摘要:在工程地质勘察中,钻探技术应用的非常广泛,它能够对地质中岩土的组成情况进行准确的判断,勘察效果比较明显,操作过程也不复杂,但是存在一些缺点,例如施工过程需要投入大量的资金,探测结果不具有全面的代表性等,因此,对钻探技术进行深入的分析和研究是十分必要的。
关键词:工程地质勘察;钻探技术;应用
随着我国经济水平和科技水平的不断提高,各种生产技术都在不断的创新之中,其中地质工作进行了较为明显的改革。作为建筑行业的重要组成部分,工程地质勘察问题成为了相关企业重点关注的话题,以往的勘察技术已经不能满足发展的需求,因此必须要进行改革和创新。经过相关地质勘察工作者的不断研究和探索,目前在工作中使用的新型钻探技术已经取得了明显的成果,极大的促进了我国地质勘察工作的进步。本文首先简单阐述了工程地质勘察的意义和特点,然后分析了工程地质勘察中钻探技术的应用,最后对钻探的设备、方法以及相关注意事项进行了研究。
1 工程地质勘察的意义和特点
1.1 地质勘察工程的定义
地质勘察工程就是借助试验、勘探、调查和测绘等方法来调研分析相关的工程,在此基础上获取工程的相关水体、岩体和土体的变化情况、空间分布和力学参数等数据,再通过这些数据来检测和论证本建筑区域的稳定性、环境的演化性和建筑的适应性,以便得到建设性的施工建议。其中,最为常见和普遍采用的便是钻探技术勘探方法,钻探技术能确保一些复杂地层勘察资料的准确性,比方说碎石土、砂土和岩溶等底层,此技术是岩土样品采集和孔内原位测试的重要方法。只有所使用的钻探技术足够的合理和科学,才能获得科学的力学参数,才能确保地层结构分析的准确性,避免发生勘察报告作假的情况,才能从整体上提升工程的整体质量。
1.2 地质勘察工程的特点
(1)在勘探工程钻孔的布置时,布置人员一定要结合施工现场的实际地质条件,详细的分析工程项目的实际特点,比方说,工民建工程在布孔时,必须严格的遵照建筑的轮廓线,而水坝工程在布孔时,则要遵照坝的轴线进行;(2)普遍而言,很多工程的钻孔深度都要控制在一定范围中,最好控制在10米之内,而且应该选择最便捷的钻探方法和最轻便的钻探设备;(3)钻孔可以获取很多数据信息,通过钻孔我们可以勘察到本区域的水文地质条件、地层的岩性和地质结构等,并且,钻探技术还能协助开展场地的取样、观测和试验活动。
2 工程地质勘查中钻探技术的应用
近些年来,我国的钻探技术在开发和研究上都取得了一定的成果,尤其是反循环钻探技术、绳索取心技术以及液体潜孔锤钻探技术,下面针对这三种技术进行了详细的阐述。
2.1 反循环钻探技术的分类和应用
在工程地质勘察过程中,可以根据地质不同将反循环钻探技术分成两类,分别是水力反循环和空气反循环。水力反循环是以水和泥浆为介质的,所以一般是在水源较为充足的地方使用,通过运用水力反循环技术,在钻杆的帮助下将介质转送到孔底,然后再利用钻头来获取柱状岩心,最后把介质传递到地表。这种技术有利有弊,优点是可以获得更为完整的岩石,同时增加了勘察的准确性,而且此技术不需要高强度的劳动;缺点是要消耗大量的时间和水资源,成本投入较多。
空气反循环技术通常是用于水资源较为缺少的地区,将空气当成介质,在双臂钻杆外管的帮助下将压缩空气传到孔底,空气在受到膨胀后会产生很强的冲击力,这些冲击力会推动孔底潜孔锤撞到岩石上,最终钻杆能够把多余的空气和岩石碎屑带到地面,从而达到对岩屑的监测分析。与水力反循环进行比较,空气反循环能够用于干旱地区,而且只需要较低的工作强度,耗时也较短,大大降低了施工成本。但是空气反循环技术也存在一定的缺点,例如,不能像水循环技术一样取出代表性较强的完整的岩石,仅仅只能取到岩石碎屑,因此会对勘察结果产生一定的影响。所以,在工程勘察过程中,需要工作人员根据实际地质情况运用合适的勘察技术。
2.2 绳索取心技术
在获取岩心的过程中,绳索取心技术无需借助钻杆就能够获得岩心,这是与反循环钻探技术的主要区别之处,它的钻探过程较为简便,通常只有钻头出现损坏时才会使用钻杆。绳索取心技术在进行钻孔时不需要太深的深度,因此操作过程简单,是直接利用钢丝绳打捞器来获取岩心,不仅缩短了钻孔的时间,而且方便切断,大大提高了工作效率,同时使岩心的质量得到了保证。另外,采用绳索取心技术在很大程度上降低了施工人员的工作强度,同时相关施工企业投入的人工成本得到了降低。因此,当前绳索取心技术的应用范围较广,并在地质勘察的多个方面取得了显著的效果。此外,在应用绳索取心技术之前要做好相关的准备工作,准备好与钻孔有关的材料和工具,并检查其规格和质量是否符合国家标准。
2.3 液动潜孔锤钻探技术
在回转钻探技术的基础上进行改進和创新,发展了一种新型的技术,即液动潜孔锤技术。它是利用冲洗液来驱动潜孔锤,使其受到冲击,然后将能量传递给钻头,最终由钻头撞击岩石来获取岩石样本。在这一过程中,施工场地的泥浆泵是主要的使用工具。与回转钻探技术进行比较,液动潜孔锤钻探技术具备更强的冲击效果,大大提高了设备的效率和钻探的质量,同时减少了钻孔的资金投入。现阶段,液动潜孔锤钻探技术在我国的很多领域都得到了广泛的应用,如石油化工、水电建材以及金属矿山等领域。尽管液动潜孔锤钻探技术能够大大提高钻孔的质量,可以应用于多种类型的地质上,但由于此技术的高频作业情况,它更适用于岩石脆性高、岩石坚固的地质结构中,同时,在液压泥浆的材料选取上,应当选用含沙量较少且润滑性强的,从而能够降低液动锤的磨损程度,提高液动潜孔锤的工作效率。
结语:
随着我国建筑业的不断发展,工程地质的勘察工作也在不断的进步之中。钻探技术能够为工程提供准确有效的数据,所以众多的企业均采用该技术对工程进行勘察,从而保障工程的质量。但在实际应用过程中,一定要根据不同的地质选择适宜的钻探技术和方法,继而保障工程的正常开展。
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