地質工程勘查中鉆探技術的方法及其應用分析

劉景明

【摘 要】地質工程勘查中的鉆探技術是一項繁瑣復雜的工藝，在地質工程勘查過程中要針對不同的地質條件來選擇適合的鉆探技術。為了滿足我國經濟發(fā)展的需要，要積極的發(fā)展、研究地質鉆探技術。本文首先概述了地質工程勘察鉆探，對地質工程勘查中鉆探技術常用的方法以及地質工程勘查中鉆探技術的應用進行了探討分析。

【關鍵詞】地質工程勘查；鉆探技術；方法；應用

隨著經濟科技的進步，促進了地質工程勘查技術的發(fā)展。為了滿足經濟建設對能源的需求，必須對地質工程進行認真勘查，了解地質工程的特點。但是地質工程勘察鉆探技術比較復雜，所涉及到的領域也極為廣泛，需要根據不同的地質條件與特點來選擇適合的鉆探技術。同時還應當對地質工程勘察鉆探技術進行更為積極地研究，重視鉆探技術人員綜合素質的提高。

一、地質工程勘察鉆探的概述

1.1地質工程勘察的涵義

地質工程勘察指的是經過測繪、試驗、勘探、調查等一些方法，從而獲取到和工程建設相關的水體、土體及巖體的力學參數、變化規(guī)律、空間分布等一些信息，然后以此來對建筑適宜性、場地穩(wěn)定性、環(huán)境演化性進行論證、評價、檢驗，同時再提出一些關于施工原則、資料的建議。地質工程鉆探是很重要的勘探方法，同時也是測試孔內原位和巖土樣品采取的一個重要輔助手段，也是保證勘察資料準確的一個基礎，尤其是對一些復雜地層，比如巖溶、砂土、碎石土等，如果鉆探的技術不合格，那么也就不能對地層結構進行準確的揭露，更不能獲取到力學參數，甚至會出現勘察報告虛假這樣的問題，那這也就直接影響了工程建設的質量，也會出現一些安全隱患。

1.2地質工程勘察鉆探的特點和使用條件

（1）布置勘探工程的鉆孔時，不僅要考慮到自然地質的情況，也要結合好工程的特點和類型，比如說民用建筑和工業(yè)建筑要按照建筑的輪廓線來進行布孔，而水壩則是要順著壩的軸線來布孔等。（2）通常來說，除了大型的水利工程、控測深巖漿、深埋隧道以外，其他鉆進的深度都不大，也就在十余米左右，因此我們就會經常用輕便鉆機和簡易的鉆探法。（3）鉆孔的用途通常有很多種，比如說一個鉆孔要查明水文地質條件、地質結構、地層巖性的同時，還要做各樣的長期觀測及取樣、試驗等，而有一些的試驗很多時候都是和鉆進來同時進行的，因此進尺也就較慢。（4）在鉆進方法和鉆孔結構中的編錄、觀測等方面都有著特殊要求。

二、地質工程勘查中鉆探技術常用的方法

通常施工地點的地質條件都具有一定的復雜性與多變性，針對地質情況的不同特點，應當采用不同的鉆探技術的方法以及設備，從而適應不同地質條件的鉆探技術的地質勘查工作的順利開展。地質勘查鉆探技術的方法主要包括了以下幾種：

2.1擊入法

該方法適用于土層比較硬的情況，包括了輕錘多擊法與重錘少擊法，根據實踐證明，重錘少擊法具有更為理想的取樣效果，效率比較高，對土樣所產生的干擾少。

2.2壓入法

壓入法適用于土質比較松軟的圖層取樣，包括兩種方法：一種是連續(xù)壓入法，利用活塞油壓筒或者鋼繩滑輪的組合裝置，一次性迅速的把取土器壓入土層中，對圖樣產生的干擾比較少，另一種方式是斷續(xù)壓入法，當使用連續(xù)壓入法進行取樣時，取土器壓入土層后難以取出來，此時可以通過使用斷續(xù)壓入法來進行取樣。

2.3振動法

通過振動法進行取樣，會對土樣產生比較大的波動，該種方法是利用振動器的振動作用，把取土器壓入土層內，不適用于因受到振動而發(fā)生液化的土層。

三、地質工程勘查中鉆探技術的應用分析

地質工程勘查中鉆探技術就是對地下進行鉆孔來打碎巖石的一種工藝方法，鉆探技術也是一種驗證、取得地下巖層材料信息、地下實物資料，評估礦石的品味和計算儲量的一個技術手段。對于不同鉆探的目的，那鉆探工藝和裝備也就不同，我國現在對鉆探技術投進了大量的人力物力財力，這也使我國的鉆探技術形成了一種技術體系，如反循環(huán)鉆探技術，繩索取心技術，定向對接井鉆探技術，液動潛孔錘鉆技術，還有新型的節(jié)水鉆探技術等。

