( 攀枝花攀鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 攀枝花 617000）

巖土工程勘察中的鉆探工藝選取分析

谷代斌

( 攀枝花攀鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 攀枝花 617000）

在巖土工程勘察工作中，選取合適的鉆探工藝，能夠?yàn)楣こ毯罄m(xù)施工提供有效的數(shù)據(jù)支持，因此相關(guān)工作人員應(yīng)該針對復(fù)雜多樣的地形環(huán)境，科學(xué)的選擇鉆探工藝，這要求相關(guān)工作人員對鉆探工藝有一個(gè)整體性的認(rèn)識(shí)，才能做好巖土工程的勘探工作，確保項(xiàng)目勘察工程順利的開展。

巖土工程；工程勘探；鉆探工藝

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市中的建筑規(guī)模也越來越大，礦山高邊坡工程、 高鐵和高速工程項(xiàng)目也越來越多，地形及線路復(fù)雜多變，這在一定程度上給沿途工程的勘察工作提出了較高的技術(shù)要求，為了使巖土工程勘探滿足項(xiàng)目工程安全施工的要求，需要對巖土工程勘探中涉及到的許多勘探技術(shù)進(jìn)行把握，其中鉆探工藝就是一個(gè)重要的方面，因此本文將從巖土工程勘察中的鉆探設(shè)計(jì)及工藝出發(fā)，深入研究巖土工程勘探中的鉆探工藝的選擇方法，以供相關(guān)從業(yè)人員借鑒學(xué)習(xí)。

1 鉆探設(shè)備及工藝

1.1 鉆探設(shè)備

鉆探設(shè)備的使用情況將直接決定鉆探工藝的應(yīng)用效果，因此相關(guān)管理部門要加強(qiáng)鉆探設(shè)備的管理，并根據(jù)不同的巖土層，對鉆探設(shè)備進(jìn)行技術(shù)調(diào)整，從而滿足巖土工程勘探工作的需求。通常來說，鉆探設(shè)備包括鉆機(jī)、動(dòng)力機(jī)、空氣壓縮機(jī)以及傳動(dòng)裝置，首先，相關(guān)工作人員需要用鉆機(jī)進(jìn)行打孔，鉆機(jī)按照功能的不同可以劃分為托引式以及組固定式兩種，如果地質(zhì)松軟，并且處于較為淺的的地層中，就可以使用托引式的鉆機(jī)。如果地質(zhì)較硬，并且處于較深的地層，只有使用固定式鉆機(jī)，才能獲得較好的應(yīng)用效果。此外，鉆機(jī)的選取還受地質(zhì)因素的影響，因此相關(guān)工作人員可以采用組合設(shè)備的方式，提高鉆探設(shè)備的適用性，使其能夠應(yīng)付復(fù)雜地形下的鉆探工作，提高巖土工程勘察的效率。相關(guān)管理部門還要注意，加強(qiáng)對鉆探設(shè)備配件的管理，使其擁有更多用途，其中最常見的配件為擰管和鉆塔裝置，在施工現(xiàn)場，相關(guān)管理人員也要注意加強(qiáng)鉆探設(shè)備的管理，并在日常的維護(hù)之中，確保鉆探設(shè)備的整體質(zhì)量，以便在地質(zhì)勘察中，能夠順利的完成任務(wù)，為項(xiàng)目工程施工提供有效的樣本。

1.2 鉆桿的選取

鉆桿的選取對于巖土工程勘察工作也十分重要，因此相關(guān)工作人員應(yīng)該控制鉆桿的長度，以便用于不同情況的巖土工程勘察工作，一般來說，在軟土層的鉆孔施工當(dāng)中，只要保證鉆桿不小于4.2m就能確保鉆孔工作順利進(jìn)行。而在土層較硬的地區(qū)，就要適當(dāng)?shù)募娱L鉆桿的直徑，具體要加長多少，要根據(jù)項(xiàng)目工程施工地點(diǎn)周圍的實(shí)際要求。此外，鉆桿容易在使用當(dāng)中發(fā)生折斷，影響相關(guān)工作正常開展巖土工程勘察，因此要采取一定的預(yù)防措施，避免鉆桿折斷。

