工程地质勘察中钻探技术的应用分析

摘 要：随着社会的发展，对于建筑施工的要求越来越高，这就要求对其地质勘察更加精细化，这就带动相应的钻探技术不断发展创新，本文重点探讨了地质勘察的相关概念及主要特征等，提出了用于地质勘察的四种主要的钻探技术，同时分析了现代主要的钻探技术的应用情况，在选取相关的钻探技术方面充分考虑其使用范围，实现钻探效果最优化。

关键词：地质；勘察；钻探

一、引言

地质勘察是现代工程建设的前期工作，任何工程施工之前都需要对相关的地下水文条件、岩石结构等情况进行有效探查，对地基施工有着十分重要的作用和意义。地质结构获取数据准确与否主要决定于用于勘察的钻探技术适不适合。例如对相关地质结构的岩层分析是对工程地基建设的主要依据，对于改地质结构的调查分析主要来之精准的钻探技术作为保障。

二、地质勘察工程

（一）相关概念。施工之前的地质勘察主要依靠勘察人员人工或者仪器进行地下水文信息、地质结构、土壤分布情况的分析，从而实现对施工过程中，尤其是地基建设所需要的技术资料，是施工过程的主要依据指标。例如岩石的力学结构是建筑工程地基建设的主要指标。不同的地质结构需要有不同的地基处理方法和手段。只有掌握地质结构的基本情况，才能有效地实现对相关地形的不同处理方案，实现施工建筑的稳定、可靠。地质勘察最终的目的就是为了给施工提出合理化的建议，实现安全、可靠施工。勘察方法很多，有调查分析、数据分析等等，其中钻探是一种最为直接的、可靠的勘探方法，可以给出施工地下真实的地质结构。例如：一块既有碎石，又有岩溶地质的结构，一旦出现钻探方式不符合要求，最终的勘察结果可能影响最终的施工过程，降低建筑的安全性和稳定性。只有准确的钻探结果，才能实现当地地质结构的精准分析，使得施工建筑的地基打得更牢。

（二）主要特征。首先，地质钻探的位置选取不仅仅需要关注环境情况，同时还需要根据施工建筑的情况进行选取位置。一般来说，钻眼的位置需要进一步选择在施工建筑的整体外轮廓之上，因为这种轮廓线上是整个建筑承重墙、柱的主要位置，即是整个建筑受力最大的区域。例如一个楼房的地质勘察选点就是该楼房外墙承重面上。其次，钻探深度不超过10米，一般选取的钻机就是一些简便轻盈的机械，但是当遇到一些大型的工程，例如三峡大坝工程的地质勘察需要钻探的深度就不止10米了，还有城市的地下轨道交通建设的地质勘察一般也超过了10米，有时可能要进行几十米深钻探。最后，钻探出的空洞有很多方面的使用。例如一个空洞可以进行其水文信息的调查，土质结构分析等，除了一次性的调查其土质信息之外，还可实时监控地下水文变化情况，实现静态和动态的数据信息获取。

三、具体的钻探技术探讨

（一）反循环技术。这种技术主要有两种不同的工作介质，一个是压缩空气，一个是自然水，这两种技术的工作原理是一样的，都是利用介质的反循环，作用钻头进行钻探工作。不同之处就是工作介质存在不同，压缩空气介质的反循环技术，主要是将空气作为一种循环介质，将压缩空气作用到钻眼底部，因为这些压缩空气具有很多的压力，使得整个钻头可以作用在作用面上进行钻眼作业。这些压缩空气作用到底部钻头上之后，可以通过中间的空隙从新回到地面之上，底层下部的土质样本被其带上来，这是可以进行有效收集，得到不同深度的土质样本。自然水的反循环技术就是将空气介质换成了自然水或者水浆，其工作原理和压缩空气介质的基本一致，利用水或水浆将底部的土质样本钻去上来，这种技术取出的土质样本是整块取出。

