胡军民
广东省地质局第十地质大队 广东中山528427
摘要:工程地质勘察工作开展期间,技术人员要掌握钻探工作的要点,结合钻探工作的实际情况选择最佳的地质勘察工作手段,以提升地质勘察数据信息的准确性,保障地质勘察工作能够在规定时间内完成。本文就工程地质勘察中钻探技术的应用进行研究,保证地质勘察工作顺利开展。
关键词:工程地质;勘察;钻探技术
引 言
深部地质钻探技术实质是在地质形式的基础上,进行深部开采前做的地质环境分析与勘查工作。这一技术主要用于开采矿产资源时进行使用。由于矿产资源分布在地表的深处,必须经过科学的勘查后,才能进行大规模的施工开采。这样既能节省大量开采过程中的经济成本,同时,又能提高矿产资源开采率,从而保护自然环境。
1 地质工程勘察的重要意义
地质勘察对整个工程有着及其重大的影响,通常情况下,一项完整的地质勘察主要包含对该区域内的地质结构、水文情况以及地貌地形等进行全方面的考察,是一项综合性较强、考察周期较长的工作。而在地质勘察中,最为重要的就是钻探技术的选择,并在钻探过程中进行高效的管理,全面提升钻探效率、降低钻探成本。采用合适的钻探技术,能够极大的减少钻探成本和劳动成本,最大程度的将经济的效益用到最佳。当然无可否认在地质工程勘察的过程中涉及到很多的专业技术和先进知识作为引导,从这方面不难反应出地质工程勘察的复杂性和专业性,从而对地质工程勘察人员的要求极为严格,不仅要拥有良好的专业能力,并且能够在勘察中合理运用自身知识明确工程师工地的具体地质情况,通过相应的记录和良好的预见,规划好工程施工的具体操作流程,保证工程的科学性和合理性。地质工程勘察中钻探技术的使用技巧:地质钻探是一项较为复杂的工作,不能仅仅考虑当地的地质情况和自然因素,还要根据布孔方式选定不同的钻探工艺。通常情况而言,如果钻探深度在10m以内,通常会选择较为便捷或者简单的钻探技术。地质钻探不仅仅是获得水文信息和地质结构信息,还需要经过前期的地质考察、后期的试验评估等。
2钻探技术在工程地质勘察工作中的作用
2.1可以解决地层复杂问题
在进行工程地质勘察工作时,积极应用钻探技术,可以了解不同地层之间的实际情况,并且做好数据记录工作。另外,钻探技术还可以进行岩石风化等问题改进工作,因此可以解决地层复杂问题。
2.2严格控制钻孔偏差问题
从工程地质勘察的角度来说,在开展实际工作的过程中,会面对很多技术问题因素。在进行转角度操作的过程中,如果钻孔难以满足工作要求,那么就要根据技术偏差的实际情况,控制钻孔偏差的距离范围。这也需要钻孔仪器具备智能化控制功能,从而能够及时检验出出现了技术偏差,并且及时采取有效措施进行补救。
2.3可以协助岩石采样工作
在进行工程地质勘察工作的过程中,也可以了解到采样工作有着非常重要的意义象征。这首先可以提升技术数据的准确性,在应用钻探技术的过程中,也可以及时进行样品的检测工作,从而为实际工作提供技术依据,同时也为地质勘探工作提供了检测依据。应用钻探技术可以提升原始采样工作的实际效率。
2.4有效控制建设支出成本
在进行地质勘察工作的过程中,因为施工条件较为特殊,在进行工作的过程中,所要采用的材料设备,技术精度应该较高,因此也导致建设成本支出较多。在应用钻探技术的过程中,可以有效降低建设成本支出,在应用自动化控制技术的过程中,可以减少人力支出,也体现了钻探技术应用的经济价值,提升了整体工作的经济效益,也避免不必要的建设输出。
3 工程地质勘察中钻探技术的应用
3.1 液动潜孔垂钻探技术
在回转钻探技术的基础上进行改进和创新,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。旧。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。
3.2 反循环钻探技术
