岳資州

（甘肅鐵道綜合工程勘察院有限公司， 甘肅 蘭州 730000）

1 地質(zhì)鉆探技術(shù)的特點(diǎn)分析

開展鐵路隧道工程前，施工單位要對(duì)施工區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行有效調(diào)查，根據(jù)工程施工特點(diǎn)明確具體的施工位置，同時(shí)需要為地質(zhì)鉆探技術(shù)應(yīng)用做好準(zhǔn)備工作。在地質(zhì)鉆探時(shí)，需要完成地質(zhì)探測(cè)目標(biāo)，根據(jù)工程施工實(shí)際情況，科學(xué)、合理規(guī)劃工程線，開展有效的地質(zhì)鉆探的施工作業(yè)式。由于鐵路隧道工程特殊要求不多，在實(shí)際控制階段，可充分運(yùn)用鉆探法，在特殊地段鉆探階段，需要根據(jù)鉆探目標(biāo)合理改善調(diào)整工作計(jì)劃。此外需要結(jié)合鐵路隧道工程特征，合理選擇鉆孔工具，需要針對(duì)巖石情況和圖紙條件，開展地質(zhì)鉆探工作[1]。

2 鐵路隧道工程中地質(zhì)鉆探技術(shù)存在的問(wèn)題

當(dāng)前我國(guó)勘察市場(chǎng)缺乏科學(xué)化管理，并且逐漸減少投資量，在工程地質(zhì)鉆探過(guò)程中主要是利用勘察資料完成相關(guān)工作，因此鐵路隧道工程比較特殊，一些機(jī)構(gòu)為了獲取較多的經(jīng)濟(jì)效益，因此增加了弄虛作假的問(wèn)題，影響到勘察市場(chǎng)的秩序，無(wú)法獲取預(yù)期工作目標(biāo)。

我國(guó)不斷擴(kuò)大鐵路隧道工程規(guī)模，同時(shí)不斷提高投資力度，雖然具有國(guó)家政策支持，但是我國(guó)地質(zhì)勘察地質(zhì)鉆探技術(shù)工程水平仍舊較低。對(duì)比國(guó)外的勘察機(jī)構(gòu)，我國(guó)地質(zhì)勘察隊(duì)伍存在飽和問(wèn)題，國(guó)家并未終端地質(zhì)勘察工程的資金鏈，同時(shí)發(fā)布相應(yīng)的政策。但是在實(shí)際勘探工作中，勘察隊(duì)伍不符合國(guó)家發(fā)展需要，在地質(zhì)鉆探技術(shù)和研發(fā)工作中也面臨相似問(wèn)題，在一定程度上限制我國(guó)地質(zhì)鉆探工作發(fā)展[2]。

3 地質(zhì)鉆探技術(shù)的具體分析

3.1 繩索取芯技術(shù)

該技術(shù)在運(yùn)用時(shí)，不用反復(fù)操作，將巖心取出，如果工具有堵塞可以落實(shí)打探的工作，學(xué)入其中取出巖心就可以有效完成工作任務(wù)。繩索取芯鉆探技術(shù)操作難度比較低，可以提高整體鉆探效率，使整體工作效率水平不斷提升。

當(dāng)前在鐵路隧道工程中廣泛利用繩索取芯技術(shù)，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)具有較低的鉆探深度，可以獲取完整的巖心。此外具有較高的鉆孔效率，可以有效縮短操作時(shí)間，促使工作人員投入更多的精力處理意外事故，延長(zhǎng)鉆頭整體使用壽命。此外可以降低工作人員的勞動(dòng)成本，因此在未來(lái)將會(huì)進(jìn)一步拓展這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用范圍。

