浅谈工程地质勘察中钻探技术的应用吴萍

浅谈工程地质勘察中钻探技术的应用吴萍

中国冶金地质总局第一地质勘察院邯郸分院河北邯郸056003

摘要:随着社会经济的日益发展,国内各种项目的施工速度在逐渐提高,就地质勘察项目来讲,更是取得了高速的发展,可是从当前国内的市场经济来说,重点是在发展阶段,和其他部分发达国家比较,项目中对钻探技术的探究还存在较大差距。近几年,国民经济的增长,针对各种地下资源需求量的增多,就必须加大对钻探技术的探究力度,从设施和施工技术上进行改进,提高钻探技术的操作性能,下文就针对地质勘探项目内钻探技术的使用进行详细的阐述,仅供参考。

关键词:地质勘察;钻探技术;特点;分析

随着国内工程施工质量的日益提高,钻探技术在项目地质勘察中起到了越来越关键的作用。经过开展地质勘察作业,可以清楚掌握施工场地的具体状况,保证满足工程施工要求,对工程施工是非常关键的。另外,钻探技术的有效使用为工程施工提供了基础保障,使建筑物的建设工作更具有保证。

1、工程地质勘探项目的概念与特征

1.1工程地质勘测项目的概念

项目地质勘察作业通过本地地质条件进行调查与勘测,而且开展深入的检测工作,实现对项目所处地区的具体状况的掌握,为后期项目的建设提供保障。在工程地质勘察阶段,针对水体和岩石的布局状况进行全面调查,对其空间分布和性质出现改变的规律进行把握,通常在确保项目地质稳固的基础上实现项目施工的质量与安全。

1.2地质勘探项目的特征

在开展工程地质勘探的过程中,对相关操作人员的专业技能与整体素养有着较高的要求,针对不同的项目具有不同的勘察标准,需按照工程的种类进行合理的选取。在部分民用建筑项目中,在勘察时同时是沿着工程的轮廓来设孔,而针对那些水利工程来讲,要按照工程的中心点来设置。在选用钻探方法上,需要尽可能区选取那些相对较为简便的方法,通过施工钻探技术,可以对地质和地层有清楚的了解,还可以开展更深层次的检测工作,使操作人员对地质条件有更为全面的掌握。

2、项目地质勘察钻探时所需的钻探方式与设施

2.1击入方式

在项目地质钻探勘测中,击入法通常使用在硬度很大的岩层内。击入法可以出现很大的能量,有助于对岩层实施深入的挖掘。在具体使用时,击入法重点包含孔内击入与孔外击入这两类。

2.2压入法

在项目地质钻探勘测中,压入法通常使用在硬度很小的岩层内。通过压入法的使用,不用施加很大的压力作用就能够进行采样。压入法重点包括连续压入法与断续压入法这两类。

2.3振动方式

在地质钻探勘测项目中,振动法是十分常用的一种方式,这个钻探方式适用性非常普遍,主要是指基于土层振动,把钻头压进土层内,接着提出岩心。但是,需要注意的是,振动方式并不适合使用在极易出现液化的岩层结构中。

3、项目地质勘测中钻探技术的使用

近些年,随着国内项目地质勘探技术的快速发展和进步,钻探技术得到了日益的更新。当前,在项目地质勘测中普遍使用液动替孔锤钻进方法、反循环钻进技术与绳索取芯技术,以及组合钻探方法等。这些科技的使用,明显提高了项目地质勘测的施工效率,下文就对这几种常见的技术进行详细的分析。

3.1绳索取心法

在地质勘测过程中,若采取绳索取心技术,就不用钻杆来支撑,在钻探时,仅有当钻头产生质量缺陷时,选择更新钻头或是利用钻杆。这个钻探方式的关键工具为打捞工具和岩心管,在钻探的时候,若出现堵塞情况,就能够利用打捞设施,在提出岩心时,能够采用岩心管。绳索取芯方法在钻探施工阶段,操作简便,同时适用性很强,所以使用范围非常宽广。另外,使用这个钻探技术,有助于保证岩心质量,同时钻探深度很小,因此,施工效率非常大。在钻探过程中,若发生堵塞现象,就利用打捞工具,能够较好防止钻杆工具和岩心出现摩擦,有助于提高钻探效率。因为这个钻进技术不用反复的提高钻杆,同时升降次数很少,所以,工作人员的作业强度比较小,钻头的应用周期也很长。当前,这个钻进技术已经被推行使用到地质勘探项目中。

3.2反循环钻进技术的使用

其属于一种使用比较普遍的钻进技术,在具体使用中,按照循环介质的差异又被分成空气反循环钻进技术与水力反循环钻进技术。前者是在钻探施工中以空气为媒介来开展钻探作业,在操作时利用双臂钻杆外管来传递压缩气体,将之传送至孔底,压缩气体在膨胀后形成很强的冲击力,促使孔底的孔锤对岩层造成冲击,而后钻杆又把空气与岩屑带会地表,完成对岩屑的检查试验,其基本原理见图1所示。后者是以泥浆和水位媒介完成转孔的,在转孔过程中,把水输送到孔底推动钻头,在钻头运行下得到岩层,随后,在钻杆的驱动下,转头中的岩心带会地表,完成样本的钻探收集。

图1空气反循环钻进技术原理图图2液动锤钻探和回转钻探比照

这两种钻进技术有着各自显著的优势。空气反循环钻进技术在部分比较干旱、稀水的区域,使用比较普遍,其在钻探时耗费的劳动力很小,施工成本很少,但其得到的岩屑样品的代表性较差,无法精准体现地层的具体状况。水力反循环钻进技术可以很好的反应地层的实际状况,但其在钻进时具有消耗巨大水资源、钻进速度缓慢、所用时间长等缺点。

3.3液动替孔锤钻进技术的使用

原来的钻探技术内回转钻探就是其重要的部分之一,而随着科学技术的进步,对其进行了改进与创新,当前,通过发展出现了液动替孔锤钻进技术,这个技术通过冲刷液驱替孔锤,使之受到较大程度的冲击力,经过能量的传输,使钻头击穿岩石,形成钻探施工,在其中使用最多的便是泥浆泵这类设施,液动锤钻进和回转钻进比较见图2所示。这个技术是由回转钻进技术改进得到的,通过较强的冲击力来实现钻探目标,这个技术的施工费用相对偏低,而且可以对岩层的抗剪性能小的特征进行合理利用,如此可以对那些地形相对较为繁杂的地方进行钻进,为了充分发挥这个技术的作用,能够在延长其应用时间与施工效率上,进行深入的研究与完善工作。

3.4组合钻探方法

组合钻探方法主要是指,在地质勘察过程中,综合应用以上三种钻探方法。通过组合利用钻探技术,可以达到优势互补,吸取各个钻探技术的使用优点,在对项目地质进行勘测的时候,有助于节省钻探成本,并且还可以较好降低地质项目勘察者的作业强度。

4、结束语

综上所述,工程地质勘测是一个非常复杂的项目,在勘察阶段钻探技术的使用,可以有效保证勘察的质量和效率,由此,必须注重对钻探技术的使用。在具体的工程地质勘测环节,需要按照工程的具体状况选用适宜的钻探技术,并确保施工方法和设施的先进性,唯有如此,方可以在最大限度上保证钻探质量,较好节省工程勘察费用,提高勘测效率。

参考文献:

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