工程地质勘察中钻探技术的选用

1、工程地质勘察中钻探技术的选用摘要：钻探技术在工程地质勘察中作用非常重要，是工程地质勘察的重要方法。本文主要阐述了钻探的特点和使用条件，分析介绍了钻探技术，同时论述了地质对钻探技术的要求。关键词：工程地质勘察；钻探技术；选用 引言工程地质勘察对工程建设有着重要作用，它是针对影响建筑物的地质因素进行研究的，其中地质因素包括地质的结构、构造等方面。不同的地质对钻探技术的要求不同，所以,在工程地质勘察中对钻探技术的选用也是非常重要环节之一，因此，要掌握工程地质勘察中钻探技术，依据实际情况进行选择。1、钻探概述钻探是一种有效的勘探手段，它的用途十分广泛，在不同的建筑物或者不同的勘察 阶段中都需要用到钻探

2、方法，钻探方法有着它的独特性，在地质钻探方法的运用中呈现了许 多特点，除了受自然因素影响小、钻进深度不大、钻孔目的具有综合性以外，就是它的特殊要求，它的特殊要求主要是针对钻进方法、钻孔结构等，主要表现在以下几个方面：地质钻探对岩心获取率的要求相当高，规定岩层不低于80% ,对难以取得岩心的软弱夹层或断层带的要求也不能小于 60% ;对于不同的对象，所采用的钻进方法也要不同，要保证岩心的 获取率；在地下水位及水文地质的勘察工作中，要确保钻孔的结构符合含水层的位置及其它相关要求；在土层中进行钻进工作时， 要以干钻为先，适当的去缩短钻程。 钻探与物探相比， 它的穿梭性有一定的优势，它可以在任何环境下

3、进行， 受地质影响小，它的勘探深度相对较大，速度也非常快，但是它也有一定的难度，对于一些地质结构复杂的不能进行直接观察， 而且难以取得岩心，降低了钻探的准确度使勘察工作达不到规定的要求。2、钻探的特点和使用条件(1)布置勘探工程的钻孔时，不仅要考虑到自然地质的情况，也要结合好工程的 特点和类型，比如说民用建筑和工业建筑要按照建筑的轮廓线来进行布孔，而水坝则是要顺着坝的轴线来布孔等。(2)通常来说，除了大型的水利工程、控测深岩浆、深埋隧道以外，其他钻进的 深度都不大，也就在 10多米左右，因此我们就会经常用轻便钻机和简易的钻探法。(3)钻孔的用途通常有很多种，比如说一个钻孔要查明水文地质条件、地

4、质结构、 地层岩性的同时，还要做各样的长期观测及取样、试验等，而有一些试验很多时候都是和钻进来同时进行的，因此进尺也就较慢。(4)在钻进方法和钻孔结构中的编录、观测等方面都有着特殊要求。3、钻探技术的分析介绍3.1、 反循环钻探技术一般情况下，我们将这类钻探技术分为空气反循环技术和水力反循环技术两种，它 们之间最重要的区别就是循环的介质的不同。水力反循环钻探技术的循环介质就是水或者是【精品文档】泥浆，它的循环方式就是将循环的介质传送到孔底， 取心钻头就可以得到柱状的岩心， 之后 岩心就会与钻头一起回到地面； 而空气反循环钻探技术的循环介质就是空气， 同样在双壁钻 杆外管的作用下，空气会被输送到

5、孔底，而空气的剧烈膨胀一定会产生冲击力， 孔底的潜孔 锤就会猛烈的撞击孔底的岩石， 之后钻杆将空气带回地面的同时也会带一些岩屑上来，通过这些岩屑我们就可以测得所需的资料了。这两种技术都是有着各自的优缺点的，水力反循环钻探技术得到的岩块更加完整， 并且所需的劳动强度也更低，能够充分的保证对岩层判断的准确性，但是其更加的消耗水资源，并且工作的效率以及钻进的速度都较为缓慢；而空气反循环钻探技术同样所需的劳动强度较低，并且更加的节约成本， 并且十分的适用于缺水干旱的区域，但是通过这种技术所取得的样本是岩屑，代表性不强，同时也无法完整的反映出地层结构的缺陷。因此，无论是空气反循环还是水力反循环的钻探技术

