察的需求不同，所使用的鉆探方式也就有所變化，因此所使用的鉆探材料、設備及技術也就有所不同。我國鉆探技術從發展到如今，已經投入了大量的資金和人力資源，形成了鉆探技術體系，其中包括最新出現的節水鉆探技術、潛孔錘技術、對接井鉆探、反循環技術及繩索取芯技術等。

2、地質工程勘察中鉆探技術的方法及具體應用

2.1反循環鉆探技術

反循環鉆探技術主要是利用循環介質來產生沖擊力，并讓其對孔底潛孔錘進行作用進行鉆進操作。對于其技術而言，可以劃分為水力反循環技術和空氣反循環技術。所謂水力反循環技術所指的是，利用泥漿或者水來作為其鉆探技術的循環介質。通過鉆桿將其介質向著孔底進行傳送，可以讓其鉆頭獲取到柱狀巖芯，并能隨著鉆頭的提升而將其帶回到地表。所謂空氣反循環技術所指的是，通過對空氣進行壓縮，并讓其壓縮后的氣體作為循環介質，通過雙壁鉆桿外管將經過壓縮處理后的空氣傳送到鉆孔底，讓其在壓縮空氣的膨脹作用下形成非常大的沖擊力并對孔底潛孔錘進行驅動進行鉆進。空氣反循環技術可以在完成空氣作用后，將巖石碎塊通過鉆桿中心通道帶回地表，方便對其巖體進行取樣分析。在選擇以何種介質來作為循環介紹時，主要是根據鉆探需求以及當地工作環境來決定。水力反循環技術可以通過鉆探來獲取到較為完整的巖塊，提升了取芯質量的同時也降低了勞動強度，可以通過完整的巖塊來進行精準的地質分析。而空氣反循環技術的鉆進效率并不高，而且所消耗的能耗也相對較大。

2.2繩索取心技術

進行地質勘探時，如果使用鉆探技術鉆進到巖心時，巖心物質進入到管中，此時在提取巖心時不用將鉆上提，而是使用繩索等專業取樣工具將其從巖心管取出來，這樣就可以大大地縮短鉆探的有效時間。據統計，在進行金剛石巖心的勘探時，如果采用升降鉆機的方式進行取樣，其升降鉆機的時間就占到總工作時間的四成左右，而使用繩索取心技術就可以節省這一部分時間，提高了工作效率。另外這種技術采用的厚壁鉆頭雖然鉆進速度略慢，但總體上減少了升降工序，仍然有較高的鉆探效率，并且在出現巖心管堵塞時，能夠馬上進行疏通，還能夠保證巖心的完整程度。采用升降鉆機取心還會導致鉆機的磨損加大，據統計，繩索取心技術使用的鉆頭使用壽命可以延長一倍。由于提鉆少，使得鉆桿始終處在鉆孔內，一定程度上有護壁的作用。綜合來看，該方法減輕了勞動強度，使得鉆探成本降低，但是同時也應注意到，由于鉆頭壁厚，會對巖石產生大面積的削切，同時鉆進的能耗較高。

2.3液動潛孔錘技術

我國針對液動潛孔錘方式的探究與運用，在國際排名十分靠前。這項技術的研發主要針對回轉鉆探方式，且在其設備內添加了沖洗液，使之對液動潛孔錘加以驅動，在其錘身遭到沖擊后，會令能量最大化的輸送給鉆機鉆頭，促進巖身的破巖處理。液動潛孔錘方式通過改進回轉鉆探方法，使回轉力產生一股強大的沖擊力，令鉆頭破碎高硬巖，在提高鉆進效率的基礎上，還節省了鉆孔費用。另外，液動潛孔錘方式能夠按照堅硬巖體防剪度低與脆性大的特點，對于地質條件比較煩瑣的地形展開鉆探。值得注意的是，在采用該項技術時，為了可以解決高頻振動，要求加固鉆探技術。而且，為了降低液動錘的損壞，在運輸沖洗液時，保證其液壓漿液維持較小的黏稠度，管理好其沖洗液內的含砂量，使之具備較高的潤滑效果。液動潛孔錘方式針對那些小口徑巖芯鉆探工作，在水中爆破和錨固施工中取得了廣泛使用。目前，我國對于該技術的開發，主要是基于高強度工作條件與提高潛孔錘水平。相信今后其技術的開發，將在礦山地質勘探、石油天然氣勘探等方面得到大規模使用。

2.4其他鉆探技術

除了上述幾種鉆探技術外，還包括其他各種形式的鉆探技術。其中，組合鉆探技術與其說是技術，不如說是一種工藝。組合鉆探融合了上述幾種技術，這種工藝不僅包含上述幾種技術的使用優勢，同時還能根據施工現場鉆探需要及現場地質條件合理選擇鉆探方式，從而在提高工程建設效率的同時，減輕工作壓力，降低勘察成本，降低勘察人員的勞動強度。上述幾種都是我國目前應用較為廣泛的鉆探勘察技術。隨著科技的發展，我國的部分生產廠商也逐漸研制出各種新型鉆探技術和設備材料，擴大了勘探空間，能夠對一些地質條件較為復雜的區域進行勘察。

3、地質項目勘察中常見的鉆探方法

由于在地質項目鉆探過程，所遇到的地質條件較為復雜，因此，需要結合不同的施工條件，科學選用地質勘探方法，確保在不同地質條件下順利進行鉆探工作。一般情況下，在地質項目鉆探中，主要采用的鉆探方式包括兩種：鉆探工藝中沖擊與回轉鉆探。這兩類技術會按照動力來源加以劃分，劃分模式有人力與機械兩類。其中，機械途徑能夠提高鉆探效率，對鉆進深度進行科學控制，從而實現地質項目勘察的廣泛使用。對于不同地質鉆探方法應用時，能夠科學選用鉆探方法與設備，主要包括三種：其一，擊入法。該種方法主要劃分為孔外輕錘多擊法與孔中重錘少擊法兩類。一般情況下，都能夠應用與地質堅硬的采樣過程，而且孔中重錘少擊法采樣效果更好。其二，壓入法。這種方法主要應用于地質較為柔軟的條件下，其主要劃分為持續壓入法和間斷壓入法。其三，振動法。這種方法主要是利用振動器，在受到振動作用時，將取土器壓入土質內，從而完成取樣工作。

4、結束語

總得來說，工程地質勘探中鉆探技術的工藝復雜多樣，并且涉獵到非常廣的方面，所以就要在不公的地質勘察中根據具體的需要來有針對性的去選擇最適合的鉆探技術來達到最好的效果。此外，有關的施工人員也要熟練的掌握鉆探技術的知識，只有這樣才可以促進我國鉆探技術的全面發展。

參考文獻：

[1] ?霍峰森.地質工程勘察中鉆探技術的方法以及具體應用[J].西部探礦工程，2018，30（5）：129-130，138.

（作者單位：遼寧省冶金地質四〇二隊有限責任公司）