工程地质勘察钻探中的取样问题

杨小军

摘要：地质勘察工作是工程建设过程中的基础工作，决定了后期工作开展是否顺利，因此地质勘察工作是非常重要的。一般情况下地质勘察工作都离不开钻井取样，将达到一定深度取得的物质进行分析，从而获得该地区的地质水文等具体信息，这些信息为能够下一步的工程施工提供重要的参考。本文将对工程地质勘察过程钻井取样问题进行分析，为接下来的工程施工工作奠定有利基础。

关键词：钻井取样；水文地理；问题分析

一、工程地质钻探的取样分析

（一）工程地质钻探取样目的

钻井取样是地质勘察过程中的基础工作，具有重要的实际意义。进行钻井取样有四个主要目的，第一个目的是可以通过钻井取样对施工地区的地质进行分析，具体划分出它的地层和岩土性质，通过所取得的土样进入试验室进行分析，为下一步设计与施工方案提供理论保障。第二个目的是可以对当地的地质结构进行具体分析，能够提前把握施工现场可能发生的不良事故，通过分析，可以提前预防不良事故的发生保障施工人员和施工机械设备的安全。第三个目的是通过对钻出的样品进行分析和存档，方便了解当地土层的物理性质。第四个目的是可以通过钻井了解地下水的水位走向等情况，也可以通过钻井取得深层地下水，对地下水的性质进行分析。

（二）钻探方法介绍

随着科技的发展，我国在地质勘探钻井取样方面的技术也得到了显著提高，钻井的方式多种多样，根据钻头的不同，可以分为冲击钻进法、锤击钻进法、震动钻进法、旋转钻井法等多种类型。在这些钻头的选择和钻井工艺可以通过事先搜集区域地质资料，在大致了解区域地层的基础上确定所需钻头和钻井方法。

二、工程地质钻探的样品分类

（一）原状土样分析

在工程地质勘察的过程中，虽然原状土的应力状态已经随着取样过程发生了相应的改变，但是原状土样的结构和許多物理性质内部成分的改变并不明显，因此工作人员在采集到原状土土样之后要带回试验室进行相关力学性质指标的分析。土样的分析工艺是多种多样的，主要目的是掌握所取原状土的含水量、密度、比重、抗剪切强度、压缩性等一系列数据，通过这些情况对当地原状土进行评测，能够通过这些原状土的土样来分析出岩土层的物理性质。在原状土分析的过程中，需要保证取土钻孔和样品数量满足设计和取样的规范要求。

（二）扰动样分析

扰动样与原状土样相比较而言，是指在施工工地钻井取样过程中岩层的基本结构和自然成分早就已经受到一定程度的破坏，因此在地质勘探钻井取样的过程中，需要通过室内检测来测量扰动样中的物理指标等信息。根据以往的勘探钻井取样经验，在取样过程中最容易受到扰动的岩土层，主要包括淤泥岩土层和砂性岩土层。因为这两种岩土层具有一定的流动性，在受到外力侵入的过程中引发震动，砂土和淤泥会随着钻井的深入渗透到其他岩土层中去。因此钻井需要针对这两种情况采取不同的措施，首先是针对淤泥岩土层在取样的过程中，若发现淤泥岩土层应当采用薄壁取土器，采用的取样方法不同于上文所提到的方法而是使用静力压入法取样，采样完成后需要将样品进行封闭包装，然后进入试验室进行检测分析。对于砂土层取样，需要采用旋转式取样活塞封闭的取样器皿。

（三）水样

在地质勘探钻井取样的过程中，水样分析是必不可少的环节。首先要做的就是明确取水样的数量和取水层的位置所在。通过初步勘探了解取水层位置，然后根据当地分布的岩层情况选择不同的取水器皿对水样进行获取。为了防止水分的蒸发，以及外界的污染，需要将取得的水样移进室内进行检测分析。主要检测的目标有地下水阴离子和阳离子的含量、PH值、矿化度等指标，根据所取得的地下水相关试验数据能够判断该地区地下水对建（构）筑物中的混凝土、混凝土中的钢筋以及钢结构是否具有腐蚀性。根据地质勘探钻井取样的经验，通常情况下地下水取样主要通过重锤水器进行取样，采集的地下水应放入玻璃瓶中进行保存。

三、工程地质钻探的取样技术分析

（一）钻孔问题

在地质勘察钻井取样过程中钻孔取样主要包含六个方面的注意问题，首先在原状土取样的过程中需要采用静力压入法和重锤少击法采样，防止原状土遭到破坏，从而保证了钻井取用的整体样本效果。当钻孔钻到地下水位以上时，均采用干燥取样，在最大程度上避免冲洗液的进入，保证了样品的真实性。有些情况需要用到套管护壁，此时的操作步骤应该为先钻孔后进入套管，并且能够保证靠管的下设深度和取样器之间的距离大于三倍管径。为了防止样品的污染，在取样器放下取样之前需要先进行清孔，取样器灌人的深度应当在取样器总长度的90%左右。在固定活塞取样进入的过程中，需要保证活塞杆和钻孔紧密相连，避免活塞移动。

（二）取样环节检测

地质勘察钻井取样问题是地质勘察过程中的重要环节，因此在编制勘察技术要求和实施的过程中要重视地质勘察取样问题，明确取样工艺，并且根据不同的岩土层指出相应的取土器皿。在取样工作人员工作过程中现场取样前的取土器需要审核，确保取土器达到工艺标准可以投入取土后方可使用。工作人员需要加强取样环节的检测力度，尤其是在取样环节的中间检测。在取得土层样本后需要有专业的人员进行密封包装和运输，确保该样品在密封后温度和湿度变化较小，不会影响到样品的原本物理l生质，并且避免样本的暴晒受冻等情况。在样品运往实验室检测的过程中，需要对运输过程加强检测，使用专门用于包装样品的土样箱进行包装，防止振动和散落情况的发生。时刻关注样品的取样时间和有效期，一般情况下取得的样品贮存时间不宜超过两周。

结语

在经济和科技不断发展的情况下工程地质勘测钻井取样问题越来越受到工程地质工作人员的关注，只有做好基础工作，在取样过程中的每个环节都加强把控，实际掌握工程施工地区的岩土层情况才能为下一步的施工打好坚实的基础。希望能够进一步提高工程地质勘测钻井取样水平，不断完善钻井取样技术。