3.2 液動(dòng)潛孔錘

使用該技術(shù)需要加入沖洗液有效運(yùn)行，有力推進(jìn)鉆探工作，通過(guò)反復(fù)運(yùn)動(dòng)，向鉆頭傳遞一定的作用動(dòng)力，完成工作目標(biāo)。在反復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生一定的沖擊力，并有效掌握工作的節(jié)奏。當(dāng)前在復(fù)雜地質(zhì)中更多的利用液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)，在使用之前工作人員需要全面檢查設(shè)備，保障設(shè)備緊固效果，因此液動(dòng)潛孔錘鉆探工作中震動(dòng)頻率比較大，通過(guò)緊固設(shè)備，可以提高工作的穩(wěn)定性，優(yōu)化整體工作性能。液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)和完善常規(guī)鉆探技術(shù)，可以提高鉆探效率和質(zhì)量，如果巖土層具有較高的硬度，也可以利用液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)，利用這項(xiàng)技術(shù)可以提高整體工作效率，同時(shí)可以節(jié)省鉆探成本。工作人員在利用這項(xiàng)技術(shù)可以解決復(fù)雜巖層問(wèn)題。當(dāng)前不斷發(fā)展新型鉆探技術(shù)，也不斷擴(kuò)大液動(dòng)潛孔垂鉆探技，在實(shí)際應(yīng)用階段也存在不完善之處，例如因此長(zhǎng)期用于高強(qiáng)度工作環(huán)境當(dāng)中，很容易損壞鉆頭，因此工作人員需要加大維護(hù)力度，進(jìn)一步優(yōu)化鉆頭工作性能，延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命[3]。

3.3 反循環(huán)鉆探技術(shù)

循環(huán)介質(zhì)直接影響到反循環(huán)鉆探技術(shù)，如果在實(shí)際工作中利用水利作用，通過(guò)鉆頭的鉆探作用，把巖心取出。該技術(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，并且可以在無(wú)水環(huán)境下，重要使用此技術(shù)，但是在實(shí)際應(yīng)用中存在技術(shù)方面的限制，需要施工單位根據(jù)工程實(shí)際情況酌情考慮應(yīng)用。

反循環(huán)鉆探技術(shù)可以根據(jù)介質(zhì)特征分為兩種形式，第一種介質(zhì)是水，第二種介質(zhì)是空氣。利用空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)，首先需要壓縮空氣，利用雙壁鉆桿外管降壓縮空氣，并且向鉆孔底部輸送空氣，通過(guò)空氣膨脹箱巖石上傳遞作用力，最終利用壓縮的空氣作用力向地表運(yùn)輸巖石碎屑，因此獲取巖土樣本，并且需要化驗(yàn)巖土樣本。水利反循環(huán)系統(tǒng)的工作原理和空氣鉆探具有一致性，二者的不同之處在于水利反循環(huán)的介質(zhì)是泥沙或者誰(shuí)，因此獲取巖心。對(duì)比二者，空氣反循環(huán)的鉆探效率比較高，可以降低經(jīng)濟(jì)成本和勞動(dòng)成本，在干旱缺水地區(qū)更加適用，利用水循環(huán)鉆探技術(shù)可以獲取更加精確的信息，同時(shí)可以輔助化驗(yàn)人員明確地質(zhì)構(gòu)造信息，減少工作時(shí)間，同時(shí)可以降低整體勞動(dòng)成本，但是這種方式耗能比較大。一些地區(qū)的地質(zhì)具有松軟的特征，很容易發(fā)生坍塌問(wèn)題，可以利用兩種鉆探技術(shù)[4]。

3.4 組合鉆探工藝

當(dāng)前應(yīng)用的最為廣泛的地質(zhì)鉆探技術(shù)為組合鉆探工藝，可以綜合設(shè)備的各種功能，根據(jù)不同工具的性能，優(yōu)化整體工作效果，因此保障地質(zhì)鉆探工作效果。組合鉆探工藝具有很強(qiáng)的綜合性，通過(guò)結(jié)合繩索取心和反循環(huán)取樣技術(shù)，提高整體工作效率，降低人工成本，因?yàn)榻M合鉆探工藝具有廣闊的適用范圍，工作人員可以結(jié)合工程施工需求，合理選擇鉆探手段。

3.5 空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)

