論地質工程勘察中鉆探技術的方法及其應用分析

余天富

（新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830002）

一個工程的核心內容是地質的勘察，在工程開始之前必須要做好充分的準備工作，無論是前期的方案預設還是實地地質的勘察，都要樣額的按照該工程的技術流程和技術要求進行基于實際地質情況的基礎上，制定相應的施工措施和施工策略，讓地質工程的建設有基本的保障。在實際的勘察中，相關工作人員需要了解地質勘察的重要價值和意義，然后對能夠對發地質勘察工作產生影響的因素進行仔細分析，積極采用高效的鉆探技術，形成一個系統性的策略和操作重點，為保證建筑物的合理施工提供參考。

1 地質工程勘察的重要意義

地質勘察對整個工程有著及其重大的影響，通常情況下，一項完整的地質勘察主要包含對該區域內的地質結構、水文情況以及地貌地形等進行全方面的考察，是一項綜合性較強、考察周期較長的工作。而在地質勘察中，最為重要的就是鉆探技術的選擇，并在鉆探過程中進行高效的管理，全面提升鉆探效率、降低鉆探成本。采用合適的鉆探技術，能夠極大的減少鉆探成本和勞動成本，最大程度的將經濟的效益用到最佳。當然無可否認在地質工程勘察的過程中涉及到很多的專業技術和先進知識作為引導，從這方面不難反應出地質工程勘察的復雜性和專業性，從而對地質工程勘察人員的要求極為嚴格，不僅要擁有良好的專業能力，并且能夠在勘察中合理運用自身知識明確工程師工地的具體地質情況，通過相應的記錄和良好的預見，規劃好工程施工的具體操作流程，保證工程的科學性和合理性。

地質工程勘察中鉆探技術的使用技巧：地質鉆探是一項較為復雜的工作，不能僅僅考慮當地的地質情況和自然因素，還要根據布孔方式選定不同的鉆探工藝。通常情況而言，如果鉆探深度在10m以內，通常會選擇較為便捷或者簡單的鉆探技術。地質鉆探不僅僅是獲得水文信息和地質結構信息，還需要經過前期的地質考察、后期的試驗評估等，此外，地質鉆探中對于鉆探技術和鉆探技巧的編錄同樣具備一定的要求。

2 當前地質工程勘察存在的問題

（1）監理制度不夠完善和優秀勘察人員較少。地質勘察是一項專業度較強的工作，勘察指標以及技術的多樣化、復雜化，都要求員工要具備完整的專業知識。數據繁雜和計算繁雜都是勘察工作的重難點，也是地質勘察質量優劣的基本前提。然而我國當下地質勘察方面的優秀人才較少，這是勘察單位所面臨的主要問題，還有一部分優秀人員處在指揮位置，實際勘察人員的專業水平和技術水平并未達標。

（2）地理因素和人為因素。作為當前地質工程勘察的主要問題之一——地理因素。最為主要的就是不易掌握地下水位，地下水位變化往往會出現三種情況。第一：水位上升，水位上升往往會給地質工程勘察帶來不可忽視的影響，比如土地的松動、土壤濕度過高導致土壤變質，更有甚者會對勘察設備造成不可逆的損壞，如果水位上升巨大，會給整個施工工程帶來磨滅行的打擊，比如最為嚴重的建筑崩塌。第二，水位下降，這方面出現的主要原因是人為的，在我國很多地方的日常飲用水是地下水，當地下水采伐過大，就很容易導致水位下降，水位下降對地質工程勘察的進行影響不言而喻，如若沒有良好的補救措施，不僅可能造成工程不能如期進行，更大程度的威脅是對環境的破壞，人們賴以生存的根本就是環境，如果出現這種情況就必須及時的向上級反應，停止施工的同時采取相應的解決措施。第三：水位頻繁升降，如果出現這種情況，就需要特別注意了，因為這種情況的出現不僅意味著地質工程勘察的工作不能進行，還有可能出現地質災害，當水位頻繁波動的時候，會對地質造成極大的破壞，有可能出現地質變形，土壤的收縮性也會較大程度的受到影響，從而導致土壤中的很多微量元素流失，使得地表的承重能力大幅下降，這種情況會讓地質工程的進行如履薄冰。人為因素對地質工程勘察的影響主要是過度的開采自然資源，破壞了原有的生態平衡，一直盲目的追求自身的切身利益，沒有做到愛護我們的日常生活環境。過度開采對地質工程勘察的實際影響更多的是不確定的因素發生，如泥石流、管涌等。

