岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的实际应用研究

发表时间:2021/5/7   来源:《工程管理前沿》2021年7卷3期   作者:王志刚
[导读] 岩溶地区本就比较复杂,在进行岩土工程勘察中难度较高,
        王志刚
        广东省冶金建筑设计研究院有限公司  广东 广州  510008
        摘要:岩溶地区本就比较复杂,在进行岩土工程勘察中难度较高,为了可以给勘察钻探工作提供保障,就需应用进专业的技术支持。岩溶地区岩土工程勘察钻探工作不仅难度较高,危险系数也较大,再加上溶洞的发育情况和大小等都和勘察结果密切相关,就需对其质量进行严格控制,使用既合理又科学的勘察钻探技术。本文就对岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用进行分析,供参考。
        关键词:岩溶地区;岩土工程;勘察钻探技术
        引言
        能源是当代社会发展的重要因素,在世界经济高速发展的情况下,对能源的需求也快速提高,能源危机成了全球的共同危机。近年来,随着我国经济的快速发展,对能源的需求量也剧增,我国的钻探技术随着地质勘查事业的发展而日益进步。目前我国钻探技术的应用领域越来越广泛,各项工艺技术及设备也在不断升级更新。随着我国地质钻探技术水平的逐步提升,不仅可以有效缓解我国日益严峻的能源危机,而且能够有效推动我国经济的健康长远发展。
        1岩溶地区岩土勘察钻探技术
        1.1泥球护壁结合套管技术
        泥球壁结合套管技术其主要用于对岩溶洞地区裂缝漏浆问题的勘察、分析。其技术原理在于工作人员通过操控一定的设备,向钻孔内填充湿黏土球,在填充过程中,钻具来回运动,将土球压实,浆液填充岩溶裂缝。这种处理方式使土球在外力作用下,逐步进入岩溶缝隙的内部形成一层泥浆;泥浆形成后,工作人员需要对泥浆进行检视,一旦出现部分孔隙未被泥浆覆盖的情况,应及时进行反馈,进行二次填充处理。确保泥浆完全形成后,工作人员使用钻具对缝隙进行扫孔处理,让泥球能够深入孔隙内部,经过多次反复扫孔处理,最终在孔隙外部形成泥壁,达到裂缝回填的目的。泥球护壁结合套管技术能够在较短的时间内,快速掌握裂缝发育情况,并且在多次填充的过程中,工作人员可以根据填充的体量、次数,评估岩溶地区裂缝漏浆的基本情况,为后续岩溶地区的开发提供了数据参考,明确了开发环节中岩溶裂缝处理的基本要求。考虑到泥球护壁结合套管技术的应用场景,工作人员需要认真做好黏土配备工作,在配备环节,应确保黏土的塑性与黏结性较大,并具有较强的耐冲洗能力,只有这样才能够充分完成填充任务,实现对岩溶地区裂缝发育情况、可填充性的准确评估。
        1.2多层套管护壁法
        多层套管护壁法的使用就是通过跟管钻进的形式来进行的,先对小直径进行钻探,再对大直径进行钻探,多层套管护壁法的使用需要进行反复的变径,才能进行钻探。并且,在实际的勘察钻探过程中,使用这种方法进行,在正式展开勘察钻探之前,施工人员需对周围的环境非常了解,并确定一个钻探深度,还需对钻探深度内可能出现的溶洞个数有所预测,从而制定科学的勘察钻探计划。在这个过程中,需要注意的是,在实施开孔的时候,需在口径的地方留出一个位置,采用φ75米的金刚石单动双管进行钻探,当在遇到溶洞时,施工人员也应有快速的反应,需将钻具提起来,把岩芯取出来,换成中146毫米的合金钻具,将孔径进行扩大后再进行钻探,一直到溶洞底端为止,然后,再采用φ146毫米的芯管作为二级套管,将其放在钻孔里面,再换成小一径的金刚石单动双管继续钻探。多层套管护壁法的使用就是需要进行反复的换径,才能达到最终的勘察钻探目的。
        1.3反循环式钻探技术
        根据反循环所使用的介质不同,可以将反循环式钻探技术分为水力反循环和空气反循环两种不同的形式。空气反循环的工作原理是将空气压缩后作为循环过程中的介质运送压缩空气到孔底时需要利用双壁式钻杆中的外管进行。使孔底处的潜孔锤在空气膨胀产生的冲击下撞击到岩石上,之后空气利用双壁式钻杆的管道将岩屑带出地面,岩屑就是钻探工作取到的样品,可以用来化验并对该处的地质情况进行科学分析。力反循环的连续取芯钻探技术中进行循环的介质是泥浆或清水,将介质送到孔底时是通过双壁钻杆的管环隙实现的。

