工程地质勘探中钻探技术的应用

工程地质勘探中钻探技术的应用
摘要：我国土地资源辽阔，但近些年随着国家经济的发展和城市建设规模的扩大，对于矿产及能源的消耗量也在逐年增加，所以就需要对工程地质勘察工作的
开展给予足够的重视。

钻探技术作为工程地质勘察的重要方法，能够保证勘察数
据的高准确度及高效率。

目前钻探技术方法种类较多，就需要在实际的现场施工
中根据地质条件的差异选择适宜的钻探技术。

基于此，本文对工程地质勘探中钻
探技术的应用进行简要分析。

关键词：工程地质勘探；钻探技术；应用
1工程地质勘探的简要介绍及其特征
1.1简要介绍
工程地质勘探为工程地质勘察的一个组成部分，工程地质勘察的具体内容包涵地质情况
的勘测、样品的实验开展、地质情况的调查及其测绘等，在相关工作完成后对项目筹建地点
的土层情况和相关的力学参数有了准确的认识。

工程地质勘探可以简单地理解为通过一定的
技术手段对地形及地质的整体状况进行缜密的勘测、调研与实验，以此能够对地域范围的整
体地形及地质的状况有比较详尽的了解，能够为后期项目的施工奠定良好的基石。

结合勘探
相关数据能够对项目适应性做好剖析与检测，最终提出符合项目施工要求的方案与技术性建议。

1.2特征
工程地质勘探的目的是技术人员对项目施工地的地势与地质条件有足够的了解，其特征
大体包含如下四方面：第一，工程地质勘察的勘察目标是地层。

因此需在开展详细的施工操
作开始之前对地势及其地形有充分的了解，保证判断结果的准确性及其合理性，从而确保能
够选取最佳的钻探技术。

第二，在钻探过程中，需要认识到布孔和取样是同等重要的，既要
保证合适的布孔又要确保取样的代表性。

在选取岩芯过程中所布钻孔尽可能地控制在10m以内，且没必要过大，只有这样才能保证对地质的结构未造成损害的基础上进行合理分析。

第三，钻探技术是通过布孔的方式来实现取样的目的，取样的同时不能忽略布孔的重要性。

布
孔是一项技术含量较高的技术，在布孔中会应用到很多技巧，对于布孔的地点、深度的确定
都需要布孔操作人员做好正确的评估。

第四，在地形情况较难估量的地点进行勘察时对于布
孔的要求就相对较高，若布孔操作人员的技术未达标，不但很难保证实验数据的准确性，同
时还会给现场人员的生命安全造成一定程度的危害。

2钻探技术在工程地质勘探中的具体应用
2.1绳索取芯钻探技术
进行地质勘探时，如果使用钻探技术钻到岩芯时，岩芯物质进入到管中，此时在提取岩
芯时不用将钻上提，而是使用绳索等专业取样工具将其从岩芯管取出来，这样就可以大大地
缩短钻探的有效时间。

据统计，在进行金刚石岩芯的勘探时，如果采用升降钻机的方式进行
取样，其升降钻机的时间就占到总工作时间的四成左右，而使用绳索取芯技术就可以节省这
一部分时间，提高了工作效率。

另外这种技术采用的厚壁钻头虽然钻进速度略慢，但总体上
减少了升降工序，仍然有较高的钻探效率，并且在出现岩芯管堵塞时，能够马上进行疏通，
还能够保证岩芯的完整程度。

采用升降钻机取芯还会导致钻机的磨损加大，据统计，绳索取
芯技术使用的钻头使用寿命可以延长一倍。

由于提钻少，使得钻杆始终处在钻孔内，一定程
度上有护壁的作用。

综合来看，该方法减轻了劳动强度，使得钻探成本降低，但是同时也应
注意到，由于钻头壁厚，会对岩石产生大面积的削切，同时钻进的能耗较高。

2.2液动潜孔锤钻探技术
该技术也是目前应用比较广泛的技术之一，它的基本原理是将液动潜孔锤插在钻杆和钻
头之间，钻孔时，在冲洗液的驱动下，液动潜孔锤就会将能量传递给钻头，造成冲击负荷，
使钻孔的效率提高。