（3）市場問題。隨著時代的快速發展，工程企業和工程項目也在不斷增多，地質勘察項目也逐漸變得市場化，相關的承包地質勘察的勘察團隊也在不斷增加。由于這部分群體在市場中占據了絕大多數份額，使得勘察工程的質量直線降低。勘察市場專業人員和業余人員的失調，使得一些根本沒有技術和專業知識的人員或者資歷較淺的人員主導了勘察市場的地位，如今，大量的外掛單位和皮包公司涌入市場，專業的勘察單位由于“硬實力”不足，被排擠出市場，這種低劣的上次競爭加劇了勘察市場競爭的惡性循環，讓地質勘察這一領域失去了原有的現實意義。

（4）鉆探技術的限制。地質勘察單位無疑需要專業的硬件設備，完整的技術設備能夠很大程度上提升巖土工程的質量、減少勘察時間。隨著當下現代化技術的不斷發展，讓技術流成為地質勘察的主流趨勢，許多較為細致化的指標都需要先進的儀器才能完成。例如水溫區域的分布、巖土的承重力以及土質的分布種類等，這些都需要借助科學精密的儀器。沒有先進的設備，就不能形成信息共享的渠道，就不能保證數據的準確無誤。

3 工程地質勘察中鉆探技術的使用技巧

隨著我國經濟的快速發展，地質工程鉆探技術也取得了極大的發展，當目前為止，鉆探技術和鉆探裝備都上升到了一個十分先進的水平，并且隨著地質勘察行業鉆探技術的不斷應用，鉆探技術將會朝著更高水平發展。地質鉆探技術實質上就是在地表鉆孔擊碎地里的巖石，以此來獲取相關的巖石信息，不同鉆探工藝所起到的具體作用不盡相同，隨著我國對鉆探技術的投入力度不斷極大，已經逐步形成了一套完整的技術體系，而當下最為常用的就是反循環鉆探技術、液動潛孔錘鉆探技術、繩索取心技術等。

（1）反循環鉆探技術。反循環鉆探技術可以根據介質分為兩種，一種是以水為介質，另一種以空氣為介質。空氣反循環鉆探即使就是將空氣壓縮然后利用雙壁鉆桿外管降壓縮的空氣輸送到鉆孔底部，并利用空氣的膨脹將作用力傳遞到巖石上，最終通過壓縮的空氣作用力將巖石碎屑運輸至地表，獲得巖土樣本，并對其進行化驗。而水力反循環系統的運轉原理和空氣鉆探大致相同，不同之處在于水利反循環是以泥沙或者水作為介質來獲取柱狀的巖心，兩者相比而言，空氣反循環具備高效率的鉆探效果，能夠極大的減少經濟成本和勞動成本，其多用于干旱缺水的地區，水循環鉆探技術獲取的信息更加精確，能夠讓化驗人員更好的獲取地質構造信息，其耗費時間和勞動成本也較低，缺點在于耗能巨大。在一些地質較為松軟、易于坍塌、復雜錨固施工以及注漿工程，兩種鉆探技術均可以應用。

（2）繩索取心技術。當下地質勘察使用最多的就是繩索取心技術，由于它鉆探深度較低，且更容易獲取到完整的、質量較高的巖心，所以被廣泛應用于地質勘察。且改善技術的鉆孔速率較高，極大的降低了操作時間，能夠有更多時間處理意外事故，延長鉆頭的使用壽命，此外，工作人員的負擔和勞動成本大大降低，所以在一些石油天然氣、地熱勘察中通常會采用繩索取心技術。

