鉆探技術在地質勘察工程中的應用研究

陳國榮

摘要：隨著我國經濟的快速發展，地質勘察工程領域所取得的成就非常顯著。鉆探技術在工程地質勘察中的應用最為普遍、廣泛。本文就筆者在實際的工程地質勘察中的經驗進行闡述，進一步評述工程地質勘察中常見的鉆探技術的應用，以期為以后的工程施工提供參考和借鑒。

關鍵詞：工程地質；勘察；鉆探技術

引言

社會的發展使得人類對于各類礦產資源需求與日俱增。尋找更多的資源是解決問題的最直接的辦法。工程地質勘察對實現礦產資源的開發具有重要意義，也成為人們關注的焦點。在進行地質勘察中，科學運用鉆探技術對環境地質條件進行了解，進而讓工程更加有保證和有價值。

1.工程地質勘察概述

工程地質勘察是指通過一定的技術手段對地質條件進行勘探、調查與實驗，進而對于區域內的地質狀況有一個較好的了解，為工程的施工奠定良好的基礎。在進行地質勘察時，為較好的了解巖土體的情況，需要對工程的巖土結構和地下水體分布情況進行深入的調查和研究，采取相應的施工措施，確保了工程地基的安全。在進行工程地質勘察工作中，技術人員應具有很高的綜合能力，可以根據不同的建筑物類型進行相應的選擇。例如在民用建筑工程和水利工程中采用的方法有一定的區別。前者在勘察中布孔需要沿著建筑物輪廓，后者的布置則要依據建筑物中的中心軸。另外對地質以及地層進行了解試驗。

2.工程地質勘探中鉆探技術的應用

中國國土資源極其豐富，像在面積遼闊的土地及海洋中就埋藏著極多的珍貴資源寶藏，如何更好地獲得這些資源，這就需要利用鉆探技術來進行資源的勘探。鉆探技術是進行地質勘探以及獲取勘探成果的重要手段。另外，地質勘探中樣品的采集也需要利用鉆探技術來獲取，人類不僅限制在地球，在月球以及更遠的星球進行勘測時，也需要采用鉆探技術來進行取樣，可見鉆探技術是人類了解地球的必要手段。常見的鉆探技術有以下幾種：

2.1繩索取心技術的應用

在獲取巖心的過程中不需要鉆桿輔助是繩索取心技術的主要特征，在實際應用中只有當鉆頭出現質量問題時才進行鉆頭更換或者使用鉆桿。在鉆進過程中發生斷落、卡鉆時可以使用打撈工具，繩索取芯技術施工方便快捷，對各種地質有較強的適應性，應用范圍很廣。這項技術也能夠實現對巖石內部的保護，所以，鉆進效率比較高。并且這項鉆探技術中對于鉆桿應用很好，不會發生鉆桿出現升降問題，這很大程度上降低了工作人員的勞動強度，同時鉆頭使用壽命比較長，這些特點使得其在工程地質勘察中具有很好的應用。

2.2反循環鉆探技術的應用

反循環鉆探技術在工程地質勘探中的應用主要分為兩種：水力反循環技術和空氣反循環技術。顧名思義，其主要區別就在于它們之間不同的循環介質，即分別為水（泥漿）和空氣。水力反循環是通過介質水和泥漿的循環，將孔底部的巖心帶上地面，完成樣品的采集。空氣反循環鉆井技術原理如圖1所示，通過雙壁鉆桿的作用，外管完全借住空氣輸送，空氣對底管的沖擊作用和膨脹作用較大，在底孔在潛孔錘的作用下沖擊碎屑巖，之后鉆桿把底部空氣和其帶的巖石碎屑全部抽上來，這些碎屑檢測結果有助于對地質巖石的更確切的了解。每種方法都會有一定的長處，也會有相應的弊端。空氣反循環具有較低的勞動強度，適合在干旱的環境下進行運作，成本相對較低。但是獲得的巖石碎屑樣品只能代表局部并不能充分的體現整體。水力反循環的優點是可以獲得完整的巖石塊，這樣就能較充分地保證巖石地質資料的完整性，并且還具有同空氣反循環一的優點有較低的勞動強度。但其在鉆探過程中工作效率低，消耗大量的水資源造成水資源的浪費。綜上所述，這兩種方法具有較大的適應性，無論復雜地面錨固施工還是松軟的地層施工這兩種鉆探技術都有較好的效果。

2.3液動潛孔錘技術的應用

液動潛孔錘由沖洗液傳輸動力進行工作，這是液動潛孔錘的工作原理。通過擊打液動潛孔錘使其把能量傳遞到鉆頭上，在此能量的強大沖擊下實現對巖石的破碎。針對液動錘的不同可以在桿與巖心管之間，液動錘會隨著鉆探深度逐漸潛入鉆孔對鉆頭施加壓力。高頻的工作特點使得該項技術在硬性和脆性工程地質更為合適。而在實際施工過程中，要注意設備的牢固性和液動錘的磨損情況，為了減少磨損在選擇泥漿材料上，應該盡量選擇含沙量比較低的材料。總之，為了使液動潛孔錘技術更好的使用，應加強研究和優化潛孔錘使用壽命及提升潛孔錘的工作效率。

2.4組合鉆探技術的應用

綜合鉆井技術是指綜合運用上述三種鉆井技術進行工程地質勘察。這三種鉆井技術各有其優點和缺點。通過使用鉆井技術的組合，可以最大限度地利用每種鉆井技術的優點。合理節約施工成本，降低不必要的能耗。

2.5新型鉆探技術的應用

時代的進步產生了新的材料和方法。例如，新型節水鉆井技術的出現為干旱地區的鉆井提供了新的方法。它采用超聲波技術制造的新型鉆頭，大大提高了鉆孔的工作效率，延長了鉆頭的使用壽命。與普通鉆頭相比，該鉆頭的鉆速提高20%。新型清洗液的應用可以快速清理鉆桿內部的污垢，保護鉆桿設備，增加鉆桿的使用時間，進一步提高了鉆探的技術。

3.鉆探方法和設備的選擇

不同的鉆探技術對鉆探方法和設備的選擇不盡相同，主要是分為三種方式進行應用。首先是壓人法，通過連續以及斷續壓人的方式進行劃分，主要是在一些松軟的地層中進行應用。其次就是擊人法，主要是應用于相對堅硬的地層，通過重錘的方式實現取樣效果。最后是振動法的應用非常普遍，鉆孔方法的適用性相當廣泛，這意味著通過土壤振動將鉆頭壓人土壤層，完成提取巖心取樣工作。鉆井廣泛應用于地質找礦，希望在實際應用中結合工程地質，選擇合適的工程實施方法。總的來說，在工程地質勘察中有很多鉆探技術可以進行選擇，所涉及的范圍也是非常廣泛，因此相關人員在進行工程建設中就需要結合工程實際情況選擇合適的鉆探技術，達到勘察的目的。

結束語

在工程地質勘察中，這幾種經典的鉆探技術已經得到廣泛的應用。為保證能更好地進行地質工程的勘探，在實際鉆探應用過程中，面對不同的工程地質和自然條件，必須選擇最符合實際需要的鉆探技術通過結合地質勘察實際需要，保證工程地質勘察鉆探施工的順利進行，并保證施工的質量和工期。在目前形勢下，只有深入了解鉆探技術的發展和研究鉆探知識，掌握鉆探技能，才能夠提升自身的施工技術，打造合格的建設工程。