反循环钻探技术是运用较为广泛的一种钻探技术,该种技术适用于一些破碎岩石较多地区的钻探,在复杂地形的锚固施工和注浆施工时较为常用。反循环钻探技术根据其所循环的介质的不同主要分为水力反循环钻探技术和空气反循环钻探技术。水力反循环钻探技术的循环介质主要是水以及泥浆,在进行转孔时将水或者泥浆送入孔下,通过取芯钻头取得地下的岩石,将其传送到地面上进行研究。运用水力反循环钻探技术可以获得较为完整的岩石,可以使研究工作更加简单和准确,但是需要浪费巨大的水资源,并且所需时间也比较多。
空气反循环钻探技术是以空气作为循环介质的,利用双壁钻杆外管将被压缩的空气运输至孔底,通过被压缩空气膨胀带来的冲击力驱动潜孔垂撞击岩石,然后通过钻杆将岩屑和空气运输道地面,从而实现对岩屑的研究。空气反循环钻探技术广泛的运用于干旱地区的工程地质勘探,所需要的成本较少,劳动力较低,但是所获得的岩石碎屑缺乏代表性,对研究的准确性造成不利的影响。
3.3 绳索取心钻探技术
绳索取心技术应用比较简单,是目前应用比较常见的地质勘察方法,但是由于成本高等多方面原因,所以应用不是很普遍。绳索取心技术直接用钢丝绳打捞器对地下岩石层进行作业,从而提取出岩心,不需要使用钻孔机械,如果钻头发生损坏才会使用钻机,对操作人员来说,也大大减轻其工作量,节省大量的人力与物力。采用绳索取心技术还需要做好前期准备工作,工程建设施工之前,相关技术人员与建设部门需要对工程现场的地质情况进行细致的勘察,针对地层的变形、坍塌等原因进行深入的分析与探究,而且还要考察实施地的地理情况以及周围实际情况,积极采取相应防范措施。勘察人员一定要秉着负责、认真的工作态度,对地质情况进行全面勘察,并且对勘察资料进行整理与保管,为以后地下工程设计与施工提供数据支持。并且准备好绳索取心技术设备所需要的双层钻杆以及金刚石材料,并对其规格与质量进行严格审核。
3.4 组合钻探技术
在工程地质勘察中组合钻探技术的应用,其实质上就是对上述三类钻探技术的整合应用。借助对不同钻探技术组合应用的方式,将某一钻探技术的缺陷弥补,同时把各类钻探技术优势彰显出来。组合钻探技术工程地质勘探进程中的应用,在降低钻探成本,优化土体勘探质量方面体现出巨大的优越性。借助对上述四类钻探技术优劣势进行阐述,对工程勘察中钻探技术的应用有更为全面的认识。多样化外界因素的作用会对工程地质勘察质量造成不同程度的影响,所以钻深度与钻孔目的等方面提出了一定的标准,对钻进方式和结构等方面也提出了特质化要求。在具体操作中不同钻进技术的应用,一定要使岩心获取率得到切实的保障,地下水文勘察中要保证钻孔结构含水层方位与有关要求。土层钻进多数以干钻为主,尽量压缩钻进距离。
四 我国地质钻探技术的发展趋势
4.1钻探方法的发展趋势
从目前阶段的发展情况来看,传统模式下的钻探技术难以满足应用需要,其主要的技术弊端也逐步显现。随着我国钻探技术水平不断提升,如何能够实现最优化的钻探工作,在减少人力支出的同时,提升整体工作效率,这也是需要进行研究的主要方向。同时要进行钻孔区域的研究工作,我国地质方面的专家学者也应该大力开展研究工作,进行新型钻探技术的研究工作,也为钻探方法的未来发展提供技术动力。
4.2 地质钻探设备的发展趋势
随着人们对钻探工作的技术要求越来越多,也对钻探深度和实际工作效率也提出了新的要求。在传统模式下运营的钻探设备,所能开展的钻探深度过于浅显,无法满足当前的工作需要。为了解决这些问题,提升整体工作效率,就要积极利用具备自动化钻探功能的技术设备,也要应用具有多种功能的钻探设备。由此可见,在进行钻探设备研究工作的过程中,要进行配套技术设备的研究工作,从而实现全面化的技术研究工作,从而提升地质勘探设备的技术水平。
结束语
在实际的工程中,越来越多的工程已经采用了钻探技术作为勘察手段的一种,这已经说明了钻探技术可以有效的为工程提供准确数据,提升工程的质量。但是要注意的是,不论什么技术,合理的进行选择和应用才是重点,根据实际的情况来选择使用不同的方案,这样才能真正的保证工程的顺利进行。
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