（3）液動潛孔錘鉆探技術。液動潛孔錘鉆探技術多用于一些較脆和巖石堅硬的復雜地質，利用沖洗液以驅動液體將能量傳遞至鉆頭獲取能量，以此來擊碎巖石，該技術的沖洗液是利用泥漿泵進行配送的，在使用之前通常需要嚴格檢查設備，讓設備時刻處在緊固狀態，之所以這樣做的原因在于液動潛孔錘鉆探會發生極高頻率的震動，通過緊固使其工作更加穩定，延長其壽命和工作性能。液動潛孔錘鉆探技術是對常規鉆探的改進和完善，鉆探效率和質量上都較高，對于一些硬度較高的巖土層，同樣可以使用液動潛孔錘鉆探技術，總體而言此項技術能夠極大的提升鉆探效率并減少鉆探成本。此外，在利用該技術時，還能利用巖土本身脆性大和抗剪度低等特性，解決一些鉆孔質量差、地形較為復雜的巖層。隨著新鉆探技術的不斷發展，此類鉆探技術的發展方向也不斷擴大，現如今已經逐漸朝著水下爆破、水文水井等領域發展，然而在實際應用過程中，該技術還存在一定的弊端，比如由于其長期處在高強度的工作環境當中，使得鉆頭十分易損壞，這就需要工作人員做好日常維護工作，提升鉆頭的工作性能和使用壽命。

（4）組合鉆探工藝。組合鉆探工藝是一種融合多種鉆探技術而形成的一種綜合性較強的工藝技術，將繩索取心、反循環取樣能技術相結合，最終形成一種效率更高、人工成本更為低廉的全新技術，該技術的適用范圍也較為廣闊，工作人員可以根據實際需求選擇適當的鉆探手段。

（5）其他新材料技術。除去上述常用的鉆探技術以外，一些新型材料也被應用地質鉆探中來，例如在干旱地區采用的全新節水鉆探技術，在鉆頭的研究上，利用超聲波技術而制作出的高強度金剛石鉆頭，這些鉆探技術根據不同的特性而唄應用于不同的地質環境當中，工作人員通過實地考察選擇適當的技術，能夠極大的節約鉆探成本、提升鉆探效率。

（6）鉆探技術在地質勘察中的全面應用。地質勘察中鉆探技術的應用十分廣闊，在各個地質勘察階段都能得以應用，然而不同的鉆探方法具有不同的優缺點，其在使用過程中受到自然因素和人為因素的影響也不盡相同，不僅在鉆進深度和鉆孔目的上有著綜合性要求，在鉆進方法的選取上也存在一定的差異。所以在地質工程鉆探技術的選擇中，需要根據不同情況選擇鉆探方式，確保巖心獲取效率。而在地下水文勘察中，則需要保證鉆孔結構含水層的位置要求，在土層的鉆探中，應該要以干鉆為主，盡最大可能減少鉆探路程。總體而言，我國的地質勘察工作已經進行了很長一段時間，逐漸形成了一套完整的體系，所以勘察人員在勘察過程中，要嚴格的按照相關工作規定開展工作，熟練度掌握專業知識和具體的操作流程，保證勘察的各項工作能夠順利開展。還有，要跟根據勘察工程的實際需要，制定出切實并且可行的規定，在地質勘察過程中，鉆探人員要選擇適當的取土方法和鉆土類型，達到全面提升鉆探效率的目的。

4 總結

綜上所述，我國的各項基礎工程正在不斷的完善，地質工程的勘察量也在不斷增多，所以巖土工程的地質勘察工作也越來越受到重視。地質勘察人員要擺正自己的工作態度，充分認識到水巖土勘察的重要性以及影響巖土工程質量的因素，在掌握勘察技術和專業知識的前提下，采取合理有效的鉆探技術，以此來全面提升地質勘察的質量，保證地質工程能夠順利開展。