岩土工程勘察中钻探技术的应用

岩土工程勘察中钻探技术的应用

发表时间：2015-12-25T15:01:34.697Z 来源：《基层建设》2015年15期供稿作者：耿成珍1 周庆云2

[导读] 1.十四冶建设云南勘察设计有限公司；2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院钻探作为岩土工程勘察最主要的手段被广泛应用，钻探技术的高低，直接关系到勘察成果的质量。

耿成珍1 周庆云2

1.十四冶建设云南勘察设计有限公司；

2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院

摘要：钻探作为岩土工程勘察最主要的手段被广泛应用，钻探技术的高低，直接关系到勘察成果的质量。所以，应对其进行更深入的了解，以便进行更精准的控制。文章对岩土工程勘察常用的钻探工艺进行了全面详细的了解与分析，并仔细分析了钻探技术在地质勘察工程中的应用。

关键词：岩土工程勘察；钻探技术；应用

伴随我国经济的发展与进步，土木工程建设也在飞速的发展，而岩土工程勘察行业也伴随土木工程的进步而进步。钻探技术依靠自身能直观反映的特点，成为了岩土工程勘察过程中最关键性的工序。众所周知，目前阶段，在我国经济持续发展的背景下，工程建设行业发展的速度加快，使得岩土工程勘察业务量增加，特别是高层、超高层建筑物的勘察过程中，取样、原位测试工作等对钻探技术提出了更高的要求。

一、岩土工程勘察概述

岩土工程勘察的任务是按照不同勘察阶段的要求，正确反映场地的工程地质条件及岩土体性态的影响，并结合工程设计、施工条件以及地基处理等工程的具体要求，进行技术论证和评价，提交处岩土工程问题及解决问题的决策性具体建议，并提出基础、边坡等工程的设计准则和岩土工程施工的指导性意见，为设计、施工提供依据，服务于工程建设的全过程[1]。

岩土工程勘察的手段主要有：工程地质调查和测绘、钻探及采取土试样、原位测试、室内试验、现场检验和检测，最终根据以上几种或全部手段，对场地工程地质条件进行定性或定量分析评价，编制满足不同阶段所需的成果报告文件。其中，钻探技术是勘探方法中的关键技术，并且在孔内原位的测试以及岩土样品的采取中发挥重要的作用。如果钻探技术存在一定的问题，就无法实现准确揭露地层结构，并且也无法获得准确的力学参数，更严重的会对工程整体的质量产生影响，甚至会产生一定的安全隐患。

二、岩土工程勘察与钻探

1、岩土工程勘察中常用的钻探技术

（1）反循环钻探的技术

反循环钻探技术主要包括空气反循环技术与水力反循环技术，两者之间的循环介质存在一定的差异[2]。其中，水力反循环钻探技术的循环介质主要是水和泥浆，而其循环的方式则是将循环介质送至孔底，这样就可以使取心钻头达到柱状岩心，岩心随着钻头一起返回地面。但是，空气反循环钻探技术的循环介质是空气，并且通过双臂钻杆外管作用，就可以将空气送到孔底。与此同时，空气会产生剧烈膨胀的现象，进而形成冲击力，带动孔底潜孔锤对孔底岩石进行撞击。随后，钻杆就会把空气一同带回地面，并携带相应的岩屑，根据岩屑就可以对地质进行所需信息的测量了。

（2）绳索取心技术

在利用绳索取心技术来获取岩心时，无需利用钻杆，并且只有在必须更换钻头或者钻头出现问题的情况下才需要使用钻杆。绳索取心技术的重点就是在出现堵塞情况时打捞所使用的工具与存储岩矿心的岩心管。在进行岩心的提取过程中，也无需对钻杆住进行提升。

（3）液动潜孔锤技术

液动潜孔锤技术主要的工作原理是充分利用冲洗液，使其有效的带动液动潜孔锤进行运行。在液动潜孔锤受到外力冲打的情况下，液动潜孔锤就会将此能量中的部分能量传给钻头，进而将岩石击碎。而泥浆泵在冲洗液的输送工作中具有重要的作用，运用泥浆泵就可以使钻头进行反复的运动，进而产生冲击负荷。

（4）组合钻探技术

组合钻探技术就是将反循环钻探与绳索取心以及液动潜孔钻探技术相互结合形成的，这种具有综合性的钻探技术，能够科学合理的融合入各钻探技术的优点。并且，组合钻探技术能够按照实际的地质情况进行钻探工作，能够有效的减少施工的成本与劳动的强度，并且有利于钻探作业效率的提高[3]。