3.1反循環(huán)鉆探的技術

反循環(huán)鉆探技術包括兩種，一種是空氣反循環(huán)，另一種是水力反循環(huán)，兩種方法的最大不同點在于其介質的區(qū)別。在空氣反循環(huán)的過程中，通過空氣這個介質，利用雙臂鉆桿外管，輸送空氣到達孔底，然后空氣發(fā)生膨脹，產生極大的沖擊力，從而促使空氣在孔底對孔底的巖石進行撞擊，鉆桿在這個過程中會把空氣輸送給地面，并且?guī)С黾毿〉膸r石，對所帶出的巖石進行研究。該方法的優(yōu)點在于具有的工作強度比較低，有效地節(jié)省勘查成本，使用在干旱區(qū)使用，但是該方法所取出來的巖石樣品欠缺代表性，難以根據該巖石樣品來對底層的結構做出完整的判斷。而在水力反循環(huán)的過程中，其通過水或者泥漿作為介質，把水或者泥漿輸送到孔底，在取心鉆頭之后，可以獲得巖心，巖心隨著鉆頭返回地面。該方法的優(yōu)點體現在其所取出來的巖石樣品具有比較高的完整性，所需要的勞動強度也比較低，可以根據該方法所取出來的樣品作出具有完整性的判斷，但是該方法需要消耗大量的水資源，缺乏一定的勘查效率。

3.2繩索取心的技術

繩索取心技術所使用的主要工具是打撈工具和巖心管，通過打撈工具來解決堵塞的問題。該種技術的優(yōu)點體現在其使用方便，不僅具有比較強的實用性，適用范圍比較廣泛，還可以保證取心符合所規(guī)定的質量，提高了鉆進的工作效率。在鉆進的過程中，容易出現堵塞的問題，此時可以使用打撈工具來解決，有效的避免了鉆桿工具和巖心之間發(fā)生不必要的摩擦，保證了取心的效率。此外，該種鉆探技術還可以減少提升鉆桿的升降頻次，延長鉆頭的使用壽命。

3.3液動潛孔錘技術

這一鉆探技術我國在應用和研究方面做的很好，再世界上也是名列前茅的。此技術是在回轉鉆探基礎上建立的，是用沖洗液來驅動液動潛孔錘的，那當液動潛孔錘受到沖擊時，就能將能量傳給鉆頭，然后鉆頭來破巖。而當中的沖洗液是用現場的泥漿泵來進行配送的，隨著鉆頭的不斷深入潛出，也就會產生有節(jié)奏性的沖擊負荷。此技術是常規(guī)回轉鉆探的一個改進成果，在回轉力和沖擊力的作用下，可以對高硬巖鉆進的效率提高很多，從而也就減少了打孔的成本。此技術還能利用堅硬巖石抗剪度低和脆性大這樣的特點，對于一些鉆孔質量差和鉆探復雜地形都能用此技術解決。此方法適合用在脆性大、巖層堅硬的地質來進行鉆探，因為此技術在使用過程中是高頻振動的，那就要注意好設備緊固的問題，而液動錘磨損的大小與液壓泥漿質量的好壞有直接關系，因此液壓泥漿就要粘稠度低、含砂量少、潤滑性能好。小口徑巖心的鉆探現在正向水下爆破，錨固施工及水文水井等一些領域發(fā)展。而此技術有待發(fā)展的地方就是處于高強的工作環(huán)境下，要增強潛孔錘的工作性能及使用壽命?，F在此技術通常都應有在金屬礦山，化工，石油，水電建材，地質等一些領域。

四、結束語

鉆探技術是地質工程勘察中重要的技術，是地質工程勘察十分有效且重要的手段之一，不同的地質對鉆探技術的要求不同，在地質工程勘察中對鉆探技術的選用也是重要環(huán)節(jié)之一，因此必須加強對地質工程勘查的鉆探技術進行研究分析

參考文獻：

[1]冉恒謙等.地質鉆探技術與應用研究[J].地質學報，2011（11）

[2]高富麗等.我國地質鉆探技術裝備現狀分析及發(fā)展建議[J].探礦工程，2009（01）

[3]郭向軍.工程地質勘察經驗剖析[J].山西科技，2011（03）

[4]單曉琳.不同工程地質勘察階段地質體的測試方法[J].黑龍江科技信息，2012（15）