王顯亮

摘要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和進步，我國建筑行業(yè)快速的發(fā)展起來，并促進了工程地質(zhì)勘探行業(yè)的發(fā)展在工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)以其較為準(zhǔn)確的分析能力得到了廣泛的應(yīng)用。鉆探技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中作用非常重要，是工程地質(zhì)勘察的重要方法。地質(zhì)勘察工程中，鉆探技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。鉆探技術(shù)的不斷改進，大大提高了我國地質(zhì)勘察工程技術(shù)水平。本文簡要探討了鉆探技術(shù)在地質(zhì)工程勘察中的應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)工程勘察；鉆探技術(shù)；應(yīng)用

引言

地質(zhì)勘察的過程中，鉆探技術(shù)具有舉足輕重的地位，對工程建設(shè)有著重要作用，它是針對影響建筑物的地質(zhì)因素進行研究的，其中地質(zhì)因素包括地質(zhì)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等方面。不同的地質(zhì)對鉆探技術(shù)的要求不同，所以，在工程地質(zhì)勘察中對鉆探技術(shù)的選用也是非常重要環(huán)節(jié)之一，因此，要掌握地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)，依據(jù)實際情況進行選擇。鉆探技術(shù)即為采用人力或機械的方式，揭示地層層序、巖土工程特征、掌握地表以下地層或是某一特定位置的地質(zhì)地層情況的勘探手段，是我國工程建設(shè)、采礦等作業(yè)的基礎(chǔ)。在此背景下，不斷提高地質(zhì)勘察工程中的鉆探技術(shù)水平意義重大。

1、地質(zhì)工程勘察中的鉆探概述

地質(zhì)工程勘察，就是通過勘探、試驗、調(diào)查、測繪等手段，對目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)條件進行判斷和評估，了解目標(biāo)地區(qū)的水體、巖體、土體的分布情況和變化規(guī)律。了解了這些條件，就能夠?qū)ㄖ锏倪m應(yīng)性、穩(wěn)定性和環(huán)境演化性進行論證、分析，為施工方案的確定和修改提供依據(jù)。地質(zhì)勘察工程涉及多項工程技術(shù)，其中以鉆探技術(shù)最為重要。通過鉆探，地質(zhì)勘察工作者能夠了解當(dāng)?shù)氐耐寥罓顩r、巖石類型、地下結(jié)構(gòu)分布，有助于制定準(zhǔn)確的工程建設(shè)方案。

地質(zhì)工程勘察主要包括地質(zhì)勘察、樣本試驗、調(diào)查、測繪等多個方面，通過地質(zhì)勘察工作，能夠明確了解工程建設(shè)的土體分布以及力學(xué)參數(shù)等，通過對這些數(shù)據(jù)進行分析，可以對建筑適應(yīng)性進行監(jiān)測，最后據(jù)此提出具體的施工要求和建議。鉆探技術(shù)是最為重要的地質(zhì)勘察方法，對于一些地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地層，通過鉆探技術(shù)能夠準(zhǔn)確獲得地質(zhì)資料，準(zhǔn)確性較高，而且也是巖土樣本采集以及孔內(nèi)原位測試的關(guān)鍵技術(shù)。

2、鉆探的特點和使用條件

工程地質(zhì)勘察過程中，相關(guān)的現(xiàn)場勘察人員需要充分考慮到工程的現(xiàn)場地質(zhì)條件。不同的工程有不同的勘探要求，一般的民用建筑在勘探布孔時會沿著建筑輪廓線進行布孔，而水壩等大型建筑在布孔時往往會沿著建筑的軸線進行布孔。在鉆探時也應(yīng)當(dāng)盡量選擇相對較為簡單的鉆探方法與設(shè)備。鉆探不僅可以了解現(xiàn)場的地質(zhì)條件和地層巖性，還能幫助勘察人員進行地層的取樣與實驗。

在進行地質(zhì)勘察的鉆孔過程中，鉆孔深度通常不超過10米。地質(zhì)勘察人員從鉆孔當(dāng)中進行取樣、觀測、試驗分析，能夠有效了解目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)條件，比如土壤的質(zhì)量、巖石的堅硬程度、地下水的流速和流向等等。這些信息都是確定工程建設(shè)方案不可缺少的信息依據(jù)。比如在建設(shè)工業(yè)建筑或民用建筑的時候，鉆探孔的布置一定要考慮到建筑的輪廓線。而在建設(shè)水壩工程的時候，鉆探孔的布置則要沿著水壩的軸線來進行。

在工程建設(shè)中，地質(zhì)勘察工作是確保工程建設(shè)能夠順利實施的關(guān)鍵。工程施工建設(shè)對于地質(zhì)鉆探技術(shù)的要求很高，在具體的鉆探施工過程中，需要綜合考慮多個方面，比如巖層提取率必須在80%以上，而夾層的采取率必須在60%以上。對于不同巖層，需要采用不同的鉆探技術(shù)，而且還需要及時調(diào)節(jié)鉆探速度。另外，在水文地質(zhì)勘察中，為了確保地下水位測試以及水文地質(zhì)試驗?zāi)軌蝽樌M行，必須綜合考慮水層位置以及水文實驗要求確定鉆進位置以及鉆進方法。