2、钻探技术在岩土工程勘察中的应用

因为隧道地质勘察具有代表性，所以下文以钻探技术在某高速公路隧道地质勘察中的实际应用为实例进行分析，这样也能够更直观的了解钻探技术在地质勘察领域中的应用效果。

（1）测量并标定孔位

在开钻之前，相应的测量技术人员对标高以及掌子面中线与拱部控制点进行测量，并且技术人员需要按照之前所设计的钻孔位置与角度，合理的选用测量仪器，确定孔位和标准的角度，保证钻头段与主动杆处于同一方向与孔位对准，并对钻机进行定位，为开孔工作做好准备。

（2）开孔

在钻机完成就位，并对相关设备的运行进行调试以后，准备开钻。应充分考虑到围岩情况，进而正确的选择合适的钻头，保证开孔处于两米到五米的范围内基本无偏差。

（3）安装孔口管

根据选择的钻机配套钻头选择孔口管的加工方式。通常，钻头的直径采用的是76与91，所以，可以使用直径为108的无缝钢管作为孔口管使用，一般的长度是两米[4]。如果存在围岩不理想的状况，可以合理的对孔口管的长度加长，这样可以更好的保证锚固止水的功能。在孔口管的管身处要使用麻丝来封堵孔口管与岩壁之间的缝隙，孔口管的底部是使用锚固剂进行封堵的，长度在十厘米至十五厘米范围内。在对孔口管进行清洗时，需要使用高压水对孔壁进行清洗，然后与快硬水泥进行拌合，形成糊状，并将其放入到孔内。此过程需要使

用半包水泥，并将孔口管与孔口相互对准，放入孔内。与此同时，要保证外置钢板对孔口管法兰盘的保护作用，然后使用钻头将孔口管推送到孔内部预先设定的深度。在此过程中，首先进入孔内的快硬水泥会犹豫受挤压而从孔内沿着围岩壁与孔口管的缝隙而返回，这样就可以将周壁的缝隙填充满，并实现对周壁的包裹。同时，还使用麻丝来进行膨胀的封堵，这样就有利于避免跑浆漏水问题的发生。

（4）孔口管的锚固与加固

一定要使用高性能的锚固剂对掌子面以及孔口管的接触带进行密实的锚固，这样可以提高锚固的使用效果，也可以积极的防止钻探过程中产生的高压涌水问题。在掌子面要积极的搭设锚杆，并将钢筋进行连接，保证孔口管的焊接质量过关，从而更好的对孔口管进行加固，预防高压涌水现象。

（5）钻孔

在完成锚固作业两小时以后，要在孔口管表面安设φ100的阀闸，同时要安装好垫片，将螺栓拧紧[5]。以上作业的主要目的就是能够保证在出水的情况下，能够及时的将阀门关闭，实现可控可防的目标。除此之外，转换91或者76的钻头，进行钻进作业。最重要的是，操作钻机的工作人员需要具有丰富的实战经验以及专业的操作技术。

（6）换孔与结束钻探作业

在达到钻孔预定设计的深度以后，需要由专业的技术工作人员进行严格仔细的检查，在保证钻探作业合格以后，就可以停止钻探作业，将钻杆及时撤出。孔口管的钻探作业结束，可以进行换孔的定位工作，或者是就此结束钻探的施工作业。

结束语：

综上所述，岩土工程勘察中的钻探技术本身就是具有复杂性质的工艺，并且该技术还会涉及到其他多个领域的内容。所以，在进行岩土工程勘察工作时，需要选择正确的钻探技术。与此同时，钻探技术在地质勘察工作中也发挥着自身重要的作用。文章对地质勘察工程中常用的钻探技术进行了全面详细的分析与阐述，并以某高速公路隧道地质勘察工作为主要事例进行探讨，详细的分析了钻探技术在该领域中实际应用，从而充分的展现出钻探技术在地质勘察工程领域中的重要作用。

参考文献：

[1]王喜顺.钻探技术在地质勘察工程中的应用研究[J].地球，2015（1）：125-125，130.

[2]张嘉峰.浅谈地质勘察工程中的钻探技术[J].科技创新与应用，2013（30）：25-25.

[3]李小平.对地质勘察工程中的钻探技术的分析[J].科技与生活，2012，4（24）：182-183.

[4]李小平.浅析地质勘察工程中的钻探技术[J].中国高新技术企业，2012（18）：115-117.

[5]马致远.浅析地质勘察工程中的煤田钻探技术[J].地球，2015（2）：121-121.