工程地質勘察鉆探中的取樣問題

楊小軍

摘要：地質勘察工作是工程建設過程中的基礎工作，決定了后期工作開展是否順利，因此地質勘察工作是非常重要的。一般情況下地質勘察工作都離不開鉆井取樣，將達到一定深度取得的物質進行分析，從而獲得該地區的地質水文等具體信息，這些信息為能夠下一步的工程施工提供重要的參考。本文將對工程地質勘察過程鉆井取樣問題進行分析，為接下來的工程施工工作奠定有利基礎。

關鍵詞：鉆井取樣；水文地理；問題分析

一、工程地質鉆探的取樣分析

（一）工程地質鉆探取樣目的

鉆井取樣是地質勘察過程中的基礎工作，具有重要的實際意義。進行鉆井取樣有四個主要目的，第一個目的是可以通過鉆井取樣對施工地區的地質進行分析，具體劃分出它的地層和巖土性質，通過所取得的土樣進入試驗室進行分析，為下一步設計與施工方案提供理論保障。第二個目的是可以對當地的地質結構進行具體分析，能夠提前把握施工現場可能發生的不良事故，通過分析，可以提前預防不良事故的發生保障施工人員和施工機械設備的安全。第三個目的是通過對鉆出的樣品進行分析和存檔，方便了解當地土層的物理性質。第四個目的是可以通過鉆井了解地下水的水位走向等情況，也可以通過鉆井取得深層地下水，對地下水的性質進行分析。

（二）鉆探方法介紹

隨著科技的發展，我國在地質勘探鉆井取樣方面的技術也得到了顯著提高，鉆井的方式多種多樣，根據鉆頭的不同，可以分為沖擊鉆進法、錘擊鉆進法、震動鉆進法、旋轉鉆井法等多種類型。在這些鉆頭的選擇和鉆井工藝可以通過事先搜集區域地質資料，在大致了解區域地層的基礎上確定所需鉆頭和鉆井方法。

二、工程地質鉆探的樣品分類

（一）原狀土樣分析

在工程地質勘察的過程中，雖然原狀土的應力狀態已經隨著取樣過程發生了相應的改變，但是原狀土樣的結構和許多物理性質內部成分的改變并不明顯，因此工作人員在采集到原狀土土樣之后要帶回試驗室進行相關力學性質指標的分析。土樣的分析工藝是多種多樣的，主要目的是掌握所取原狀土的含水量、密度、比重、抗剪切強度、壓縮性等一系列數據，通過這些情況對當地原狀土進行評測，能夠通過這些原狀土的土樣來分析出巖土層的物理性質。在原狀土分析的過程中，需要保證取土鉆孔和樣品數量滿足設計和取樣的規范要求。

（二）擾動樣分析

擾動樣與原狀土樣相比較而言，是指在施工工地鉆井取樣過程中巖層的基本結構和自然成分早就已經受到一定程度的破壞，因此在地質勘探鉆井取樣的過程中，需要通過室內檢測來測量擾動樣中的物理指標等信息。根據以往的勘探鉆井取樣經驗，在取樣過程中最容易受到擾動的巖土層，主要包括淤泥巖土層和砂性巖土層。因為這兩種巖土層具有一定的流動性，在受到外力侵入的過程中引發震動，砂土和淤泥會隨著鉆井的深入滲透到其他巖土層中去。因此鉆井需要針對這兩種情況采取不同的措施，首先是針對淤泥巖土層在取樣的過程中，若發現淤泥巖土層應當采用薄壁取土器，采用的取樣方法不同于上文所提到的方法而是使用靜力壓入法取樣，采樣完成后需要將樣品進行封閉包裝，然后進入試驗室進行檢測分析。對于砂土層取樣，需要采用旋轉式取樣活塞封閉的取樣器皿。

（三）水樣

在地質勘探鉆井取樣的過程中，水樣分析是必不可少的環節。首先要做的就是明確取水樣的數量和取水層的位置所在。通過初步勘探了解取水層位置，然后根據當地分布的巖層情況選擇不同的取水器皿對水樣進行獲取。為了防止水分的蒸發，以及外界的污染，需要將取得的水樣移進室內進行檢測分析。主要檢測的目標有地下水陰離子和陽離子的含量、PH值、礦化度等指標，根據所取得的地下水相關試驗數據能夠判斷該地區地下水對建（構）筑物中的混凝土、混凝土中的鋼筋以及鋼結構是否具有腐蝕性。根據地質勘探鉆井取樣的經驗，通常情況下地下水取樣主要通過重錘水器進行取樣，采集的地下水應放入玻璃瓶中進行保存。

三、工程地質鉆探的取樣技術分析

（一）鉆孔問題

在地質勘察鉆井取樣過程中鉆孔取樣主要包含六個方面的注意問題，首先在原狀土取樣的過程中需要采用靜力壓入法和重錘少擊法采樣，防止原狀土遭到破壞，從而保證了鉆井取用的整體樣本效果。當鉆孔鉆到地下水位以上時，均采用干燥取樣，在最大程度上避免沖洗液的進入，保證了樣品的真實性。有些情況需要用到套管護壁，此時的操作步驟應該為先鉆孔后進入套管，并且能夠保證靠管的下設深度和取樣器之間的距離大于三倍管徑。為了防止樣品的污染，在取樣器放下取樣之前需要先進行清孔，取樣器灌人的深度應當在取樣器總長度的90%左右。在固定活塞取樣進入的過程中，需要保證活塞桿和鉆孔緊密相連，避免活塞移動。

（二）取樣環節檢測

地質勘察鉆井取樣問題是地質勘察過程中的重要環節，因此在編制勘察技術要求和實施的過程中要重視地質勘察取樣問題，明確取樣工藝，并且根據不同的巖土層指出相應的取土器皿。在取樣工作人員工作過程中現場取樣前的取土器需要審核，確保取土器達到工藝標準可以投入取土后方可使用。工作人員需要加強取樣環節的檢測力度，尤其是在取樣環節的中間檢測。在取得土層樣本后需要有專業的人員進行密封包裝和運輸，確保該樣品在密封后溫度和濕度變化較小，不會影響到樣品的原本物理l生質，并且避免樣本的暴曬受凍等情況。在樣品運往實驗室檢測的過程中，需要對運輸過程加強檢測，使用專門用于包裝樣品的土樣箱進行包裝，防止振動和散落情況的發生。時刻關注樣品的取樣時間和有效期，一般情況下取得的樣品貯存時間不宜超過兩周。

結語

在經濟和科技不斷發展的情況下工程地質勘測鉆井取樣問題越來越受到工程地質工作人員的關注，只有做好基礎工作，在取樣過程中的每個環節都加強把控，實際掌握工程施工地區的巖土層情況才能為下一步的施工打好堅實的基礎。希望能夠進一步提高工程地質勘測鉆井取樣水平，不斷完善鉆井取樣技術。