该技术主要特点：空气介质的反循环技术工作效率较高，同时没有什么工作强度，实施的成本也比较低，对不同深度岩石层的判断十分有效。对于水资源相对缺乏的野外作业可以采用空气介质的反循环钻探技术。这种将压缩空气携带上来的岩土样本作为地质结构情况反映，有点不够精确。自然水循环的钻探所得到了是一系列整齐的岩石样本，其在地层中的分布相对比较精确。但是由于是整体取出相关岩土样本，在工作效率方面存在一定不足，耗能较大。使用范围：该技术可以使用在地质结构的样本取得方面，也可以对地质疏松地区进行勘察。

（二）液动潜孔锤技术。这个技术我国在世界上处于领先地位，主要是依托回转钻探技术，主要依靠泥浆液的冲击力传递给潜孔锤，潜孔锤再将这种压力传动给作业工作面，实现钻头的钻去作业。这些泥浆液主要依靠水泵进行供能，水泵管道可以根据钻取深度进行调节。

该技术的优势在于：这种钻探技术的作用能量较大，因为它具有回转和冲击两种力量作用，可以进行地质坚硬的地下勘察，其工作效率较大，这是他的优势之一。使用范围：由于这种技术可以进行坚硬地质条件的钻探工作，实现高硬度地质条件的钻探优势，然而由于钻头的使用寿命问题，该设备的使用周期不是很长，这是该技术需要突破之处。

（三）绳索取心技术。该技术使用的是一种没有钻杆的钻探装置。主要当钻头不能工作的时候，才能需要使用钻杆，技术的主要结构就是岩心管，是国内比较常见的一种钻探技术。这种技术的主要优势在于钻取的岩石样本具有很高的准确性，符合地层分部情况，钻头在辅助工作时间较短，很多的，钻头减少一定的辅助升降次数，降低其与岩层之间的磨损，提高了使用周期。使用范围：该技术的使用范围较广，可以实现多行业钻探的需要，现在石油地质勘察，隧道勘察、冰层勘察等等都可以使用这种技术。

（四）复合式钻探技术。所谓的复合式钻探技术就是将上述的反循环、液动潜孔锤、绳索取心等钻探技术融合成一体。梳理上述三种技术的优势，组合相关的钻眼技术，取样的准确性进一步提高，实现工作强度的降低，使得其钻探效率进一步提高。

四、应用情况分析

在地质勘探方面，钻探的主要方式就是钻取岩土样本，这种样本取得的效率、准确性是钻探技术的是否适合该领域的重要标志，在进行选择钻探技术的时候需要充分考虑这些问题，实现钻探方式选择最优。主要的钻探技术是指将钻头钻入地下进行地下，钻去不同地质层面土质样本的一种技术。这种技术可以准确、客观地分析地下的地质情况，在进行地质水文信息的获取、地下矿产的查明等方面有着十分重要的作用和意义。根据不同的用途，钻探的深度和方法工艺存在一定的差异。目前国内的钻探技术相比国外一些发达国家还存在一定的差异，尤其是超深钻探技术、冻土层钻探技术等方面。现在国家的地质钻探也进行的进一步研究，对钻头等机械设备，对钻孔工艺等都有各自不同的研究和发展，也进一步形成了国内的钻探技术的发展体系。

五、结语

随着建筑工程施工要求不断提高，对于前期的地质勘察工作的要求更加严苛，这就带动了现代社会的对相关钻探技术的创新发展。针对这些不同特点的钻探技术，根据其使用范围，设计钻探方案，实现钻探效果最优化。

参考文献

[1] 王光明，阳正强，等.基于权变理论的水电项目综合勘察方法与组合模型探讨[A].中国水力发电工程学会地质及勘探专业委员会中国水利电力物探科技信息网.2012年学术年会，2012，09：153-154.

[2] 刘国权.原位测试技术在高速公路勘察中的实证研究[A].中国公路学会高速公路运营管理分会2011年度年会暨第十八次全国高速公路运营管理工作研讨会，2011，10：123-124.

[3] 彭永良，胡卸文，张立，郑永翔，等.利用综合物探方法对复杂采空区注浆效果评价的应用性试验研究[A].2011 International Conference on Fuzzy Systems and Neural Computing（FSNC 2011），2011，02：179-180.

作者简介：李恒旺，云南物探矿业有限公司。

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