地质钻探技术在工程地质勘察中的应用分析

地质钻探技术在工程地质勘察中的应用分析

吴翔1,郑千祥2

1身份证号：370404197903263315，陕西省

2身份证号：410181198501081010，陕西省

摘要：在工程项目设计和建设施工前期阶段，工程地质勘察作为一项基础性的内容，相关人员应掌握项目区域实际地质情况，确保工程项目设计方案的可行性与可靠性。在工程地质勘察中，地质钻探技术发挥着重要作用，因此，确保钻探质量极为必要。鉴于此，本文就地质钻探技术在工程地质勘察中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：地质钻探；地质勘察；地理样貌

1.地质钻探技术的特点

在开始实际工作之前，要做好施工区域地质环境和地理样貌的勘察工作，从而根据工程需求选择开展实际工作的钻孔区域。比如在进行民用建筑物的施工工作时，要根据具体情况，做好施工区域的方向工作，也要找好钻孔区域的实际位置。如果要进行水坝工程的施工工作，则要依照部分技术要求来选择钻孔的具体位置。在进行实际施工工作的过程中，如果没有非常显著的技术特点，那么就采用普遍应用的钻探工具进行实际工作，如果对技术要求较高，或者整体工作的复杂程度较大，那么就要选择其他形式的钻孔方式[1]。在开展施工工作的过程中可能面临着许多工作问题，比如开展工作之前，要了解当地的岩石特征，地质情况和水文环境情况，开展技术推测工作，但在实际工作的过程中，要缓缓开展工作。利用钻探技术开展实际工作，可以了解到其技术限制因素较少，正确应用这类技术，也可以提升工程数据的使用性和准确性。

2.常见的地质钻探方法

在实际的工程地质钻探勘察工作中，根据不同的地质情况所采取的钻探方法多种多样，主要包括以下几种钻探方法：（1）击入法，一般适用于对硬度较大岩层所开展的钻探工作，其优势在于击打时可以产生巨大的能量，从而对岩层的研究和开发会更加深入。在现实操作中，又可以分为孔内击入和孔外击入；（2）压入法，一般适用于对硬度较小岩层所开展的钻探工作，其优势在于无需施加较大外力即能够完成取样工作。在现实操作中，也可以分为连续压入法和断续压入法；（3）振动法，是工程地质钻探勘察中最为常见的1种钻探方法，其优势在于适用范围比较广泛，在实际操作时，利用土层的振动，使钻头深入土层中，然后进行样品的提取，但需要注意的是，此方法并不适用于容易发生液化的岩层勘察。应根据不同的地质情况采取不同的钻探方法[2]。

3.地质钻探技术在工程地质勘察中的应用

工程建设期间，高质量地质勘察工作有利于工程建设的顺利开展，地质勘察对钻探技术的应用提出了较高的技术要求，钻探期间，需提前展开全面分析，比如岩层提取率应和夹层采取率相对应。不同类型的岩层所适用的钻探技术有所差异，要求科学调整钻探速度。比如在水文地质勘察工作中，为了保障测试水位，完成地质试验分析，应对水层位置进行综合分析，确定钻进位置与钻进速度，确定最优钻进方案。同时，在含水层不同的情况下，需要采取一定的分层止水处理措施，为后续技术应用奠定基础，以提高工作效率[3]。

3.1孔锤钻探技术

该项技术是基于回转钻探而被开发出来的，主要通过冲洗液发挥驱动作用，在冲击液动潜孔锤时，能量会传送到钻头将岩石进行摩擦钻进。由于是改进回转钻探技术之后所形成的，在遭受回转力以及冲击力的有效驱使下，一方面能够将钻进效率的提高，另一方面能减少钻孔成本支出。现阶段，这一技术也广泛应用在水电建材等其他领域，而且在世界上该项技术也处在前茅地位。在具体应用这项技术时，由于应用频率较高，适合在坚硬岩质的地质结构，在具体施工过程中应该高度重视设备的坚固性，针对液压泥浆也应尽可能选取优良润滑性、含砂量较低原料，从而为液动锤提供保护，降低磨损并提升效率。若想进一步提高技术使用率，需要将长潜孔锤延长应用寿命、提高工作效率等方面作为优化及研究重点。

3.2绳索取心技术

绳索取心技术是不必通过钻杆也可以得到岩芯，当钻头出现问题时才涉及提取钻杆的应用。该项技术有两种中心设备分别是岩芯管（如图1所示）以及打捞设备。与具体施工情况相结合选择合适的施工技术。依据该技术所运用到的设备，其具备优良的便捷性且拥有广泛地运用范围。如果存在堵塞问题，通过打捞工具可以防止钻具摩擦岩芯，同时在进行钻探过程中不能一次性钻进过深的深度，以此提高钻进效率保证获取岩芯的质量。基于人工层面分析，由于该技术不涉及频繁提取钻杆，因此在具体施工中能够提高施工效率，减低施工强度[4]。依据现阶段我国进行工程地质勘察的整体情况，无论是地质领域或是矿石领域等，均能高效利用这项技术且施工效果会更加理想。

图1岩芯管

3.3反循环钻探技术

对于该技术而言，由于循环介质拥有一定差异，能够将其分为以下两类：（1）水力反循环；（2）空气反循环。第一种技术是把泥浆、水当成介质，依托钻杆可以把介质有效传递，在此基础上借助钻头可以取得岩芯，从而再传送到孔口；而第二种技术会把空气当成介质，这样压缩空气会通过双臂钻杆外管实现传递，空气在发生膨胀之后能产生较强的冲击力，受到推动力的影响潜孔锤则能撞击岩面，与此同时钻杆把空气传递至孔口，由此便能进行检测岩样。对于上述两个技术，在具体运用中均存在很多不足。通过水力反循环技术，能够得到完整性更好的岩石，能够保证更加准确地探明地层分布，不必消耗较高的劳动强度，可存在的主要弊端为水量消耗偏高，相对较迟缓的钻孔效率，相对较长的施工时间。相比水力反循环，通常会将空气反循环技术运用在缺水干旱区域，且消耗较低劳动强度，可以节约一些施工成本

[5]。可是这样仅会得到岩屑样本，难以全面了解场地岩土层分布的情况。

3.4组合钻探技术

所谓组合钻探技术，指的是综合使用反循环钻探、绳索取心及液动潜孔锤3种技术，从而实现取长补短，充分利用各种钻探技术的优势，从而达到有效降低勘察人员工作强度，切实降低施工成本的目的。

4.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。

结语

综上所述，工程地质勘察工作的实施有利于保障工程建设顺利开展，在此过程中，钻探技术发挥着重要作用，工程地质勘察对钻探的应用提出了较高的技术要求。实践中，需要在结合工程地质勘察现场实际条件的基础上，选择合适的钻探技术，优选钻探施工设计、钻探设备，维护钻探质量，发挥钻探技术的实效性，保证工程地质勘察结果的质量水平。

参考文献：

[1]程美星.公路工程地质勘察要点分析[J].运输经理世界，2021，(31):62-64.

[2]林川.钻孔技术在地质钻探中应用[J].中国新技术新产品，2019，(17):115-116.

[3]杜巍.实例探析桥梁工程地质勘察方法[J].四川水泥，2019，(05):22.

[4]魏鹏涛.地质钻探在工程地质勘察中的应用[J].城市建设理论研究(电子版)，2019，(02):101.

[5]黄吉之，王振.工程地质勘察钻探中的取样问题[J].居舍，2018，(31):191.