对于抗剪强度低，不耐冲击的坚硬岩石来说，这种技术能够有效的钻孔，但是这种状态下对液动潜孔锤的要求条件也较高，因此，要注意对泥浆的选择，基本要求是
要使用润滑效果好，含砂量低，粘稠度低的高质量泥浆，这样才能保证液动潜孔锤的正常工
作。

2.3反循环钻探技术
反循环钻探技术起始于20世纪中叶，欧洲国家开始使用，并逐渐推广普及开来，并在发
展过程中形成了多种形式。

在一开始的反循环钻探功能较少，主要用于岩矿屑的采集，目前
已经能够实现连续的对岩芯进行钻探收集。

“压送法”反循环钻探适用于较软或者是中硬场地
的勘探现场，工作时先压送冲洗液进入套管内，随后冲洗液又从钻杆内返回继而形成循环，
这样钻取的岩芯就随着冲洗液带到地表。

空气反循环钻探技术实现了节水钻探，特别是在一
些水资源紧张的地区特别适用，它的循环介质为空气，多用于固体矿产钻探。

有些矿产质地
较为松散，适用其他的钻探技术有可能对岩芯造成较大的扰动，使得取样准确率不高，特别
是一些高岭土会在水的作用下发生膨胀现象，造成矿岩芯的污染而使用空气反循环钻探技术
可避免此类问题，从而高效率的准确取样。

实际的操作时，随着钻探深度的加深，钻机转速
不断提高，岩芯矿物随着空气循环到地上，取样人员只需在设定的时间节点收取即可。

2.4组合钻探技术
组合钻探技术就是将绳索取芯钻探技术、反循环钻探技术、液动潜孔钻探技术三者结合
运用的技术。

该技术的优势能够将3种技术合理有效的结合，从而提高钻探的效率还大大节
省成本和人工劳动强度。

组合钻探技术在工程地质勘察时，可在不同的地质条件下灵活运用。

在采取物质结构样本时，在钻孔浅时，液动潜孔锤在空气或水或泥浆的驱动作用下通过钻杆
将样本带回地面，钻孔深时，就用特质的打捞绳索将样本从样本提取管中提取带回地面。

3工程地质勘探中应用钻探技术的注意事项
在运用钻探技术时还需注意以下几点：第一，进行钻孔作业时，要根据此区域的地理环
境地质条件以及工程项目的类型等合理地选择钻孔的位置，不能盲目施工；第二，在钻孔作
业施工前，要根据工程项目的施工量确定钻孔深度，进行合理的分析，如小型建筑工程的钻
孔深度一般在10m左右，具体问题具体分析是工程施工的重要条件之一；第三，在钻孔作业
之前，要充分了解该区域内的地质条件，选择合理有效的钻孔方法，采用低速干钻的方式完
成样本的采取，在岩芯采取率达不到规定要求的地区，更需要采取更严谨的作业方式；第四，在充分了解采取样本区域的地理环境、地质岩层物质结构后，采用钻探技术进行样品采取时，为了保证采取的样品试验有效且完好无缺，保护施工区域的岩层和水质层不受到施工人为的
破坏，在钻探过程中，钻探的速率及深度等要严格按照规定流程操作并记录和观察钻孔的操
作过程，采取的岩芯样品的磨损受回次进尺的时间和长度的影响，按照工程地质勘察操作流
程的规定，回次进尺的适宜长度在2～3m的范围内，因此在施工时，为避免岩芯过多，磨损
要按照规定进行操作，不可以随意进行施工。

结语：
通过对几种钻探技术的分析，我们可以发现，不同的工程建设，不同的地质情况，不同
的钻探目的，对应着不同的钻探技术，因此我们明确目标，因地制宜，加强对钻探技术的认识，才能为工程建筑物的设计和施工提供地质方面的参考，保证生产质量，防止安全隐患，
取得最大的效益。

参考文献：
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工程），2015，42（02）：60-64.
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