1.3 鉆頭的選取

鉆頭的質(zhì)量影響到鉆探工藝的使用效果，因此要科學(xué)的控制鉆頭以及巖心管的選取。通常來說，業(yè)界都采用合金鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)施工，并且鉆頭的形狀多為螺旋形，一方面能夠提高鉆進(jìn)施工的效率。另一方面，螺旋形的鉆頭不易損壞，因此可以適當(dāng)?shù)难娱L施工時(shí)間，確保巖土工程勘察工作能夠在短時(shí)間內(nèi)完成。根據(jù)不同的地質(zhì)情況，以及不同的要求，可以選擇的螺旋鉆也有很多，包括麻花鉆、長螺旋鉆、套管螺旋鉆、環(huán)裝螺旋鉆、短螺旋鉆、震動(dòng)螺旋鉆等。鉆頭的形狀不同，鉆進(jìn)的速度、鉆進(jìn)的沖擊力也不同，因此相關(guān)工作人員要對不同鉆頭的性能參數(shù)有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)，以便在鉆進(jìn)工作中能夠準(zhǔn)確的對鉆頭進(jìn)行選取。如在地下水位以下的地段，可以采用長螺旋鉆進(jìn)行施工，不僅能夠保證鉆進(jìn)速度，還能滿足鉆進(jìn)工作的沖擊力。在粘性土層之中，可以選擇套管螺旋鉆，這種螺旋鉆的鉆進(jìn)效率要明顯高于短螺旋鉆，略低于長螺旋鉆，但套管螺旋鉆最大的優(yōu)勢在于對地層的擾動(dòng)較小，因此在粘性土層之中，能夠發(fā)揮理想的應(yīng)用效果。在土質(zhì)偏硬的地層之中，就需要使用震動(dòng)螺旋鉆與麻花鉆，確保鉆頭能夠準(zhǔn)確地打入土層之中，為了增加鉆頭的沖擊力，相關(guān)工作人員可以為震動(dòng)螺旋鉆加裝肋骨鉆頭，從而形成沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)的效果。而套裝螺旋鉆擁有最好的適用性，因此被廣泛的應(yīng)用于巖土工程勘探工作中，相關(guān)工作人員要把握套裝螺旋鉆的鉆進(jìn)速度，以保證鉆頭與土體進(jìn)行充分的接觸，針對粘性較小的土層，要增加鉆進(jìn)的速度，從而在鉆孔過程中形成切削作用，避免埋鉆現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2 不同地層的鉆探工藝

2.1 砂層

在砂層的鉆探工作中，通常使用小直徑的螺旋鉆，從而保證巖土工程地質(zhì)勘察工作順利完成。砂層的鉆探工作，受地下水影響較大，因此相關(guān)工作人員要充分考慮該區(qū)域的地下水情況。在黏粒含量較高的地區(qū)，要注意把握鉆進(jìn)的速度，從而減少鉆進(jìn)壓力，邊鉆進(jìn)過程中，還要用空氣壓力泵保證孔壁的完整。在黏粒含量較低的地區(qū)，就可以使用長螺旋鉆，適當(dāng)?shù)募涌煦@進(jìn)的速度。但在鉆孔工作中，容易發(fā)生粉細(xì)砂的攜帶情況，因此相關(guān)工作人員應(yīng)該調(diào)整泵量，并及時(shí)的清理鉆孔，減少沉沙卡鉆的現(xiàn)象出現(xiàn)。把握鉆進(jìn)的節(jié)奏，也能有效的提高砂層巖土工程勘探的質(zhì)量，在砂層鉆進(jìn)工作中，相關(guān)工作人員要注意遵循快提慢放的原則，也可以使用硬度較高的鉆頭，低鉆速的反復(fù)鉆進(jìn)，確保巖心不脫落。在砂層鉆進(jìn)的過程中，還要注意時(shí)常清理孔中的懸浮砂礫，保證樣本具有一定的代表性。

