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钻探技术在地质勘察工程中的应用探讨

2018-01-31付文靖

世界有色金属 2018年5期
关键词:潜孔钻头精准

付文靖

(广州地质勘察基础工程公司,广东 广州 510030)

随着国民经济的飞速发展,以及科技的显著进步,我国的地质勘察事业也因此迅速发展了起来,不得不说的是,钻探技术凭借其准确的分析能力吸引了业界专业人士的目光,成了地质勘察的主要应用手段。在工程项目施工的过程之中,地质勘察工作是工程项目的最根本的步骤,也是最重要的工作步骤。在目前的地质勘察过程之中,因为工程项目的质量要求愈来愈高,所以要求在地质勘察工作之中所知道的资料更加精确,运用钻探技术能够提升工作效率,从而确保勘察地质资料的真实性。在地质勘察工程之中,因为运用钻探机械设备钻的孔洞浅并比较分散,施工容易,不需使用较多的机械设备,这样能够有效的提升工作的效率和勘察的质量。

1 地质勘察工程的概念与特点

(1)地质勘察工程的概念。地质勘察工程主要是指通过运用试验、勘探测绘以及调查等方式方法,对有关的工程展开调研分析,最后获得工程有关的岩体、水体和土体的力学参数、变化规律以及空间分布等数据,然后再通过这些数据展开建筑场地的稳定性、建筑的适应性以及环境的演化性进行分析、检测以及论证,最后提出需要的施工建议与施工原则。其中最重要的勘察方法是钻探技术,像一些如碎石土、岩溶与砂土等比较复杂的地层,钻探技术可以充分的确保勘察资料的精准性,与此同时也是测试孔内原位与采集岩土样品最重要的协助手段,因此倘若采用的钻探技术不完全科学合理,那么就将不能获得对应的力学参数,而且也不能够确保分析地层结构的精准性,与此同时还会有勘察报告鱼目混珠的问题产生,对工程的综合质量也会出现至关重要的影响。

(2)地质勘察工程的特点。在安排勘察工程钻孔的过程之中,安排人员要对施工现场的地质条件进行考虑,而且还应当对工程项目的特点展开具体的分析,比如民用建筑工程或工业建筑工程在布孔的过程之中,必须要严格的按照建筑的轮廓线,水坝工程在布孔的时候,则应当按照坝的轴线来进行。

2 钻探技术在地质勘察工程中的应用

在地质工程中,钻孔的深度多数不深,仅为十几米到几十米之间,因而我们应当选操作比较简单的钻探方法和构造比较轻便的钻探设备;钻孔的作用是非常多的,进行一个钻孔的时候能够勘察到施工现场水文地质的条件、地质的结构和地层的岩性等,此外,在对场地展开观测、取样以及试验的过程之中,也需要钻探技术的辅佐;由于钻孔构造中的编录、观测和钻进方法的特别性,因此在施工的时候也有着特别的要求。

(1)反循环钻探技术。通常的情况之下,这种钻探技术有两种:一种是水力反循环技术,另一种是空气反循环技术,它们最为重要的差别就是循环介质不同。水力反循环技术的循环介质是泥浆或是水,它循环的方式是将循环的介质传输到孔底,取心钻头就能够取得柱状的岩心,然后岩心就会和钻头一同回到地面;空气反循环技术的循环介质是空气,相同的在双壁钻杆外管的效果之下,空气被传输到孔底,而空气的猛烈膨胀会形成冲撞力,孔底的潜孔锤便会猛烈的碰撞孔底的岩石,然后钻杆把空气带回到地面的时候也会把一些岩屑带上来,根据这些岩屑就能够测得需要的资料。这两种技术都有各自的优缺点,水力反循环技术取得的岩块比较完整,而且所需要的劳动强度也比较低,可以充分的确保对岩层判断的精准性,但其更消耗水资源,而且钻进的速度和工作的效率比较缓慢;而空气反循环技术所需要的劳动强度也比较低,更节约成本。水力反循环优点:取心质量好,岩块较完整,能够利用时间判断岩层情况,劳动强度低。缺点:耗能,钻进的速度和效率都较低。空气反循环优点:钻探效率高,成本低,劳动强度低,及时判断出岩层的变化,适合地:一些缺水干旱的地区。

缺点:不能如实反映地层结构出现的缺陷。反循环钻探技术适合用于地质勘察的取样工程,不仅能勘察松软塌陷的地层,还能勘察水文水井,另外复杂地层注浆和锚固施工也用反循环技术,主要原理就是利用钻杆的隔空性能来判断孔底的情况,从而能顺利地成孔。反循环钻探技术凭借其良好的推广应用前景和技术经济效益,能够很好地应用于野外钻探生产实践。该技术不仅仅局限于固体矿产勘探,水文地质勘探孔、石油物探爆破孔、软弱地基处理、矿山的灌浆孔、地质灾害治理、工程地质施工、降水孔施工、通风孑L等都是其用武之地,旱缺水地区更能体现其技术优点。

(2)液动潜孔锤钻探技术。我国在研究和应用液动潜孔锤这种钻探技术的时候,所获得的研究成果都是出于领先地位的。它的工作原理是利用冲洗液来推动液动潜孔锤工作,当外部的力量冲击液动潜孔锤的时候,液动潜孔锤也会把这些能量传给钻头,这时钻头就能够击破岩石了,施工现场的泥浆泵就是传输冲洗液最好的工具,钻头的重复运动就能够产生有节拍的冲击负荷。作为回转钻探技术的改良技术,在回转力与冲击力的驱使之下,液动潜孔锤钻探技术较大的加强了设备的钻进效率,而且也降低了打孔的成本。

3 钻探信息对钻探方法选择的影响

①工程地质钻探是目前地质勘察工程之中最为主要的手段,就一定要保证钻探信息精准,这样才可以保证地质资料的精准性。钻探信息就是在使用钻探技术实行勘察的过程之中,为了能提升钻探的工作效率,加强地质勘察资料的精准性,就要施工人员从探测的整个过程中来表达确切的情况,而这种表达出来的实质情况就是钻探信息。②在地质勘察的过程之中,工程师常常会对第四系浅部实行勘测,也就是对砂层和碎石等土层实行勘测,在采用钻头钻入土层的过程之中必须要注意的是工程师一定要一次性的把钻头钻入到土层之中,并且在钻入后工程师必须要获取最精准的信息,比如土层之中颗粒的构成部分和土壤的密实程度等。③一般的情况下,在实施钻探技术的时候,可以依据地质勘察的需求和实际的状况来选取钻探方法,比较常见的方法有:螺旋取样钻进、锤击取芯钻进以及回转取芯钻进。在勘察的过程之中怎样采用合适的钻探技术来进行,以确保地质勘测资料的准确性,这是勘察单位和工程师需要处理的问题。在地质勘察工程之中,影响钻探信息的准确性主要有两个方面:一个是岩心采取率;另一个是回次进尺率。

4 结语

综上所述,地质勘察工程之中的钻探技术作为非常复杂的系统工艺,其所触及到的层面是非常普遍的,而因为不同的地质勘察工程的实质情况是不一样的,所以我们应当选择比较科学合适的钻探技术。在目前资源环境压力较大的情况下,我们应当更深远的研究相应的钻探技术,而且要深远的清楚钻探技术的有关知识,培养工作人员控制钻探的技术,进而真正的使我国钻探技术得到快速的发展。

[1]冯俊.工程地质勘察中钻探技术选用的探讨[J].中国新技术新产品,2016.

[2]李世忠.钻探工艺学(上册)[M].北京:地质出版社,2017.

[3]宋志彬.地质钻探技术与应用研究[J].地质学报,2015.

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