取芯获得柱状岩芯后经内管带到地面以便展开化验分析。
        1.4定位与遥感技术
        在深部钻探中遥感技术应用可加快找矿速度,自动采集地质信息,全方位掌握水文条件,利用智能分析系统明确矿产位置,帮助勘查人员高效完成找矿任务,并为钻探工作提供强有力的数据支持。该技术应用前应明确测绘区域,然后对该范围的地质情况进行全面分析,最后采集裸露在外岩石范围内波普,将二者对比提高找矿效率。此外,在深部找矿时还可利用全球定位技术,构建监测系统,将其与遥感技术相结合,通过自动采集技术获取矿物的多种特征,如辐射性、光谱特性、金属性质等等,系统会自动对比数据库中的矿产信息,对矿产具体埋藏位置进行获取。
        1.5水井钻孔
        水资源属于现代社会稳步发展的核心因素,但近几年由于各种污水肆意排放,导致我国海洋生态平衡遭到破坏,但大众对于水资源需求量一直在持续增长,这时,如果我国彻底失去水资源,那么所有发展都会不断倒退,所以我国开始将注意力放在水资源开放上。通过钻孔技术可以帮助有关部门判断水资源分布情况,并为相关部门提供水资源所有信息,其中包括:水质、含量以及流动情况等,从根本实现水资源快速开发与高效开采,并以此在节省更多水资源开发成本的同时,保证我国整体得以继续发展。
        2岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用措施
        2.1完善岩心钻探器具及工艺方法
        要提高与创新我国的钻探技术,就需要信息收集部门为技术人员的创新与研发收集更为有效的信息内容,还要针对技术人员展开定期的培训,技术人员之问可以通过培训互相交流技术,提高行业技术探究的有效性。从我国钻探技术发展的历史来看,每一次钻探技术的创新与进步都是钻探工程行业的革新,更在我国技术的发展与进步中起到举足轻重的作用。完善钻探技术要重点针对新型基础钻具进行研发与创新,将新工艺融人到机械设备中。钻探技术的创新与研发对我国的经济进步有极大的贡献。技术人员要加强岩心钻探器具的研发,在提高使用性能的同时,提高工艺水平。发达国家的钻探技术主要发展方向更加多能化与一体化,与我国钻探技术的研发方向非常吻合。钻探技术器具的进步推动了我国钻探技术上了一个更高的台阶,其未来的发展趋势需要对技术研究大力支出,促进该行业的进步与发展。
        2.2提前做好预防性工作
        在工程地质钻探过程中应用钻孔技术时,除了需要根据相应规定开展工作以外,还需提前做好预防性工作。其一,需要与地方气象局相互合作,当地方气象出现异常变化时,提前告知相关人员,这样相关人员便可在钻孔现场做好准备工作,以免因大风、大雨等天气,导致钻孔部位全部探险;其二,在确定地质钻探地点时,尽量躲避容易出现积水或泥石流等情况的地点,如果只有这种地点最适合展开地质钻探工作,需要在雨季来临之前做好排水沟;其三,如果工程地质钻探需要在严寒地区开展工作时,工作人员便可直接用手与金属物品进行接触,并在开始钻探操作之前,在钻探地点的上方安设钻孔房,整个钻孔房需要处于封闭状态,其中必须具备保暖装置,四周需要安设防滑装置,这样便可保证工程地质钻探工作正常开展。
        结语
        很多岩土工程都是位于岩溶地区,其地质条件比较复杂特殊,在进行勘察钻探的时候,要应用适合的勘察钻探,才能达到岩土工程勘察钻探目的。在岩溶地区,岩土工程勘察钻探的过程中,应用了多种技术,其中使用比较频繁的就是泥球护壁结合套管法和多层套管护壁法,在对岩溶地区、软土层、黏性土以及砂卵石层进行勘察钻探时,就可以发挥出这两种技术的作用优势。
        参考文献
        [1]梁志英.浅析地质勘查与深部地质钻探找矿技术工作[J].黑龙江科技信息,2018(36):012-014.
        [2]王作华.地质勘查与深部地质钻探找矿技术分析[J].科技与企
        业,2018(07):210-210.
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