工程地質勘察中鉆探技術的應用分析

李 晶

(中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司 湖南 長沙 410014)

工程地質勘察中鉆探技術的應用分析

李 晶

(中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司 湖南 長沙 410014)

工程地質勘察工作不僅對建筑行業具有重要的作用，在進行資源勘探、預測地震、減少災害和研究古生物進化等工作時都具有重要的作用，因此，不斷對工程地質勘察工作進行研究，進行工程地質勘察中鉆探技術的應用分析，對我國的社會經濟發展具有重要的意義。本文對工程地質勘察的特點和鉆探技術的意義進行分析，研究了工程地質勘察中鉆探技術的應用，分別對工程地質勘探常用的鉆探方法和設備、以及工程地質勘探鉆孔的類型和適應條件進行分析。

工程地質勘察;鉆探技術;應用分析

一、引言

近年來，我國快速發展的社會經濟對工程地質勘察工作提出了更高的要求。鉆探技術是工程地質勘察工作中常用的勘查手段，雖然，現階段我國的工程地質勘察工作的質量和水平有了很大的提升。但是，和發達國家相比，我國的工程地質勘察技術還存在一些差距。因此，我們不能松懈，應該更加重視工程地質勘察工作，不斷創新工程地質勘察的技術和手段，特別是鉆探技術，重視對工程地質勘察中鉆探技術的應用分析，促進我國工程地質勘察工作的發展。

二、工程地質勘察中鉆探技術的特點

鉆探技術作為一種常見的工程地質勘察技術，主要包括以下幾個特點:其一，工程地質勘探鉆孔的位置需要根據工程的類型和該地區地質條件的實際情況進行確定，例如，建筑物的施工中，根據建筑物的輪廓線確定鉆孔位置。其二，工程地質勘探鉆孔的深度應該工程項目的具體情況來確定，在進行鉆孔時，應該盡量選擇簡易的鉆孔機器和鉆孔方法。其三，在進行鉆孔工作之前，不僅需要對勘察地區的地質水文條件進行分析，還需要進行取樣和試驗，因此，鉆孔工作是一項長期復雜的工作。其四，鉆探技術與其他勘探手段相比具有眾多優點，例如，勘探深度大，限制條件較少等。

三、工程地質勘察中鉆探技術的應用分析

(一)液動潛孔垂鉆探技術

我國的液動潛孔垂鉆探技術較為先進，在世界上處于領先地位。液動潛孔垂鉆探技術是在回轉鉆探技術的基礎上產生的，液動潛孔垂鉆探技術的主要原理是通過沖洗液對液動潛孔垂進行推動，液動潛孔垂將受到的沖擊力傳給鉆頭，從而使得巖石破碎。該技術和回轉鉆探技術相比，工作效率具有了較大的提升，最大程度的節省了鉆探工作的成本。該種技術利用堅硬巖石的低抗剪強度，使得鉆孔質量差和和地形復雜的問題得到有效的解決。另外，由于該技術在高頻作用的情況下應用，因此，該技術更加適用于脆性和堅硬度較大地質結構的鉆探。運用此種鉆探技術的利用，有效的提升了鉆探堅硬巖石的工作效率。該種鉆探技術優點眾多，但是具有取芯較為不易的缺點。

(二)反循環鉆探技術

反循環鉆探技術是運用較為廣泛的一種鉆探技術，該種技術適用于一些破碎巖石較多地區的鉆探，在復雜地形的錨固施工和注漿施工時較為常用。反循環鉆探技術根據其所循環的介質的不同主要分為水力反循環鉆探技術和空氣反循環鉆探技術。水力反循環鉆探技術的循環介質主要是水以及泥漿，在進行轉孔時將水或者泥漿送入孔下，通過取芯鉆頭取得地下的巖石，將其傳送到地面上進行研究。運用水力反循環鉆探技術可以獲得較為完整的巖石，可以使研究工作更加簡單和準確，但是需要浪費巨大的水資源，并且所需時間也比較多。

空氣反循環鉆探技術是以空氣作為循環介質的，利用雙壁鉆桿外管將被壓縮的空氣運輸至孔底，通過被壓縮空氣膨脹帶來的沖擊力驅動潛孔垂撞擊巖石，然后通過鉆桿將巖屑和空氣運輸道地面，從而實現對巖屑的研究。空氣反循環鉆探技術廣泛的運用于干旱地區的工程地質勘探，所需要的成本較少，勞動力較低，但是所獲得的巖石碎屑缺乏代表性，對研究的準確性造成不利的影響。

