■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(duì)相關(guān)的地下水文條件、巖石結(jié)構(gòu)等情況進(jìn)行有效探查，對(duì)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(duì)相關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的巖層分析是對(duì)工程地基建設(shè)的主要依據(jù)，對(duì)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(jìn)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)地形的不同處理方案，實(shí)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(shí)現(xiàn)安全、可靠施工?？辈旆椒ê芏?，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(shí)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(shí)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(shí)還需要根據(jù)施工建筑的情況進(jìn)行選取位置。一般來說，鉆眼的位置需要進(jìn)一步選擇在施工建筑的整體外輪廓之上，因?yàn)檫@種輪廓線上是整個(gè)建筑承重墻、柱的主要位置，即是整個(gè)建筑受力最大的區(qū)域。例如一個(gè)樓房的地質(zhì)勘察選點(diǎn)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(jī)就是一些簡(jiǎn)便輕盈的機(jī)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(shí)可能要進(jìn)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(gè)空洞可以進(jìn)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(shí)時(shí)監(jiān)控地下水文變化情況，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)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(shí)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(shí)際上有著一定的優(yōu)勢(shì)，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(diǎn)，從而獲得對(duì)該地區(qū)巖土層的細(xì)致了解。同時(shí)這樣的操作形式所耗費(fèi)的勞動(dòng)強(qiáng)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(huì)有大量的水資源被消耗。并且由于鉆孔速度較慢，水量耗費(fèi)不斷增大，其所需要的時(shí)間將會(huì)更長(zhǎng)。

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(qiáng)的沖擊力，將在孔底的潛孔錘進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，最終作用在巖石上。鉆桿可以將空氣和一些細(xì)碎的巖石帶回地面，最終滿足對(duì)巖石的采樣研究要求。但這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(dòng)強(qiáng)度方面所花費(fèi)的成本較少。但是其缺點(diǎn)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(shí)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(yuǎn)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(cè)任務(wù)。而在人工操作方面，因?yàn)樵摷夹g(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(dòng)強(qiáng)度。這一技術(shù)目前在我國(guó)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(jià)值，并且在實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中，確實(shí)收獲了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3液動(dòng)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(dòng)潛孔錘工作。當(dāng)液動(dòng)潛孔錘受到嚴(yán)重沖擊的時(shí)候，將會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)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(jiān)硬的巖石抗剪強(qiáng)度較低的特點(diǎn)，將復(fù)雜地形以及鉆孔質(zhì)量較差的問題進(jìn)行解決。目前在我國(guó)許多工程項(xiàng)目當(dāng)中都有液動(dòng)潛孔錘勘探技術(shù)的廣泛應(yīng)用，比如我國(guó)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(jìn)液動(dòng)潛孔錘勘探技術(shù)的廣泛應(yīng)用，還需要對(duì)其使用壽命以及工作效率提升方面加強(qiáng)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(rùn)滑性能較好并且含沙量相對(duì)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(dòng)潛孔錘大量磨損，使用壽命減短。

3　結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前資源礦產(chǎn)比較緊缺的情況下，我們?cè)谏钊氘?dāng)前已經(jīng)存在的鉆探技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)該加大對(duì)新的鉆探技術(shù)的開發(fā)。除此之外，要加大對(duì)鉆探技術(shù)的宣傳力度，使得相關(guān)的工作人員對(duì)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(guó)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(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-313-1