2.2 卵石層

卵石層是指碎石較多的地層，這在一定程度上，會(huì)破壞鉆進(jìn)的節(jié)奏，甚至導(dǎo)致孔壁的坍塌，形成廢孔。因此相關(guān)工作人員在卵石層勘探工作中，應(yīng)該采用不同的鉆探工藝，來滿足卵石層鉆進(jìn)的要求。對于孔壁較厚的地段，可以適當(dāng)?shù)脑黾鱼@進(jìn)的速度，使用小孔徑的螺旋鉆頭，但要注意利用反絲套管，從而對孔內(nèi)的情況進(jìn)行有效的控制，以免發(fā)生塌孔的情況。在孔壁叫薄的地方，要注意利用泥漿，對孔壁形成保護(hù)，從而保證鉆進(jìn)工作的連續(xù)性。如果遇到粘性土含量較低的情況，應(yīng)該加大泥漿的濃度，同時(shí)還要做好絲扣滑脫的防護(hù)措施，在保證巖土工程勘探工作順利進(jìn)行的前提下，對孔壁形成一定的保護(hù)。

2.3 硬黏土層

黏土層鉆進(jìn)施工也極為常見，因此相關(guān)工作人員應(yīng)該按照黏土層的硬度來合理的選擇鉆進(jìn)工藝，避免卡鉆的現(xiàn)象出現(xiàn)。粘性土具有一定的抗拉硬度，因此如果鉆頭的不能很好的切入，就無法保證鉆進(jìn)速度，一般來說，都采用長螺旋鉆頭，從而提升鉆具的沖擊力，以極快的速度切入土層之后，再降低鉆頭的轉(zhuǎn)速，這對施工人員的操作提出一定的要求，相關(guān)工作人員需要對速度進(jìn)行嚴(yán)格的把控，使鉆頭能夠順利的完成加壓鉆進(jìn)等動(dòng)作，對于硬塑黏土層的鉆進(jìn)施工，則需要使用水泵，從而保證巖土工程勘探工作的巖芯采取率，減少巖心擰斷的情況出現(xiàn)。針對巖心脫落的現(xiàn)象，相關(guān)工作人員需要控制好水泵的流量，避免配件在巖心采取工作中脫落，可以使用分水頭球?qū)︺@頭進(jìn)行保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)干鉆取芯。

2.4 軟黏土層

所謂軟黏土層，是指軟黏土層、可塑偏軟的黏土層等地質(zhì)條件，相關(guān)工作人員要考慮到鉆進(jìn)設(shè)備在這些地層中能夠發(fā)揮的作用，然后科學(xué)的鉆進(jìn)速度等參數(shù)，明確土層變化與鉆進(jìn)之間的線性關(guān)系。一般來說，黏土層的土質(zhì)越軟，層位變化就越大，因此相關(guān)工作人員應(yīng)該利用這個(gè)特點(diǎn)，控制好鉆進(jìn)速度，并選擇合適的鉆桿與鉆頭，從而減少數(shù)值產(chǎn)生的影響。在土樣取出的過程中，相關(guān)工作人員也要注意對土樣進(jìn)行保護(hù)，從而提高土樣的代表性，使其在后續(xù)的土樣分析之中，得到準(zhǔn)確的結(jié)果，為巖土工程勘探工作提供一定的數(shù)據(jù)支持。在軟性黏土層中，鉆速不應(yīng)該超過每分鐘一百轉(zhuǎn)，這是因?yàn)檐浶缘酿ね翆拥目估瓘?qiáng)度較低，如果螺旋鉆頭的鉆速過快，會(huì)對孔壁造成不良的影響。因此實(shí)時(shí)控制鉆頭的鉆速，以便獲得良好的采樣效果。

2.5 鉆進(jìn)工藝選擇要點(diǎn)

為了確保鉆進(jìn)工藝的選擇的科學(xué)性，管理部門要加強(qiáng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的部分，將采集到的土樣，委托實(shí)驗(yàn)室分析，并據(jù)此來選擇該用哪一種鉆進(jìn)工藝，但這樣一來，會(huì)拖慢項(xiàng)目工程的施工進(jìn)度，因此相關(guān)工作人員在巖土工程的勘察工作中，就應(yīng)該注意收集這方面的信息，將其編錄在手提電腦之中，同時(shí)發(fā)送給實(shí)驗(yàn)室，從而減少巖土工程地質(zhì)勘探的時(shí)間。

3 結(jié)語

綜上所述，在我有些領(lǐng)域之中，巖土工程勘探工作都是重中之重，因此加強(qiáng)巖土工程勘探之中鉆進(jìn)工藝的選擇，能夠有效提高鉆進(jìn)工作的效率，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件，對鉆進(jìn)工藝進(jìn)行一定的調(diào)整，從而提高項(xiàng)目工程質(zhì)量。

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