工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析

王賀寧

【摘 要】中國(guó)國(guó)土面積達(dá)到九百六十三萬(wàn)平方千米，幅員遼闊，而且地形地勢(shì)西高東低，呈階梯狀分布；地形多種多樣（有高原、山嶺、平原、丘陵、盆地），山區(qū)面積廣大。正因此，我國(guó)地質(zhì)勘探工作可謂是十分重要，它可以預(yù)測(cè)地震、尋找、勘探各類礦產(chǎn)，避免災(zāi)害性的滑坡，研究古生物的演化等等。特別是在21世紀(jì)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)騰飛，給地質(zhì)勘察工作提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。既然是研究地質(zhì)，那么必然少不了工程地質(zhì)勘察中的鉆探技術(shù)本。文主要介紹了工程地質(zhì)勘察中，鉆探技術(shù)的幾大類型、其所需設(shè)備以及應(yīng)用方法。

【關(guān)鍵詞】鉆探技術(shù)；簡(jiǎn)析；工程

0 引言

中國(guó)可謂是資源大國(guó)，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的國(guó)情下，我國(guó)所需的礦產(chǎn)資源可以說(shuō)是越來(lái)越多，因此工程地質(zhì)勘察工作也變得更加重要起來(lái)。同時(shí)，我國(guó)作為后起之秀，雖然在工程地質(zhì)勘察工作方面已有很大成就，但與一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在較大差距。那么對(duì)于工程地質(zhì)勘察工作來(lái)說(shuō)，最重要最直接的手段便是鉆探技術(shù)，因其具有高效、快捷、準(zhǔn)確等的特點(diǎn)。雖然古代的鉆探技術(shù)的目的是找鹽找水，但其與現(xiàn)代的鉆探技術(shù)可謂是大不相同，現(xiàn)代的鉆探技術(shù)和鉆井不一樣，鉆探在鉆的過(guò)程中以探為主，鉆的大部分孔都要取巖心，從而進(jìn)行分析研究。

1 工程地質(zhì)勘察特點(diǎn)

特點(diǎn)大致是下面四個(gè)：1）首先，工程地質(zhì)勘探的對(duì)象便是土地。那么在進(jìn)行一系列專業(yè)操作之前，首先需要對(duì)要研究的地形進(jìn)行分析，作出合理的判斷，從工程地質(zhì)勘察中多種鉆探技術(shù)中正確選擇出所需要的方法。2）第二點(diǎn)就是鉆探在鉆的過(guò)程中以探為主，因此采樣比鉆孔更重要，同時(shí)也就要求在采取巖心時(shí)，鉆孔不必太大，盡量保證小于十米，這樣可以在不破壞地質(zhì)結(jié)構(gòu)的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行研究。3）工程地質(zhì)勘察中的鉆探技術(shù)目的是探，手段時(shí)鉆，但是這并不意味著鉆孔不重要，鉆孔也是一件十分講求技巧的工作，在哪里鉆孔，大概要鉆多深，都需要研究人員作出合理判斷。同時(shí)，鉆孔的功能并不是只有采樣，通過(guò)它還可以了解當(dāng)?shù)氐乃奶攸c(diǎn)、地質(zhì)災(zāi)害等等。4）對(duì)于較為復(fù)雜的地形，勘探工作就必須要格外小心地進(jìn)行，對(duì)鉆孔技術(shù)要求也會(huì)更高，如果技術(shù)不過(guò)關(guān)，不僅對(duì)技術(shù)人員的人身安全造成威脅，而且對(duì)所要研究的地形得出的結(jié)論也是不可信的。

2 工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

可以說(shuō)，鉆探技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用是極其廣泛的。首先來(lái)說(shuō)資源勘探，我國(guó)國(guó)土遼闊，物產(chǎn)很多，資源豐富，鉆探技術(shù)可以探查資源，對(duì)我國(guó)未來(lái)的發(fā)展十分重要。第二是鉆探取樣，近些年來(lái)我國(guó)的航天事業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展，對(duì)地球以外的星球的研究也正在如火如荼的進(jìn)行著，要研究外界星球，首先要充分研究地球，對(duì)地球演變、地球不同地質(zhì)充分了解后，才能借助這些地質(zhì)信息對(duì)其他星球的地質(zhì)做出一些判斷。下面來(lái)介紹幾種鉆探技術(shù)。

