地質(zhì)勘查中鉆探技術(shù)的選用

　　工程地質(zhì)勘察可以檢測(cè)出施工地的地質(zhì)特征，包括其巖土性質(zhì)，水源分布及巖石各層的情況，以便于工程施工前施工方案的設(shè)計(jì)工程進(jìn)度的預(yù)算。工程地質(zhì)勘察對(duì)重要的技術(shù)就是鉆探技術(shù)，鉆探技術(shù)的實(shí)施過(guò)程中，由于其面對(duì)的地質(zhì)巖層機(jī)構(gòu)性質(zhì)的不同，鉆探技術(shù)勘察的方法也有所不同，對(duì)鉆探技術(shù)的選擇，要根據(jù)地質(zhì)巖石水源的不同性質(zhì)來(lái)挑選，以確保選用的鉆探技術(shù)方法適用于其勘察地質(zhì)，保證工程地質(zhì)勘察的效果，保證工程的施工進(jìn)度與工程質(zhì)量。
　　1 工程勘察
　　工程勘察的目的是深入了解工程施工地點(diǎn)的巖土水源情況的分布等信息，保對(duì)其施工地點(diǎn)的地質(zhì)的屬性進(jìn)行分析試驗(yàn)，判斷其是否符合工程施工建設(shè)的需求。在對(duì)工程施工地進(jìn)行選定和勘察之后，需對(duì)勘察地巖土水源屬性進(jìn)行綜合分析，根據(jù)分析結(jié)果制定施工方案，針對(duì)其施工地點(diǎn)的巖土水源等分布進(jìn)行方案的選擇和實(shí)施。在工程勘察中，鉆探技術(shù)是最常用的也是最主要的手段之一，它是提取巖土，分析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要技術(shù)，是工程勘察中不可缺少的技術(shù)手段。鉆探技術(shù)可以保證地質(zhì)勘察中的勘查結(jié)果的準(zhǔn)確性和快速性，尤其是對(duì)復(fù)雜地形的勘探，鉆探技術(shù)可以深入巖石的內(nèi)部，以保證深入分析巖層的整體構(gòu)造，對(duì)工程施工的設(shè)計(jì)有非常重要的意義。
　　2 工程地質(zhì)鉆探的特殊要求
　　工程的地質(zhì)鉆探技術(shù)是工程建筑物設(shè)計(jì)更好實(shí)施的保證，和工程施工順利進(jìn)行的保證。所以，工程建設(shè)施工中對(duì)工程地質(zhì)鉆探技術(shù)的要求非常高，尤其是鉆探技術(shù)對(duì)巖石內(nèi)部采取程度的要求較高?？偟膩?lái)說(shuō)，在工程地質(zhì)勘察中，對(duì)工程地質(zhì)鉆探究技術(shù)對(duì)巖石內(nèi)部的采取率不可以小于百分之八十，對(duì)巖層的軟弱與斷裂夾層的提取率也不可以小于百分之六十。所以，為了使工程地質(zhì)鉆探技術(shù)對(duì)巖石內(nèi)部開(kāi)采率有較高的提升，我們要對(duì)癥下藥，對(duì)不同巖土性質(zhì)的不同對(duì)象采取不同鉆探技術(shù)，以確保對(duì)巖心采取率的提高。例如，在對(duì)待軟弱與斷裂夾層時(shí)，應(yīng)使用低鉆速的方法鉆進(jìn)，并縮短其鉆探鉆程，選擇鉆探工具時(shí)，要選擇干鉆，以應(yīng)對(duì)軟弱與斷裂夾層的特殊性質(zhì)。為了保證準(zhǔn)確地測(cè)定地下水位和水文地質(zhì)試驗(yàn)工作的正常運(yùn)行,必須按含水層的位置和試驗(yàn)工作的要求,確定孔身結(jié)構(gòu)及鉆進(jìn)方法。對(duì)不同的含水層要換徑并分層止水,加以隔離。含水層愈多,換徑和分層止水的次數(shù)就愈多。一般鉆孔要直,不能發(fā)生彎曲，孔壁要求光滑規(guī)則,同一孔徑段應(yīng)大小一致。這些要求在鉆探操作工藝上給予滿足。
　　3 不同地質(zhì)對(duì)鉆探技術(shù)不同要求
　　卵碎石層是的主要成為是粘性土壤，其粘力強(qiáng)，致使鉆探技術(shù)實(shí)施時(shí)鉆出的孔壁坍塌度不大，所以其比較適合用裸鉆鉆進(jìn)，在對(duì)卵碎石層進(jìn)行鉆探的時(shí)，應(yīng)注意對(duì)其孔壁的保護(hù)，可以使用套管護(hù)壁，而盡量不選擇用泥漿對(duì)孔壁進(jìn)行護(hù)壁。在實(shí)際工作中所遇到的卵碎石地層，多為以上各種要素的綜合體，應(yīng)根據(jù)密實(shí)度、充填物、含水量等的不同，在工程勘察鉆探過(guò)程中根據(jù)鉆探信息，及時(shí)調(diào)整和選用相應(yīng)的鉆探方法，從而提高鉆探效率和鉆探質(zhì)量。對(duì)于松散的卵碎石類地層，其卵、礫石個(gè)體的活動(dòng)自由度較大，套入條件較好，易鉆進(jìn)也易坍塌，適用跟管鉆進(jìn)，對(duì)于較密實(shí)的卵碎石層，卵、礫石個(gè)體活動(dòng)的自由度較小，鉆進(jìn)中孔壁坍塌程度較小，適用于裸孔鉆進(jìn)；含水量較小的卵碎石層鉆進(jìn)時(shí)孔壁坍塌程度相對(duì)較小，若其較密實(shí)，適用于裸孔鉆進(jìn)，含水量較大的卵碎石層易于鉆進(jìn)，孔壁也易坍塌，護(hù)壁成為主要考慮因素，適用于跟管鉆進(jìn)，當(dāng)?shù)貙訛檎承酝脸涮顣r(shí)，也可用裸孔鉆進(jìn)；考慮到卵碎石粒徑大小在鉆進(jìn)中影響，鉆具器材口徑的選擇應(yīng)適當(dāng)，口徑太大或太小都難以取得較好的總體效果。通常正常鉆進(jìn)中選用127 鉆具或146 鉆具為宜，這樣對(duì)于粒徑小于巖芯管內(nèi)徑或鉆頭內(nèi)徑的卵、碎石個(gè)體，可正常套人鉆進(jìn)，對(duì)于粒徑大于巖芯管內(nèi)徑或鉆頭內(nèi)徑的這類地層，可適當(dāng)加大鉆具口徑或功用較小口徑以破碎個(gè)體為目的進(jìn)行鉆進(jìn)。
　　4 工程地質(zhì)鉆探常用的鉆探方法和設(shè)備
　　工程施工中所需要面臨的地質(zhì)條件是非常復(fù)雜多變的，為應(yīng)對(duì)不同的地質(zhì)情況，地質(zhì)勘察鉆探技術(shù)也有不同方法和設(shè)備，以確保不同的地質(zhì)條件下，地質(zhì)勘察技術(shù)中鉆探技術(shù)的順利進(jìn)行。地質(zhì)勘察鉆探技術(shù)主要可以分為四種，分別是沖擊，回轉(zhuǎn)，沖擊回轉(zhuǎn)和振動(dòng)鉆探者四種，其中，沖擊和回轉(zhuǎn)鉆探是經(jīng)常用到的兩種。在工程地質(zhì)勘探中主要采用沖擊鉆探和回轉(zhuǎn)鉆探:按動(dòng)力來(lái)源又可將它們分為人力的和機(jī)械的2 種。機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆探鉆進(jìn)效率高,孔深大,又能采取巖心,所以在工程地質(zhì)勘探中使用最為廣泛。目前,國(guó)內(nèi)外正在大力革新鉆探技術(shù),逐步朝著全液壓驅(qū)動(dòng)、儀表控制、勘探與測(cè)試相結(jié)合的方向發(fā)展。常用的鉆探方法有：擊入法:適用于較硬的土層中取樣,又可分為孔外及孔內(nèi)的輕錘多擊法和重錘少擊法。實(shí)踐證明,孔內(nèi)的重錘少擊法取樣效果好,效率高而且土樣擾動(dòng)?。粔喝敕?適用于較軟的土層中取樣,又可分為連續(xù)壓入和斷續(xù)壓入法。連續(xù)壓入法是借助活塞油壓筒或鋼繩滑輪組合裝置,將取土器一次快速均勻地壓入土中,土樣的擾動(dòng)較小,當(dāng)采用連續(xù)壓入法無(wú)法將取土器壓入土層時(shí),則可采用斷續(xù)壓入法。振動(dòng)法:當(dāng)振動(dòng)鉆進(jìn)時(shí),可利用振動(dòng)器的振動(dòng)作用將取土器壓入土中。這種方法對(duì)土樣的邊緣部分?jǐn)_動(dòng)較大。易受振動(dòng)液化的土層不適用。
　　5 鉆鉆孔技術(shù)的發(fā)展
　　地質(zhì)鉆孔就是在在進(jìn)行工程地質(zhì)鉆探時(shí)，使用鉆探設(shè)備，在地下鉆出一定深度且直徑的較小柱狀圓孔。通常情況下，鉆孔的深度及直徑大小取決于地質(zhì)狀況和鉆孔用途。利用鉆孔可以準(zhǔn)確得到巖心、巖屑、礦心、液體以及氣體的樣品，獲取其力學(xué)、物理以及化學(xué)參數(shù)在內(nèi)的實(shí)際資料，勘探人員經(jīng)過(guò)綜合分析地下的地質(zhì)狀況，像地?zé)帷⒂蜌庖约暗叵滤雀鞣N資源的數(shù)據(jù)信息，有利于地質(zhì)工程的開(kāi)展。
　　鉆孔技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　第一，在連通井技術(shù)的定向?qū)?，鉆孔測(cè)量時(shí)采取定向鉆進(jìn)技術(shù)，都需要加大使用力度，從而保證具有我國(guó)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)成果。
　　第二，注重研討天然氣水合物的有關(guān)鉆探技術(shù)，著力于鉆井技術(shù)實(shí)質(zhì)性的突破，使鉆井技術(shù)更符合我國(guó)礦產(chǎn)勘探和開(kāi)發(fā)的需求，減少對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴程度。
　　第三，井技術(shù)是地質(zhì)鉆探的關(guān)鍵，我國(guó)在制造鉆孔設(shè)備的技術(shù)上還有待提升，主要包括在鉆具、鉆頭以及鉆機(jī)等設(shè)備，這就要求我們注重對(duì)研發(fā)水平的提高。目前，我國(guó)傳統(tǒng)的高性能鉆頭和鉆具的制造技術(shù)和研發(fā)技術(shù)已逐漸成熟，運(yùn)用地質(zhì)鉆探的相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也都得到了顯著提升。例如輕質(zhì)繩索取芯鉆桿、強(qiáng)度高的合金鉆桿、高耐久聚晶金剛石的復(fù)合片制成的PDC鉆頭、多級(jí)伸縮鉆桿技術(shù)等都在地質(zhì)鉆探中成功得到了應(yīng)用。受具體地質(zhì)的影響，鉆孔條件越來(lái)越復(fù)雜，這就要求對(duì)鉆井的技術(shù)也越來(lái)越高，需要有些特定的鉆機(jī)，以運(yùn)用于特殊地質(zhì)條件，具體要求就是操作自動(dòng)化，運(yùn)用質(zhì)量可靠、高效節(jié)能的高質(zhì)量鉆井設(shè)備，緊密結(jié)合施工工藝。
　　第四，在進(jìn)行地質(zhì)鉆探時(shí)，外部環(huán)境也復(fù)雜多變，因此對(duì)鉆孔技術(shù)及鉆孔工藝的要求也不同，施工人員在面臨不同的地質(zhì)和施工場(chǎng)地時(shí)，需要綜合分析地質(zhì)狀況并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，有針對(duì)性地制定具體的鉆井技術(shù)。比如在進(jìn)行取心鉆井、定向鉆井、堅(jiān)硬地質(zhì)的深孔鉆井和坑道鉆井時(shí)，盡量采取金剛石鉆井技術(shù)；如果在軟土層鉆孔，可以使用振動(dòng)鉆、螺旋鉆、機(jī)械靜力成孔以及偏心套管鉆井等技術(shù)；再如在比較堅(jiān)硬的地質(zhì)地貌鉆井時(shí)，需要垂直鉆孔并采取沖擊回轉(zhuǎn)式的機(jī)械成孔方法?，F(xiàn)階段，在選多地質(zhì)勘探上鉆孔技術(shù)都得到了很好的應(yīng)用，發(fā)展前景廣闊。
　　6.結(jié)語(yǔ)
　　科技的不斷發(fā)展及對(duì)礦源的不斷尋求，這就對(duì)鉆探技術(shù)的要求越來(lái)越高。鉆探技術(shù)在海洋地底鉆探、地殼礦源開(kāi)采及月球表面鉆探等方面的延伸，促使鉆探技術(shù)的更快發(fā)展，豐富了地質(zhì)鉆探的理論體系，為我國(guó)的新能源開(kāi)發(fā)、地質(zhì)災(zāi)害的防治方面做出了重大的貢獻(xiàn)。