空氣泡沫鉆主要是混合氣體和液體以及發(fā)泡劑，因此形成泡沫流體，可以用來(lái)沖洗介質(zhì)。在工程勘探工作中遇到空巷等底層，利用傳統(tǒng)鉆進(jìn)技術(shù)無(wú)法獲取準(zhǔn)確的資料，甚至?xí)l(fā)工程事故。利用空氣泡沫鉆進(jìn)技術(shù)可以避免發(fā)生鉆孔漏失問(wèn)題，使地質(zhì)鉆探效率因此提高[5]。

3.6 其它新材料技術(shù)

除去上述的地質(zhì)鉆探技術(shù)，當(dāng)前在鐵路隧道工程中開始利用一些新型材料，例如在干旱地區(qū)可以利用節(jié)水鉆探技術(shù)，在研究鉆頭的過(guò)程中，利用超聲波技術(shù)制作出金剛石鉆頭，根據(jù)這些地質(zhì)鉆探技術(shù)的特性，在不同的地質(zhì)環(huán)境中利用，工作人員需要經(jīng)過(guò)實(shí)地考察合理選擇地質(zhì)鉆探技術(shù)，有效節(jié)省鉆探成本，同時(shí)進(jìn)一步提高地質(zhì)鉆探工作效率。

3.7 在地質(zhì)勘查中全面應(yīng)用鉆探技術(shù)

地質(zhì)鉆探技術(shù)在地質(zhì)勘察工作中廣泛利用，在各個(gè)地質(zhì)勘察階段都可以利用，因?yàn)椴煌牡刭|(zhì)鉆探技術(shù)具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用階段需要綜合考慮自然因素和人為因素，把握鉆進(jìn)深度和鉆孔目的，合理選擇鉆進(jìn)方法。在選擇地質(zhì)鉆探技術(shù)的過(guò)程中，工作人員需要根據(jù)不同的情況合理選擇鉆探方式，高效獲取巖心。在勘察地下水文的過(guò)程中，工作人員需要結(jié)合鉆孔結(jié)構(gòu)含水層的要求，在土層鉆探過(guò)程中，主要是利用干鉆，同時(shí)需要盡量縮短鉆探工作路程。因?yàn)槲覈?guó)地質(zhì)鉆探工作已經(jīng)發(fā)展一段時(shí)間，因此已經(jīng)形成了完整的技術(shù)體系，勘察人員在勘察階段，需要嚴(yán)格遵守工作規(guī)定，掌握各種專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)格遵守具體的操作流程，順利開展勘察工作。此外需要根據(jù)鐵路隧道工程的需要，制定出科學(xué)的規(guī)定，在地質(zhì)勘察過(guò)程中，鉆探人員需要合理選擇取土方式和鉆土類型，使鉆探工作效率進(jìn)一步提高。

4 鉆探技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用方法

4.1 擊入法

在各種地質(zhì)條件中都可以利用擊入法，在取料階段，工作人員需要利用輕錘多次沖擊鉆孔外側(cè)，此外也可以可利用重錘少量沖擊鉆孔內(nèi)部，在硬質(zhì)土層中擊入法應(yīng)用效果比較好，結(jié)合可靠性數(shù)據(jù)，利用孔內(nèi)重錘法，可以提高整體工作效率，優(yōu)化工作效果[6]。

4.2 壓入法

針對(duì)軟土地質(zhì)，在取樣階段需要利用壓入法，在實(shí)際工作中利用連續(xù)性壓入法，因此獲取土層樣品，工作人員需要利用專業(yè)的按壓裝置按壓提取目標(biāo)土層，如果土層比較復(fù)雜，可以利用斷續(xù)壓入法，在工作過(guò)程中不會(huì)擾動(dòng)土層，為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。

5 鐵路隧道工程地質(zhì)鉆探技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

5.1 技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

使用地質(zhì)鉆探，其范式和模式具有單一性的特點(diǎn)，所以在應(yīng)用時(shí)有明顯的問(wèn)題。我們國(guó)家不斷開拓地質(zhì)的鉆探技術(shù)，在地質(zhì)鉆探過(guò)程中，要充分運(yùn)用智能化的設(shè)備，開展深入的工作研究工作。所以在開展鉆探方式，需要對(duì)新技術(shù)加以研究、分析，在實(shí)際工作過(guò)程中，充分運(yùn)用各技術(shù)設(shè)備開展工作。