2.1 反循環(huán)鉆探技術(shù)

首先來(lái)介紹反循環(huán)鉆探技術(shù)。這種方法一般使用于固體地質(zhì)層，特別是一些破碎地面，比如破碎巖石較多的地質(zhì)。反循環(huán)鉆探技術(shù)的特點(diǎn)是可以連續(xù)，而且運(yùn)用的原料（空氣）來(lái)源非常充足，因此它是非常受歡迎的一種方法。

下面介紹其使用方法：鉆探?jīng)_洗液自孔口經(jīng)鉆桿與孔壁間，或雙壁鉆桿的內(nèi)外管之間的環(huán)狀空間向下行，到達(dá)孔底后又從鉆桿或雙壁鉆桿內(nèi)管上返到地表的一種相反方向循環(huán)方式的鉆探和取樣技術(shù)。沖洗液介質(zhì)可以是水、泥漿或空氣。具體如圖1所示。

反循環(huán)鉆探技術(shù)優(yōu)點(diǎn)很多，它可以實(shí)現(xiàn)邊鉆進(jìn)，邊取樣；還可以隨時(shí)了解到所鉆地層情況。

2.2 繩索取心技術(shù)

繩索取心技術(shù)的特點(diǎn)是所用時(shí)間短，效率高，耗費(fèi)的人力物力少。

具體操作是取巖心時(shí)不需要提出鉆孔內(nèi)的全部鉆桿柱，而用專用帶鋼絲繩的打撈器，通過(guò)孔內(nèi)鉆桿中心孔將裝有巖心的孔底內(nèi)管提至地面，從而得以實(shí)現(xiàn)上述優(yōu)點(diǎn)。

繩索取心鉆探鉆孔是本技術(shù)的核心器件，不同的尺寸應(yīng)用于不同的地質(zhì)，而且鉆孔的深度也有所不同。比如美國(guó)長(zhǎng)年公司生產(chǎn)有AQ（48mm）、BQ（60mm）、NQ（75.7mm）、HQ（96mm）、PQ（122.6mm）、SQ（145.3mm）等多種規(guī)格。具體可見圖2。

2.3 液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)

液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)是一種較新的技術(shù)，它較好地利用了堅(jiān)硬巖石脆性大而抗剪強(qiáng)度較低不耐沖擊力的弱點(diǎn)，使用對(duì)象一般是極硬的不好勘探的巖石層。有時(shí)，當(dāng)鉆心質(zhì)量過(guò)于差，技術(shù)人員也會(huì)選擇使用這種方法。

此項(xiàng)技術(shù)有多種分類：正作用式、反作用式、雙作用式、復(fù)合作用式、中空貫通式等等，具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3

3 工程地質(zhì)勘察鉆探常用的鉆探方法和設(shè)備

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于地質(zhì)還算穩(wěn)固的鉆探工程，應(yīng)用的主要方法還是直接用機(jī)械來(lái)破碎巖石，當(dāng)然這也分成幾種形式：沖擊鉆探、振動(dòng)鉆探和噴鉆探等。

鉆探設(shè)備是指在進(jìn)行地質(zhì)勘探時(shí)所需要的一些主要的儀器設(shè)備，對(duì)于一般的工程來(lái)說(shuō)，主要會(huì)用到泥漿凈化設(shè)備、鉆機(jī)、泥漿攪拌機(jī)，鉆塔等等。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)幅員遼闊，擁有豐富的礦產(chǎn)資源與地質(zhì)信息，充分利用國(guó)土優(yōu)勢(shì)，發(fā)展地質(zhì)勘探工作，是十分明智的。而地質(zhì)勘探中的“鉆探”工作，又是地質(zhì)勘探中的核心步驟。國(guó)家應(yīng)加大對(duì)鉆探工作的投資，讓我國(guó)的地質(zhì)工作長(zhǎng)足發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint