工程地质勘察中钻探技术的应用分析 陈军

工程地质勘察中钻探技术的应用分析陈军

发表时间：2018-05-15T15:04:18.157Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第34期作者：陈军蒲鸿波王益林

[导读] 本文探讨了工程地质勘察中钻探技术的应用。

四川省煤田地质局一三五队四川泸州 646000

摘要：钻探技术是工程地质勘察中重要的技术，是工程地质勘察十分有效且重要的手段之一，不同的地质对钻探技术的要求不同，在工程地质勘察中对钻探技术的选用也是重要环节之一，因此必须加强对工程地质勘察的钻探技术进行研究分析。本文探讨了工程地质勘察中钻探技术的应用。

关键词：工程地质勘察；钻探技术；应用

探矿工程技术在众多领域都发挥了不可替代的作用，在实际工作中，要正视工程中存在的一系列问题，并针对这些问题制定相应的改革措施，发挥各方的主观能动性，在社会经济发展的指挥棒下，充分发展技术、理论知识和实践创新能力，必将具有十分重要的现实意义和经济效益。

1 地质勘察工程简述

1.1 工程地质勘察工程的概念

工程地质勘察是指通过对于地质情况的勘探、调查、试验从而对于区域内的地质状况充分了解，为工程的施工打下基础。在地质勘察过程中需要对工程的岩土结构和水体分布情况进行详细的分析调查，以便充分了解岩土体的空间分布及变化规律，便于工程建筑施工时采取相应的措施从而确保工程地基的稳定。

1.2 工程地质勘察的特点

工程地质勘察过程中，相关的现场勘察人员需要充分考虑到工程的现场地质条件。不同的工程有不同的勘探要求，一般的民用建筑在勘探布孔时会沿着建筑轮廓线进行布孔，而水坝等大型建筑在布孔时往往会沿着建筑的轴线进行布孔。在钻探时也应当尽量选择相对较为简单的钻探方法与设备。钻探不仅可以了解现场的地质条件和地层岩性，还能帮助勘察人员进行地层的取样与实验。

2 工程地质勘察中对钻探技术选用的影响因素

2.1地质条件的不同影响钻探技术的选用

第一，卵碎石类地形的松散度影响。松散的卵碎石地形比较容易钻孔取样，钻入难度小，比较轻松，但是由于比较松散很容易坍塌，所以可以考虑使用跟管钻进；不够松散的卵碎石地形由于鹅卵石排布比较紧密，可以从一定程度上减少塌方的危险，但是相对来说很难钻入，所以可以选用裸孔钻进。第二，卵碎石层含水度影响。卵碎石层含水量的大小也会影响钻探技术的选用，含水量高的卵碎石层通常土质比较潮湿，钻孔难度小，但是土质疏松也容易发生塌陷，最好采用跟管钻进的方法，当然也有特殊情况，如果最底层土质属于粘性土，则会比较稳固不易塌方，用裸管钻进也是可以的；反之，如果含水量较小的话，土质会比较紧密，不易塌方，跟进难度也比较大，可以采用裸管钻进的技术。第三，卵碎石颗粒的直径大小有差异。钻具的口径和卵碎石颗粒的直径有着十分密切的关系，选取时最好采用口径大于石头颗粒直径的钻具，必要时候可以对钻具口径进行加大来确保钻孔工作的顺利进行。第四，卵碎石层的属性差异。卵碎石层的土质大都是粘性土，适合采用裸管钻进，但是在钻进过程中要用跟管对孔壁进行保护，来预防钻孔时孔壁的崩溃。

2.2工程地质钻探技术常用的方法不同

在一般情况下，施工地点的地质条件都是不同的，针对不同的地质条件有不同的地质钻探方法。具体如下：

第一，击入法，主要适用于土层分布极为紧密的情况，操作方式是使用连续锤子敲击，实际情况中多采用重锤少击来进行，以保证土质的还原，而且效率也比较高；第二，压入法，适用于土质疏松的情况，有连续压入和断续压入，前者一般适用范围比较广；第三，振动法，这一种由于会对土质产生波动，破坏地质结构，一般不建议使用。

3 工程地质勘察中钻探技术的应用

3.1反循环钻探技术的应用

反循环钻探技术是一种应用较为广泛的钻探技术，其在实际的应用中根据循环介质的不同又被分为空气反循环钻探技术和水力反循环钻探技术。空气反循环钻探技术在钻探过程中以空气作为介质来进行钻探，在钻探过程中通过双臂钻杆外管来实现对于压缩空气的传输，将其输送到孔底，压缩空气在膨胀后产生较大的冲击力，驱动孔底的孔锤对岩石进行冲击，而后钻杆又将空气和岩屑带回地面，实现对岩屑的检测化验，水力反循环钻探技术是以泥浆或水作为介质进行转孔的，在转孔时将水送至孔底驱动钻头，在钻头的作用下获得岩层，而后在钻杆的作用下转头内的岩芯带回地面，实现样品的钻探采集。

3.2 绳索取心技术

在工程地质勘察中，如果使用绳索取心技术，则不需要钻杆辅助，在钻探过程中，只有当钻头出现质量问题时，采取更换钻头或者使用钻杆。该项钻进技术的核心工具是打捞工具以及岩心管，在钻进过程中，如果发生堵塞问题，则可以使用打捞工具，在提取岩心时，可以使用岩心管。绳索取心技术在钻进施工过程中，施工便捷，而且适应性较强，因此应用范围十分广泛。与此同时，通过该项钻进技术，有利于确保岩心质量，而且钻进深度较低，所以，钻进效率比较高。在钻探施工中，如果出现堵塞问题，则通过打捞工具的辅助，可以有效避免钻杆工具与岩心发生摩擦，有利于提升钻进效率。由于该项钻探技术不需要频繁的提升钻杆，而且升降次数比较少，因此，施工人员的劳动强度比较低，钻头的使用寿命也比较长。现阶段，该项钻探技术已经被广泛应用于工程地质勘察中。

3.3 液动潜孔锤钻探技术

液动潜孔锤又被称为液动冲击器，事实上它只是一种辅助加快钻探效率的技术，是对传统的回转钻探的改良产物。在传统回转钻探中，钻头在切削土壤的同时，泥浆泵还将输送泥浆或者水对钻孔进行清洗，进而使钻头的工作效率得到保障，该技术正是在这一基础上发展而来的。

该技术利用泥浆或水等介质辅助钻头钻探。具体过程是液动潜孔锤对液体介质施加压力，转而液体介质对钻头施加相应的冲击力，这种冲击力是具有一定固定频率的。这种技术充分利用了岩层的固定物理性质：岩层硬度大、抗剪力，但是不耐冲击力。传统的回转钻头是

利用剪力切削土壤和岩石，其效率低、对钻头的磨损严重且钻探难度大。

4 工程地质钻探常用的钻探方法和设备分析

由于工程施工中面临的地质条件复杂多样，因此在其不同地质勘察工作中应用的地质钻探技术也应该充分保证相适应的钻探方法和设备，这样才能确保不同地质条件下地质勘查钻探技术的顺利开展。一般而言，地质勘查钻探技术中冲击和回转钻探是比较常用的技术，这两种技术按照动力来源分类可分为人力和机械两类。机械回转因其具备的钻进效率高、孔深大等优势而在工程地质勘察中使用广泛。在以上不同地质钻探技术应用过程中，都应该选择好取土器及取土方法，具体方法如下：（1）击入法：此方法可分为孔外轻捶多击法和孔内重锤少击法，一般都适用于土层较硬的取样环节中，且孔内重锤少击法的取样效果更优。

（2）压入法：此方法适用于土层较软的取样环节中，主要分为连续压入与断续压入方法。一般优先选择连续压入法，主要借助活塞油压筒或绳滑轮组合装置将取土器一次快速均匀压入土中，其对土样的扰动程度较小。

（3）振动法：此方法是利用振动器的振动作用而将取土器：压入土中进行取样。相比压入法，其对土样的扰动程度较大，因而易受振动液化的土层不宜使用此方法，此方法具有一定的局限性。

总之，工程地质勘探是一项较为复杂的工程，在勘察过程中钻探技术的应用能够较好地确保勘探的质量与效率，因此一定要重视钻探技术的应用。在实际的工程地质勘察过程中，应当根据工程的实际情况选择合适的钻探技术，并保证相关方法与设备的科学性，只有这样才能够最大程度上确保钻探质量，有效降低工程勘察成本，提升勘察效率。参考文献

[1] 孙自壮.工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J].资源信息与工程.2016（06）

[2] 熊燕.岩土工程勘察中常见的问题与优化对策[J].科技创新导报.2016（22）