地质工程勘查中钻探技术的方法及其应用分析

刘景明

【摘 要】地质工程勘查中的钻探技术是一项繁琐复杂的工艺，在地质工程勘查过程中要针对不同的地质条件来选择适合的钻探技术。为了满足我国经济发展的需要，要积极的发展、研究地质钻探技术。本文首先概述了地质工程勘察钻探，对地质工程勘查中钻探技术常用的方法以及地质工程勘查中钻探技术的应用进行了探讨分析。

【关键词】地质工程勘查；钻探技术；方法；应用

随着经济科技的进步，促进了地质工程勘查技术的发展。为了满足经济建设对能源的需求，必须对地质工程进行认真勘查，了解地质工程的特点。但是地质工程勘察钻探技术比较复杂，所涉及到的领域也极为广泛，需要根据不同的地质条件与特点来选择适合的钻探技术。同时还应当对地质工程勘察钻探技术进行更为积极地研究，重视钻探技术人员综合素质的提高。

一、地质工程勘察钻探的概述

1.1地质工程勘察的涵义

地质工程勘察指的是经过测绘、试验、勘探、调查等一些方法，从而获取到和工程建设相关的水体、土体及岩体的力学参数、变化规律、空间分布等一些信息，然后以此来对建筑适宜性、场地稳定性、环境演化性进行论证、评价、检验，同时再提出一些关于施工原则、资料的建议。地质工程钻探是很重要的勘探方法，同时也是测试孔内原位和岩土样品采取的一个重要辅助手段，也是保证勘察资料准确的一个基础，尤其是对一些复杂地层，比如岩溶、砂土、碎石土等，如果钻探的技术不合格，那么也就不能对地层结构进行准确的揭露，更不能获取到力学参数，甚至会出现勘察报告虚假这样的问题，那这也就直接影响了工程建设的质量，也会出现一些安全隐患。

1.2地质工程勘察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，也就在十余米左右，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，而有一些的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。

二、地质工程勘查中钻探技术常用的方法

通常施工地点的地质条件都具有一定的复杂性与多变性，针对地质情况的不同特点，应当采用不同的钻探技术的方法以及设备，从而适应不同地质条件的钻探技术的地质勘查工作的顺利开展。地质勘查钻探技术的方法主要包括了以下几种：

2.1击入法

該方法适用于土层比较硬的情况，包括了轻锤多击法与重锤少击法，根据实践证明，重锤少击法具有更为理想的取样效果，效率比较高，对土样所产生的干扰少。

2.2压入法

压入法适用于土质比较松软的图层取样，包括两种方法：一种是连续压入法，利用活塞油压筒或者钢绳滑轮的组合装置，一次性迅速的把取土器压入土层中，对图样产生的干扰比较少，另一种方式是断续压入法，当使用连续压入法进行取样时，取土器压入土层后难以取出来，此时可以通过使用断续压入法来进行取样。

2.3振动法

通过振动法进行取样，会对土样产生比较大的波动，该种方法是利用振动器的振动作用，把取土器压入土层内，不适用于因受到振动而发生液化的土层。

三、地质工程勘查中钻探技术的应用分析

地质工程勘查中钻探技术就是对地下进行钻孔来打碎岩石的一种工艺方法，钻探技术也是一种验证、取得地下岩层材料信息、地下实物资料，评估矿石的品味和计算储量的一个技术手段。对于不同钻探的目的，那钻探工艺和装备也就不同，我国现在对钻探技术投进了大量的人力物力财力，这也使我国的钻探技术形成了一种技术体系，如反循环钻探技术，绳索取心技术，定向对接井钻探技术，液动潜孔锤钻技术，还有新型的节水钻探技术等。

3.1反循环钻探的技术

反循环钻探技术包括两种，一种是空气反循环，另一种是水力反循环，两种方法的最大不同点在于其介质的区别。在空气反循环的过程中，通过空气这个介质，利用双臂钻杆外管，输送空气到达孔底，然后空气发生膨胀，产生极大的冲击力，从而促使空气在孔底对孔底的岩石进行撞击，钻杆在这个过程中会把空气输送给地面，并且带出细小的岩石，对所带出的岩石进行研究。该方法的优点在于具有的工作强度比较低，有效地节省勘查成本，使用在干旱区使用，但是该方法所取出来的岩石样品欠缺代表性，难以根据该岩石样品来对底层的结构做出完整的判断。而在水力反循环的过程中，其通过水或者泥浆作为介质，把水或者泥浆输送到孔底，在取心钻头之后，可以获得岩心，岩心随着钻头返回地面。该方法的优点体现在其所取出来的岩石样品具有比较高的完整性，所需要的劳动强度也比较低，可以根据该方法所取出来的样品作出具有完整性的判断，但是该方法需要消耗大量的水资源，缺乏一定的勘查效率。

3.2绳索取心的技术

绳索取心技术所使用的主要工具是打捞工具和岩心管，通过打捞工具来解决堵塞的问题。该种技术的优点体现在其使用方便，不仅具有比较强的实用性，适用范围比较广泛，还可以保证取心符合所规定的质量，提高了钻进的工作效率。在钻进的过程中，容易出现堵塞的问题，此时可以使用打捞工具来解决，有效的避免了钻杆工具和岩心之间发生不必要的摩擦，保证了取心的效率。此外，该种钻探技术还可以减少提升钻杆的升降频次，延长钻头的使用寿命。

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的很好，再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，是用冲洗液来驱动液动潜孔锤的，那当液动潜孔锤受到冲击时，就能将能量传给钻头，然后钻头来破岩。而当中的冲洗液是用现场的泥浆泵来进行配送的，随着钻头的不断深入潜出，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这样的特点，对于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有在金属矿山，化工，石油，水电建材，地质等一些领域。

四、结束语

钻探技术是地质工程勘察中重要的技术，是地质工程勘察十分有效且重要的手段之一，不同的地质对钻探技术的要求不同，在地质工程勘察中对钻探技术的选用也是重要环节之一，因此必须加强对地质工程勘查的钻探技术进行研究分析

参考文献：

[1]冉恒谦等.地质钻探技术与应用研究[J].地质学报，2011（11）

[2]高富丽等.我国地质钻探技术装备现状分析及发展建议[J].探矿工程，2009（01）

[3]郭向军.工程地质勘察经验剖析[J].山西科技，2011（03）

[4]单晓琳.不同工程地质勘察阶段地质体的测试方法[J].黑龙江科技信息，2012（15）