工程地质勘察中钻探技术的方法及应用实践探讨

工程地质勘察中钻探技术的方法及应用实践探讨

王静卓, 高峰

中铁第六勘察设计院集团有限公司 300131

摘要：利用地质钻探工艺技术可以有效开发和利用自然资源，满足各行各业发展需求。我国地质钻探作业范围十分广泛，而且具有较大的规模，因此，在实际工作中，将会面临较多的环境问题，同时增加了地质钻探工作的风险。企业需要重视地质钻探工作中的问题，提出针对性的安全生产管理措施，推动地质工作健康发展。基于此，本文章对工程地质勘察中钻探技术的方法及应用实践进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：工程地质勘察；钻探技术；应用实践

引言

地质钻探技术是地质科学的一个重要组成部分，是复杂的，大多数作业是在困难的地理条件下进行的，这是极其危险的。全面的安全管理措施对于确保地质钻探的安全和质量至关重要。安全生产管理决定了钻探作业的方向和地质科学研究的质量。钻探工作必须强调质量和效率，优先考虑安全生产，并建立健全的管理体系。

一、钻探技术概念

当前，钻探技术已经成为地质勘察中的关键技术，主要是指在一定的地区内，为了获得更加准确的地质环境信息，对信息进行处理，进而得到相应的结果而采取的一种现代化技术。这种技术不仅能够充分利用地质信息知识，还能够深入挖掘地质信息。同时，钻探技术还能够对地质构造进行初步探索，然后由工作人员进行深入研究。近年来，为了保证地质信息的准确性，各种先进的技术在地质勘察中均得到了有效应用，尤其是在矿产、水文地质、岩土工程勘察中，科学地运用钻探技术，能够有效保证地质信息获取的精准性，促进理论和实践的有效结合，强化地质勘察能力。

二、分析当前常用的地质钻探工艺技术

（一）反循环钻探技术

反循环钻探技术主要包括空气反循环和水力反循环，二者最大的区别是利用不同循环介质。空气反循环利用的循环介质为压缩空气，通过双臂钻杆外管向孔底输送压缩空气，再利用空气膨胀的冲击力驱动孔底潜孔锤，最终通过潜孔锤于岩石上施加有效作用力。空气作用力通过双臂钻杆中芯通道再返回地表，同时，会携带一些岩屑，可以利用这些岩屑作为地质钻探样本。水力反循环连续取芯钻探技术利用的循环介质为清水和泥浆，和空气反循环具有相同的工作原理，而且利用双臂钻杆可以向孔底输送液体介质，利用取芯钻头可以获得柱状的岩芯，再利用内管中芯通道向地表输送岩芯。

（二）绳索取芯钻探技术

绳钻是一种新型钻探方式，待岩芯装满芯管，并且芯管逐渐被绳套住时，避免常规的提升杆钻穿过程。钻杆直接放置在钻孔底部。中国许多企业都采用了这种技术，但也有一些缺点，例如支柱寿命短，可以通过改进设备的性能和结构参数来解决这一问题。

（三）组合钻探技术

组合钻探技术有机结合了绳索取芯钻探技术和反循环钻探技术，通过融合不同钻探技术的优势，形成了综合性地质钻探方法。可以发挥出不同技术的优势，进一步提高钻探效率，同时可以降低整体钻探成本。

（四）岩芯钻探技术

在寻找矿藏、矿体时，需要查明矿藏的大小及矿体向地下深处的延伸方向，岩芯钻探是查明矿藏或矿体的主要地质钻探技术手段。通过对岩芯和岩芯粉末进行详细取样和试验，以及在钻探过程中通过对岩芯进行观察、判别，以确定所研究矿藏或矿体的地质结构和特性。岩芯取样的采用率通常达到60%至70 %，钻孔的角度选择：矿体倾角较小时，一般采用垂直钻孔；矿体倾角较大时，一般采用倾斜钻孔。

三、工程地质勘察中钻探技术的方法及应用实践

（一）掌握地质情况

为了确保有效地进行地质勘探，必须提前对施工现场的地质环境进行全面分析，查明地质概况，并根据工程施工的需要科学地选择勘探方法。土木工程设计过程中，必须结合工程设计计划确定钻孔位置。

（二）勘察范围工作面布置

钻探作业前，首先根据勘察要求选择和布置钻孔，绘制勘探平面图。选择勘探点时，钻孔须沿建筑结构的四周、中心和轴线结构布设。结合土木工程设计规范、具体施工项目的实际需要、场地底层特征等，对于规模相对较小的简单建筑结构，可以适当地缩小研究的工作范围，对于规模相对较大的复杂建筑结构，可以适当地增大研究的工作范围。使用全球定位系统技术进行勘探点放样，并与勘察区域内过往地质工程勘察项目提供的控制点和高程点一起测量。

（三）安全事故的处理流程

在实施地质钻探时，需要有规定明确和管理有序的处理地质安全事故的流程，以便在事故发生后尽快采取有效的处理措施，并防止事故造成进一步的损失。一是事故发生后，有必要对事故的主要范围进行评估，通过测量分析确定事故的类别，掌握第一手事故的相关信息，为事故的深入调查工作奠定坚实的基础。其次，系统进行精确的管理计算和详细的分析，与以前的管理数据系统进行比较，然后更新数据，向上报告和向下传达。同时，必须严格选择和正确使用最安全、最适用的设备，如应急机械检测工具、压力检测装置等。及时处理突发事件，掌握突发事件的动态变化，对不同的突发事件采用不同的应急处理方法。

（四）严格实施地质钻探野外作业

由于地质钻探通常是在野外进行的，需要加强安全管理。有必要根据工程实际情况、工期进度等制定合理的安全生产作业计划，并遵循安全防范的基本原则。此外，钻探安全管理是动态变化的，而且风险本身也随着工程的进展和环境的变化而变化。在此基础上，应事先进行风险评估，制定应急计划，按计划进行演练，在生产过程中规避风险，避免出现事故。

（五）坚持绿色钻探理念

地质钻探作业是地质研究的核心和关键。传统的钻井工艺可能会对环境造成破坏，损害地貌和植被，影响勘探区域地下水的水质，某些钻探工作会产生大量扬尘与建筑垃圾，对环境造成严重破坏。只有环保钻探才能尽量避免对生态环境造成破坏，更有利于生态环境的恢复和保持。在今后的地质钻探工作中，企业必须坚持环保理念，将绿色发展、环保钻探纳入地质勘探全过程，以满足行业低碳绿色的需求。

结束语

总而言之，地质钻探工作非常复杂，在实际工作中操作不合理将会引发安全事故，因此，在地质钻探工作中，地质钻探单位需要结合实际情况采取针对性的安全生产管理措施，提高地质钻探工作的安全性与环保性，顺利达成地质钻探工作目的，推动我国地质钻探行业的可持续发展。

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