淺析工程地質勘察中的鉆探技術

鄭顯定

摘要：隨著改革開放的不斷推進，我國的經濟已經發展到一個全新的階段，正在帶動每一個行業取得突飛猛進的發展，特別是工程地質勘察中的鉆探技術的相關應用，正在發揮著越來越大的作用。工程地質勘察中的鉆探技術已經具有比較準確的分析能力，已經成為工程地質勘察的重要技術。盡管我國和發達的國家在這方面仍然有著比較大的差距，但是，隨著我國經濟的飛速發展，對于礦產的整體需求量也在逐年的增大，但是鉆探技術的技術與設備已經在我國的很多地方的眾多領域得到了比較廣泛的應用，本文簡單闡述我國工程地質勘察的鉆探技術。

關鍵詞：工程地質勘察鉆探技術

我國目前的地質勘探，最常用一種手段是工程地質鉆探技術。這種技術所使用的主要的動力機械包括鉆機、泥漿以及動力機等，及其輔助器具鉆頭、鉆桿等。在施工中，為了保障工程能夠非常正常的進行，就一定要施工之前對工程的地質進行非常準確的勘察，由于鉆探的工程最為主要的目的就是要通過對施工現場之中的每一項地質參數進行合理的提取，本文就鉆探技術進行了一定的探討。

1 地質勘察工程簡述

1.1 地質勘察工程的概念

所謂的地質勘察工程就是指通過采用勘探、試驗、調查以及測繪等方式方法，對相關的工程進行調研分析，最后得到工程相關的水體、巖體以及土體的空間分布、變化規律以及力學參數等數據，之后會通過這些所得到的數據進行建筑場地的穩定性、環境的演化性以及建筑的適應性進行檢測、論證和分析，最后提出所需的施工原則和施工建議。利用一定的機械工具或開挖作業深入地下了解地質情況的工作。在地面露頭較少、巖性變化較大或地質構造復雜的地方，僅靠地面觀測往往不能弄清地質情況，這就需要借助地質勘探工程來了解和獲得地下深部的地質情況和資料。工程地質常用的勘探工程有鉆探和開挖作業兩大類。

1.2 地質勘察工程的特點。

（1） 在布置勘探工程的鉆孔過程中，布置人員首先要考慮到施工現場的地質條件，并且還要對工程項目的實際特點進行詳細的分析，舉例來說，工業建筑工程或是民用建筑工程在布孔的過程中，一定要嚴格的遵照建筑的輪廓線，而水壩工程中在布孔時，則要遵照壩的軸線進行；（2）一般情況下，大部分工程的鉆孔深度都不應太大，建議是不超過10米的，并且一般我們應選用操作最為簡單的鉆探方法以及結構最為簡單輕便的鉆探設備；（3）鉆孔的用途是多種多樣的，進行一個鉆孔時可以勘查到施工現場的水文地質條件、地層的巖性以及地質的結構等，另外，在對場地進行取樣、觀測和試驗的過程中，也是需要鉆探技術的協助；（4）由于鉆孔結構中的觀測和編錄以及鉆進方法的特殊性，所以它們在施工作業時也是有著特殊的要求的。

2. 鉆孔技術及其應用

（一）鉆孔技術分類為了揭露礦體，必須采用一些勘探，以便對礦床進行全而的調查研究工作。鉆探是快速勘探深部礦體非常有效的方法之一。如何合理地使用勘探工程，已成為勘探工作中較為重要的問題之一?？碧焦こ炭偟膩碚f是坑探和鉆探兩大類。常用的鉆探主要是淺鉆、巖心鉆和坑內鉆（或稱地下鉆）等。

1.淺鉆。淺鉆的用途與淺并相似，主要用在涌水量大時用來代替淺井。淺鉆：用來勘探埋藏不深的礦床近地表部分之礦體，可代替澆井。淺鉆的種類很多，多半是自行的安裝在汽車上。淺鉆的特點是經濟，便利，孔淺，易搬。但鉆進巖石的硬度不宜太大。

2.巖心鉆。在對礦床進行勘探的過程中，巖心鉆是用來了解礦體深部地質情況的五要工程手段。無論在山區或平地，也無礦種或礦床的復雜程度怎樣，只要了解礦床規?；虻V體向地下深部的延伸情況以及尋找并勘探盲礦體時，一般多用巖心鉆。通過鉆機在鉆進的過程中所采取的巖（礦）心及巖扮，可詳細地研究被鉆孔所穿過的巖石和礦床的地質構造和礦石的質量。共巖心采取率一般應大于60%～70%。當礦體傾角較平緩時，一般采用垂直鉆孔；礦體傾角較大時，則多采用傾斜鉆孔；有時在施工所允許的彎曲范圍內，也常打一些隨鉆進逐漸加深而使鉆孔傾角有規律地變化，以設計的角度穿過礦體的定向鉆。