(三)繩索取心鉆探技術

一般情況下，繩索取心鉆探技術在進行鉆探的過程中不需要利用鉆桿，只有在鉆頭出現問題的時候才會利用鉆桿進行鉆頭的更換。打撈工具和巖心管在繩索取心鉆探技術的應用中具有非常重要的作用，在出現阻塞問題的時候使用打撈工具，巖心管主要用于充滿巖心。將裝有巖心的孔底內管通過鉆桿運送到地面上，從而獲取巖心。運用繩索取心鉆探技術，適用范圍較廣，鉆孔所需要的深度較小，進行鉆孔時間較少，可以有效的保證巖芯的質量。由于該種鉆探技術不需要使用鉆桿，所以相對于其他鉆探技術來說，所需要的勞動強度和工作量較低，具有較高的工作效率。目前，繩索取心鉆探技術在我國工程建設主要運用于天然氣的勘探，固體礦的勘探等，對我國的經濟發展起著至關重要的作用。

(四)組合鉆探技術

組合鉆探技術是幾種工程地質勘探技術中應用最為廣泛的技術，就是將液動潛孔垂鉆探技術、反循環鉆探技術和繩索取心鉆探技術三種鉆探技術進行綜合利用。由于該種方式是幾種勘探技術的組合，因此，同時具有其他幾種技術的優點，適應性較強，運用此種方式進行工程地質勘探時，可以將幾種勘探技術取長補短，從而不斷提升鉆探工作的工作效率。利用組合鉆探技術進行工程地質勘察工作時，應該根據勘探地區的實際地質情況，對不同的地層使用適合的鉆探技術。

四、工程地質勘探常用的鉆探方法和設備

在進行工程地質勘察工作時，應該根據勘察工作的要求和實際情況采取原狀土樣。采取原狀土樣的設備和方法主要包括表1中的幾種:

表1 采取原狀土樣的設備和方法

下面分別對采取原狀土樣的幾種方法進行論述:

(一)擊入法

在勘探的地區巖層的硬度較大時，一般使用擊入法進行取樣。擊入法可以分為孔外和孔內輕錘多擊法和重錘少擊法，特別是孔內重錘少擊法，具有較好的取樣效果，工作效率較高。

(二)壓入法

在較軟的巖層地區進行取樣時，由于不需要花費較大的力氣，因此使用壓入法進行操作。壓入法分為兩種，一種是連續壓入法，另一種是斷續壓入法。連續壓入法是指利用活塞油壓筒或者鋼繩滑輪組合裝置，將取土器連續均勻的往土中壓。當使用連續壓入法無法進行時，采用斷續壓入法進行取樣，此種方法是在進行工作時存在一定的停頓。

(三)振動法

由于利用振動法進行取樣時對土樣周圍邊緣部分存在較大的擾動，因此，該種方法適用于不易受振動液化的土層的取樣。利用振動法進行取樣時，利用振動器的振動，將取土器壓入土層中進行取土。為了保證所取得土樣的質量，應該選擇適合的取土器，運用適當的取土方法，同時也應該注意鉆探方法的運用、鉆和孔的結構，以及孔內殘土的清理和操作方法等。

五、工程地質勘探鉆孔的類型以及適應條件

工程地質勘探鉆孔的類型主要指鉆孔的角度和方向，鉆孔的角度又叫鉆孔傾角，是指鉆機的立軸鉆桿和地平線的夾角。按照鉆孔傾角的大小以及變化，將工程地質勘探鉆孔的類型分為直孔、斜孔、水平孔和定向孔四種。表2中為工程地質勘探鉆孔的類型以及適應條件:

表2 工程地質勘探鉆孔的類型以及適應條件

六、結束語

總而言之，工程地質勘察是一項較為復雜而艱巨的工作，在進行工程地質勘察工作時，應該根據工程項目的實際情況和勘察區域的地質水文條件選擇科學合理的勘探技術，最大程度的節省勞動力和勘探成本。在工程地質勘察中鉆探技術的實際應用中，不斷的完善工程地質勘探技術，提高工程地質勘察工作的質量，促進我國的經濟發展。

［1］王琨.工程地質勘察中鉆探技術的應用分析［J］.低碳世界，2015(9):105－106.

［2］李鵬.工程地質勘察中鉆探技術的應用分析［J］.城市建筑，2015(5):110－110.

［3］高峰.工程地質勘察中鉆探技術的應用分析［J］.自然科學:文摘版，2015(11):00156－00156.

李晶 (1981.6－)男，工程師，本科，主要從事海外項目、援外項目勘探及施工管理工作。