6、，其适用性都是很广的，在复杂的地层锚固施工和注浆中都可以采用此技术，也适用于有松软缺陷的地层。3.2、 绳索取心技术绳索取心技术在获取岩心的过程中，是不需要使用钻杆的，只有不得不更换钻头时 或是钻头存在质量问题时，才会使用钻杆。这种技术的核心工具应是发生堵塞问题时用来打 捞的工具以及装满了岩矿心的岩心管，在提取岩心时，并不需要提升钻杆柱的。由于这种技术的便捷性和适应性，其应用的范围是十分广泛的，同时这种技术也能够保证取心的质量， 并且钻进的深度也较低，这就大大的提升的设备钻进的效率，在作业时如果出现了阻塞的问题，由于打捞工具的存在，钻杆工具与矿心就可以避免出现摩擦，从而保证了取心的效率。采用绳

7、索取心技术时， 由于不需要经常提升钻杆， 升降的频次也很少， 所以作业人员的劳动 强度是很低的，钻头的使用寿命也得到了提升。在我国的很多领域中，比如钻探地热、钻探坑道、钻探冰层、钻探天然气以及钻探固体矿产等领域，都可以看到绳索取心技术的应用。3.3、 液动潜孔锤技术这一钻探技术我国在应用和研究方面做得很好，在世界上也是名列前茅的。此技术是在回转钻探基础上建立的，用冲洗液来驱动液动潜孔锤，当液动潜孔锤受到冲击时， 就能将能量传给钻头，然后用钻头来破岩， 而其中的冲洗液是用现场的泥浆泵来进行配送的，随着钻头不断深入浅出， 也就会产生有节奏性的冲击负荷。此技术是常规回转钻探的一个改进成果，在回转力和

8、冲击力的作用下， 可以对高硬岩钻进的效率提高很多，从而也就减少了打孔的成本。此技术还能利用坚硬岩石抗剪度低和脆性大的特点，一些钻孔质量差和钻探复杂地形都能用此技术解决。此方法适合用在脆性大、岩层坚硬的地质来进行钻探，因为此技术在使用过程中是高频振动的，那就要注意好设备紧固的问题，而液动锤磨损的大小与液压泥浆质量的好坏有直接关系，因此液压泥浆就要粘稠度低、含砂量少、润滑性能好。小口径岩心的钻探现在正向水下爆破、锚固施工及水文水井等一些领域发展。而此技术有待发展的地方就是处于高强的工作环境下，要增强潜孔锤的工作性能及使用寿命。现在此技术通常都应用在金属矿山、化工、石油、水电建材、地质等一些领域。3

9、.4、 组合钻探工艺此方法就是与绳索取心技术及反循环取样、取心技术结合在一起，从而得到了这样 一个综合的钻探工艺，吸取了各个钻探工艺的优点。组合钻探工艺是将三种钻探技术的优点【精品文档】结合在一起所产生的，此工艺能依据地质的钻探要求和地层的情况来提高钻探的效率，从而也减少了额外劳动和成本。4、地质对钻探技术的要求(1)对于松散的卵碎石类地层，其卵、砾石个体的活动自由度较大，套入条件较 好，易钻进也易坍塌，适用跟管钻进，对于较密实的卵碎石层，卵、砾石个体活动的自由度 较小，钻进中孔壁坍塌程度较小，适用于裸孔钻进；(2)对于松散的卵碎石类地层，其卵、砾石个体的活动自由度较大，套入条件较 好，易钻进

10、也易坍塌，适用跟管钻进，对于较密实的卵碎石层，卵、砾石个体活动的自由度 较小，钻进中孔壁坍塌程度较小，适用于裸孔钻进；(3)考虑到卵碎石粒径大小在钻进中影响，钻具器材口径的选择应适当，口径太大或太小都难以取得较好的总体效果。通常正常钻进中选用127钻具或146钻具为宜，这样对于粒径小于岩芯管内径或钻头内径的卵、碎石个体，可正常套人钻进，对于粒径大于岩芯管内径或钻头内径的这类地层，可适当加大钻具口径或功用较小口径以破碎个体为目的进行钻进；(4)卵碎石层是的主要成为是粘性土壤，其粘力强，致使钻探技术实施时钻出的孔壁坍塌度不大，所以其比较适合用裸钻钻进，在对卵碎石层进行钻探的时，应注意对其孔 壁的保护，可以使用套管护壁， 而尽量不选择用泥浆对孔壁进行护壁。在实际工作中所遇到的卵碎石地层，多为以上各种要素的综合体，应根据密实度、充填物、含水量等的不同，在 工程勘察钻探过程中根据钻探信息