3.地下鉆。在水平坑道中鉆進的巖心鉆稱地下鉆（或稱坑內鉆）。在對許多礦體產狀復雜的礦床進行詳細勘探或生產勘探時，使用這種鉆探的工程手段是非常有效的。

（二）鉆孔技術應用在地質勘查工作中，利用鉆探設備向地下鉆成的直徑較小深度較大的柱狀圓孔，又稱鉆井。鉆探石油和天然氣以及地下水的鉆孔直徑較大些。鉆孔直徑和深度大小，取決于地質礦產埋藏深度和鉆孔的用途。鉆孔的功用：（1）獲取第一手地下地質實物資料，即從鉆孔取出巖心、礦心、巖屑或液、氣態樣品，必要時從孔壁補取側壁巖樣礦樣；（2）作為地球物理測井的通道，獲取巖礦層各種地球物理信息；（3）作為人工通道觀測地下水層水文地質動態；（4）有的鉆孔可探采結合，開采地下水、地熱、油氣等。鉆探工程已廣泛用于國民經濟許多部門，按用途，鉆孔可分為如下幾類：（1）地質普查或勘探鉆孔，用于了解地質構造、找礦或探明礦產儲量；（2）水文地質鉆孔，勘察地下水文地質情況；（3）水井，為工業、農業、國防及生活而開發利用或補給地下水資源并有充實水文地質資料作用；（4）工程地質鉆孔，勘察或為建筑廠基、壩址、水庫、橋梁及道路等探明工程基礎狀況；（5）石油鉆井，勘查和開發石油、天然氣；（6）地熱鉆孔，勘探和開發地下熱水與蒸氣資源；（7）工程基礎施工鉆孔，為加固處理建筑工程基礎而應用的基礎樁或管樁所施工的鉆孔；（8）開發鉆孔，開采地下鹵水、溶解巖鹽、硫磺、燃燒氣化地下煤炭等；（9）采礦或隧道等工程的輔助鉆孔，采礦或隧道施工時為通風、排水、探水、探氣、凍結、運輸以及建筑和通訊安裝管線、爆破、取樣、灌漿等所施工的鉆孔。

3 工程地質鉆探常用的鉆探方法和設備分析

為了研究工程土體的物理力學性質，在工程地質勘察中，應結合勘探工作采取原狀土樣。但是在鉆孔中采取原狀土樣時受到很多因素影響，其中主要的是取土器的結構和取土實用。取土器主要有限制球閥式取土器、上提橡皮墊活閥式取土器、回轉壓入式取土器和水壓活塞式取土器4種，這4種取土器適用于采取粘性土的原狀土樣。采取砂類土和飽水軟粘土就比較困難了，需要使用特制的取土器。如采用厚壁管靴長筒上提活閥式取土器，反旋活閥分節取土器和真空活塞取砂器等，采取地下水位以下的原狀砂類土和軟粘土樣，效果較好。原狀土樣的采取方法主要有3種：

（1）擊入法：適用于較硬的土層中取樣，又可分為孔外及孔內的輕錘多擊法和重錘少擊法。實踐證明，孔內的重錘少擊法取樣效果好，效率高而且土樣擾動小。

（2）壓入法：適用于較軟的土層中取樣，又可分為連續壓入和斷續壓入法。連續壓入法是借助活塞油壓筒或鋼繩滑輪組合裝置，將取土器一次快速均勻地壓入土中，土樣的擾動較小，當采用連續壓入法無法將取土器壓入土層時，則可采用斷續壓入法。

（3）振動法：當振動鉆進時，可利用振動器的振動作用將取土器壓入土中。這種方法對土樣的邊緣部分擾動較大。易受振動液化的土層不適用。為了保證土樣的質量，除了對取土器和取土方法進行選擇外，還應注意鉆探方法、鉆、孔結構、清除孔內殘土、操作方法和土樣封存及運輸等各頂問題。

結語：綜上所述，探礦工程技術在眾多領域都發揮了不可替代的作用，在實際工作中，要正視工程中存在的一系列問題，并針對這些問題制定相應的改革措施 ，發揮各方的主觀能動性，在社會經濟發展的指揮棒下，充分發展技術、理論知識和實踐創新能力，必將具有十分重要的現實意義和經濟效益。

參考文獻

[1]陳寶柱. 物探方法和鉆探方法相結合在工程地質勘察中的運用[J]. 黑龍江科技信息，2014，30：114.

[2]王曉輝. 談房屋建筑和構建物巖土工程地質勘察的實踐[J].山西建筑，2015，18：81-82.

[3]馬新寧. 工程地質勘察鉆探中的取樣問題[J]. 科技展望，2016，01：33.

[4]郝天錄. 淺析工程地質與水文地質勘察[J]. 企業技術開發，2011，15：77-78.