地質(zhì)勘查中鉆探技術(shù)的應(yīng)用

王彥羽

摘要：鉆探技術(shù)作為工程地質(zhì)勘察的最重要的方法，能夠保證勘察數(shù)據(jù)的高準(zhǔn)確度及高效率。目前鉆探技術(shù)方法種類較多，就需要在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)施工中根據(jù)地質(zhì)條件的差異選擇適宜的鉆探技術(shù)。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)勘察；鉆探技術(shù)；應(yīng)用

1工程地質(zhì)勘察的簡(jiǎn)要介紹及其特征

1.1簡(jiǎn)要介紹

工程地質(zhì)勘察可以簡(jiǎn)單地理解為通過(guò)一定的技術(shù)手段對(duì)地形及地質(zhì)的整體狀況進(jìn)行縝密的勘測(cè)、調(diào)研與實(shí)驗(yàn)，以此能夠?qū)Φ赜蚍秶恼w地形及地質(zhì)的狀況有比較詳盡的了解，能夠?yàn)楹笃陧?xiàng)目的施工奠定良好的基石。

1.2特征

工程地質(zhì)勘察的目的是技術(shù)人員對(duì)項(xiàng)目施工地的地勢(shì)與地質(zhì)條件有足夠的了解，其特征大體包含如下四個(gè)方面：第一，工程地質(zhì)勘察的勘察目標(biāo)是土地。因此需在開(kāi)展詳細(xì)的施工操作開(kāi)始之前對(duì)地勢(shì)及其地形有充分的了解，保證判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性及其合理性，從而確保能夠選取最佳的鉆探技術(shù)。第二，在鉆探過(guò)程中，需要認(rèn)識(shí)到布孔和取樣是同等重要的，既要保證合適的布孔又要確保取樣的代表性。在選取巖芯過(guò)程中所布孔盡可能地控制在10m以內(nèi)，且沒(méi)必要過(guò)大，只有這樣才能保證對(duì)地質(zhì)的結(jié)構(gòu)未造成損害的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理分析。第三，鉆探技術(shù)是通過(guò)布孔的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)采樣的目的，取樣的同時(shí)不能忽略布孔的重要性。布孔是一項(xiàng)技術(shù)含量較高的技術(shù)，在布孔中會(huì)應(yīng)用到很多技巧，對(duì)于布孔的地點(diǎn)、深度的確定都需要布孔操作人員做好正確的評(píng)估。第四，在地形情況較難估量的地點(diǎn)進(jìn)行勘察時(shí)對(duì)于布孔的要求就相對(duì)較高，若布孔操作人員的技術(shù)未達(dá)標(biāo)，不但很難保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)還會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)人員的生命安全產(chǎn)生一定的危害。

2工程地質(zhì)勘探中鉆探技術(shù)的應(yīng)用

以下的這三類介紹了鉆探技術(shù)的應(yīng)用。

2.1液動(dòng)潛孔錘鉆探技術(shù)的應(yīng)用

液壓潛孔錘鉆進(jìn)技術(shù)是在旋轉(zhuǎn)鉆探的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，主要使用沖洗驅(qū)動(dòng)潛孔錘，當(dāng)液壓潛孔錘沖擊能量可以傳送到鉆頭，鉆打破巖石，主要工具是施工現(xiàn)場(chǎng)的泥漿泵，液壓錘鉆探和旋轉(zhuǎn)鉆探對(duì)比如圖1所示。旋轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)的改進(jìn)技術(shù)、影響和旋轉(zhuǎn)力的驅(qū)動(dòng)下，極大地提高鉆井設(shè)備的效率，降低鉆井成本。

2.2反循環(huán)鉆探技術(shù)的應(yīng)用

已廣泛應(yīng)用反循環(huán)鉆井技術(shù)是一種鉆井技術(shù)，其應(yīng)用在實(shí)際取決于循環(huán)介質(zhì)分為空氣反循環(huán)鉆井技術(shù)和水力反循環(huán)鉆井技術(shù)?？諝夥囱h(huán)鉆進(jìn)技術(shù)在鉆井過(guò)程中以空氣為介質(zhì)鉆探，鉆探過(guò)程中由武器外鉆桿為壓縮空氣的傳播，把它的底部洞，壓縮空氣后通貨膨脹產(chǎn)生的影響大，開(kāi)孔的底部孔錘影響巖石和鉆桿和空氣和巖屑回地面，實(shí)現(xiàn)巖屑的檢測(cè)試驗(yàn)，具體原理如圖2所示。

這兩種開(kāi)采方法有自己的優(yōu)點(diǎn)?？諝夥囱h(huán)鉆進(jìn)技術(shù)在一些更干旱，缺水地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，其消費(fèi)更少的勞動(dòng)力在鉆井的過(guò)程中，鉆井成本很低，但巖屑樣品代表性不強(qiáng)，不能夠準(zhǔn)確地反映地層的實(shí)際情況。水力反循環(huán)鉆井技術(shù)可以反映地層的結(jié)構(gòu)，但它消耗大量的水資源存在于鉆井過(guò)程中，鉆井速度緩慢，需要時(shí)間長(zhǎng)。