3、地質(zhì)工程勘察中的鉆探技術(shù)應(yīng)用

3.1反循環(huán)鉆探技術(shù)

一般情況下，我們將這類鉆探技術(shù)分為空氣反循環(huán)技術(shù)和水力反循環(huán)技術(shù)兩種，它們之間最重要的區(qū)別就是循環(huán)的介質(zhì)的不同。水力反循環(huán)鉆探技術(shù)的循環(huán)介質(zhì)就是水或者是泥漿，它的循環(huán)方式就是將循環(huán)的介質(zhì)傳送到孔底，取心鉆頭就可以得到柱狀的巖心，之后巖心就會與鉆頭一起回到地面；而空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)的循環(huán)介質(zhì)就是空氣，同樣在雙壁鉆桿外管的作用下，空氣會被輸送到孔底，而空氣的劇烈膨脹一定會產(chǎn)生沖擊力，孔底的潛孔錘就會猛烈的撞擊孔底的巖石，之后鉆桿將空氣帶回地面的同時也會帶一些巖屑上來，通過這些巖屑我們就可以測得所需的資料了。

這兩種技術(shù)各有各的優(yōu)缺點和適用范圍?？諝夥囱h(huán)鉆探技術(shù)的優(yōu)點是勞動強度低，花費成本低，非常適合干旱地區(qū)的地質(zhì)勘察，缺點是產(chǎn)生的巖石碎屑缺乏代表性，不能夠完整地反映出目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點；水力反循環(huán)鉆探技術(shù)則與其恰恰相反，得到的巖石碎屑比較完整，能夠很好地反映出目標(biāo)地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點，缺點是比較消耗水資源，花費成本更高，而且工作效率相對空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)要低，適用于土質(zhì)松軟的地區(qū)。

3.2繩索取心鉆探技術(shù)

繩索取芯技術(shù)在鉆探過程中最為顯著的一個特點是不需要使用鉆桿進行鉆探，只有在鉆頭出現(xiàn)故障時才使用鉆桿。由于技術(shù)無需使用鉆桿，電梯的頻率很小，所以人工勞動強度低。這種技術(shù)的核心工具應(yīng)是發(fā)生堵塞問題時用來打撈的工具以及裝滿了巖礦心的巖心管，在提取巖心時，并不需要提升鉆桿柱的。由于這種技術(shù)的便捷性和適應(yīng)性，其應(yīng)用的范圍是十分廣泛的，同時這種技術(shù)也能夠保證取心的質(zhì)量，并且鉆進的深度也較低，這就大大的提升的設(shè)備鉆進的效率，在作業(yè)時如果出現(xiàn)了阻塞的問題，由于打撈工具的存在，鉆桿工具與礦心就可以避免出現(xiàn)摩擦，從而保證了取心的效率。采用繩索取心技術(shù)時，由于不需要經(jīng)常提升鉆桿，升降的頻次也很少，所以作業(yè)人員的勞動強度是很低的，鉆頭的使用壽命也得到了提升。

3.3液動潛孔錘鉆探技術(shù)

液壓潛孔錘鉆進技術(shù)是旋轉(zhuǎn)鉆探的基礎(chǔ)上開發(fā)的，主要使用沖洗驅(qū)動潛孔錘，當(dāng)液壓潛孔錘沖擊能量可以傳送到鉆頭，鉆打破巖石，主要工具是施工現(xiàn)場的泥漿泵，液壓錘鉆探和旋轉(zhuǎn)鉆探對比如圖1所示。旋轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)的改進技術(shù)、影響和旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動下，極大地提高鉆井設(shè)備的效率，降低鉆井成本。簡而言之，為了更好地促進液壓潛孔錘鉆進技術(shù)的使用，應(yīng)延長使用壽命的潛孔錘和潛孔錘的工作效率，加強研究和優(yōu)化。這一鉆探技術(shù)我國在應(yīng)用和研究方面做得很好，在世界上也是名列前茅的。

3.4組合鉆探技術(shù)

組合鉆探技術(shù)，就是講上述的反循環(huán)鉆探技術(shù)、繩索取心技術(shù)和液動潛孔錘鉆探技術(shù)組合到一起進行鉆探，吸取了各個鉆探工藝的優(yōu)點。能依據(jù)地質(zhì)的鉆探要求和地層的情況來提高鉆探的效率，從而也減少了額外勞動和成本。

結(jié)束語

地質(zhì)勘察工程能夠幫助人們了解目標(biāo)地區(qū)的水文、地質(zhì)條件，為工程建設(shè)方案的制定提供完善的科學(xué)依據(jù)。鉆探技術(shù)是地質(zhì)勘察工程中的重要環(huán)節(jié)，地質(zhì)鉆探技術(shù)是很繁瑣復(fù)雜的一項工藝，而且其涉及的領(lǐng)域也很廣泛，因此，我們要針對不同的地質(zhì)勘察工程來選擇適合的鉆探技術(shù)。在靈活利用的同時，需要不斷對鉆探技術(shù)進行改進，同時多方面完善鉆探技術(shù)，進一步提高我國地質(zhì)勘察的鉆探水平。

參考文獻

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（作者單位：遼寧省冶金地質(zhì)四〇二隊有限責(zé)任公司）