5.2 設(shè)備的未來(lái)發(fā)展

當(dāng)前，我們國(guó)家的地質(zhì)鉆探技術(shù)在不斷發(fā)展，鐵路隧道工程不斷發(fā)展，利用傳統(tǒng)的地質(zhì)鉆探設(shè)備很難滿足工程要求，未來(lái)滿足工程施工要求，需要加大力度研究地質(zhì)鉆探設(shè)備。由于設(shè)備非常多元化，在設(shè)計(jì)中如果一味只用單一的設(shè)備，可能會(huì)造成工序復(fù)雜、操作機(jī)械等問(wèn)題，所以在實(shí)際工程開展情況下，需要使用具有多功能的設(shè)備進(jìn)行工作[7]。

在地質(zhì)鉆探過(guò)程中，為了提高巖心采取率，工作人員需要合理選擇鉆心和取芯工具。在地質(zhì)鉆探工作過(guò)程中，工作人員可以選用金剛石鉆頭，金剛石鉆頭主要包括高溫?zé)Y(jié)和低溫電鍍兩種類型，電鍍金剛石鉆頭具有良好的性能，嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇電鍍鉆頭，使地質(zhì)鉆探的巖心采取率因此提高。

5.3 地質(zhì)鉆探工藝發(fā)展

在在地質(zhì)鉆探過(guò)程中，鉆探工藝直接影響到巖心采取率，因此工作人員需要合理選擇鉆探工藝。在砂層鉆井過(guò)程中，需要設(shè)置泥漿護(hù)壁，利用階梯式肋骨硬質(zhì)合金鉆頭，實(shí)現(xiàn)循環(huán)式鉆進(jìn)過(guò)程，在礫砂中選用方柱狀的硬質(zhì)合金鉆頭。在鉆進(jìn)破碎石階段，工作人員可以利用雙管鉆具，循環(huán)開展雙管鉆工作，使巖心采取率因此提高，順利開展地質(zhì)鉆探工作[8]。

5.4 發(fā)展建議

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，也進(jìn)一步發(fā)展了我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)，但是我國(guó)鉆探設(shè)備還不夠先進(jìn)，需要進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度，影響到地質(zhì)鉆探工作效率。此外在地質(zhì)鉆探過(guò)程中，因?yàn)槿狈ν晟频墓芾碇贫?，需求高素質(zhì)技術(shù)人員，影響到該行業(yè)的發(fā)展。為有效提高我們國(guó)家地質(zhì)鉆探技術(shù)的水平，一是需進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)地質(zhì)鉆探技術(shù)，加強(qiáng)研究鉆探設(shè)備，積極學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)地質(zhì)鉆探設(shè)備的自動(dòng)化水平因此提高。另一方面在開展地質(zhì)鉆探工作的過(guò)程中，需要提高操作人員的安全意識(shí)，完善各項(xiàng)工作制度以及有關(guān)工作。在開展相關(guān)工作時(shí)結(jié)合人員的專業(yè)特點(diǎn)，有效提升地質(zhì)鉆探的工作質(zhì)量。在開展地質(zhì)鉆探工作時(shí)，需要利用各種新方法和新技術(shù)，因此研發(fā)新技術(shù)和新方法需要經(jīng)歷較長(zhǎng)的時(shí)間，因此為了更好的利用新技術(shù)，需要加大力度宣傳新技術(shù)和新方法，落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)演示工作，有效應(yīng)用新技術(shù)，進(jìn)一步發(fā)展我國(guó)的地質(zhì)鉆探技術(shù)。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了地質(zhì)鉆探技術(shù)在鐵路隧道工程中的應(yīng)用，為了發(fā)揮出地質(zhì)鉆探技術(shù)的作用，在實(shí)際工作中，需要加強(qiáng)創(chuàng)新和優(yōu)化，優(yōu)化地質(zhì)鉆探技術(shù)應(yīng)用效果，同時(shí)可以提高鉆探效率，為鐵路隧道工程施工奠定基礎(chǔ)。