3 常用方法

3.1擊入法

對(duì)于質(zhì)地較為堅(jiān)硬的地層，使用一般的鉆探方法往往由于對(duì)巖層的沖擊力不夠而無(wú)法快速的破碎巖石，使得鉆進(jìn)時(shí)效受到影響。擊入法則能夠提供足夠的能量，使得巖石快速的破碎，有利于鉆探工作的順利開(kāi)展，通常有孔內(nèi)、孔外擊入兩種方式。

3.2壓入法

對(duì)于質(zhì)地柔軟的巖層，不需要較大的沖擊力，只需要適當(dāng)?shù)氖┘訅毫?，因而此時(shí)可以采用壓入法來(lái)進(jìn)行鉆探，這樣就可以減少鉆進(jìn)過(guò)程中的能量消耗。通常來(lái)說(shuō)根據(jù)工作連續(xù)性不同有連續(xù)壓入和間歇壓入兩種。

3.3振動(dòng)法

振動(dòng)法對(duì)于一般性的巖層鉆探均能適用，它可以利用振動(dòng)器來(lái)使得土層產(chǎn)生震動(dòng)，并將鉆頭鉆進(jìn)到土層中。但應(yīng)當(dāng)注意該方法不適用于巖石層的鉆探以及原狀樣的提取。

4 應(yīng)用分析

常見(jiàn)的鉆塔技術(shù)有以下幾種：

4.1反循環(huán)鉆探

“壓送法”反循環(huán)鉆探適用于之地較軟或者是中硬質(zhì)地的勘探現(xiàn)場(chǎng)，工作時(shí)先壓送沖洗液進(jìn)入套管內(nèi)，隨后沖洗液又從鉆桿內(nèi)返回繼而形成循環(huán)，這樣鉆取的巖芯就隨著沖洗液帶到地表?？諝夥囱h(huán)鉆探技術(shù)實(shí)現(xiàn)了節(jié)水的鉆探，特別是在一些水資源緊張的地區(qū)特別適用，它的循環(huán)介質(zhì)為空氣，多用于固體礦產(chǎn)鉆探。有些礦產(chǎn)質(zhì)地較為松散，適用其他的鉆探技術(shù)有可能對(duì)巖芯造成較大的擾動(dòng)，使得取樣準(zhǔn)確率不高，特別是一些高嶺土?xí)谒淖饔孟掳l(fā)生膨脹現(xiàn)象，造成礦巖芯的污染而使用空氣反循環(huán)鉆探技術(shù)可避免此類問(wèn)題，從而高效率的準(zhǔn)確取樣。實(shí)際操作時(shí)，隨著鉆探深度的加深，鉆機(jī)轉(zhuǎn)速不斷提高，巖芯礦物隨著空氣循環(huán)到地上，取樣人員只需要在按照一定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)接收收集。

4.2繩索取芯技術(shù)

進(jìn)行地質(zhì)勘探時(shí)，如果使用鉆探技術(shù)鉆進(jìn)到巖芯時(shí)，巖芯物質(zhì)進(jìn)入到管中，此時(shí)在提取巖芯時(shí)不用將鉆上提，而是使用繩索等專業(yè)取樣工具將其從巖芯管取出來(lái)，這樣就可以大大地縮短鉆探的有效時(shí)間。

4.3液動(dòng)潛孔錘

液動(dòng)潛孔錘是一種新的鉆探技術(shù)，它在回轉(zhuǎn)鉆探技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)后形成的，屬于液動(dòng)的類型，并在液動(dòng)能量的支持下給予鉆頭一定的沖擊力，使其向下錘動(dòng)，加速了巖石的破碎。

4.4組合鉆探技術(shù)

工程地質(zhì)勘探工作通常面臨較為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，有時(shí)僅憑一種鉆探方法難以達(dá)到理想的效果，因此可以綜合使用各種鉆探技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行組合，這樣就可以整合各類鉆探技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，從而提高鉆探的效率，減少工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約鉆探工作的成本，達(dá)到更好的鉆探效果。

5結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)不同的工程地質(zhì)和自然條件，要選用不同的鉆探技術(shù)，從而可以取得一個(gè)較好的效果。在當(dāng)前社會(huì)環(huán)境下，隨著鉆探技術(shù)的發(fā)展和研究，只有深入了解鉆探知識(shí)，掌握鉆探技能，才能不斷適應(yīng)社會(huì)對(duì)于鉆探人員的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王賀寧.工程地質(zhì)勘察中鉆探技術(shù)的應(yīng)用分析[J].科技視界，2017，（12）：158+160.

（作者單位：江蘇省核工業(yè)二七二地質(zhì)大隊(duì)）