工程地质勘察中钻探技术的应用分析论文_阳俊

昭通市昭阳区水利勘测设计队 云南昭通 657000

摘要:随着我国社会经济的不断增长,也带动了多个行业的快速发展,其中也包括地质工程勘探行业,近年来,钻探技术在该行业中应用十分广泛,其凭借自身精准、强大的分析能力,受到了众多业界人士的青睐和认可。现阶段,我国社会发展中对于矿产资源的需求量逐年增加,由此也为钻探技术的优势发挥创造了广阔空间。基于此,文章主要对该技术在工程地质勘查工作中的实践应用进行了分析与研究。

关键词:工程;地质勘察;钻探技术;应用

进入崭新的21世纪,我国社会经济增长突飞猛进,各行各业均得到了快速发展。在工程勘察领域中,由于我国社会经济体系尚处于发展的初级阶段,故与很多发达国家相比仍存在一定差距,但随着科学技术水平的不断提升以及矿产资源需求量的逐年增长,也带动了钻探技术在该行业中的广泛应用,而这对于我国工程勘察行业的快速稳定发展具有很重要的现实意义。

一、地质勘察工程概述

(一)地质勘察工程含义分析

所谓地质勘察工程,主要就是通过测绘、检查、勘察以及调查等方式,针对相关工程进行全面探究,终极目标是为了获取工程相关的空间分布信息、水体条件、岩石状况以及土质条件等等,通过对这些进行综合研究,可为工程施工方案的制定提供重要参考。而钻探技术便是地质勘查工程中最为常见的方式,该技术可在地质条件相对复杂的环境中进行灵活应用,同时还可大幅度提升勘察结果的精准性和权威性。但实践过程中,一旦缺乏对人员操作的控制,或不具备完善全面的管理制度,依然会对技术应用成效产生直接影响,由此也会直接的降低数据结果的精准性,对工程的顺利了开展产生直接影响,甚至还会引发一系列工程事故,对工作人员的生命财产安全造成严重威胁[1]。

(二)地质勘察工程特征及应用条件

1.合理分布钻孔

在分析勘察工程钻孔的过程中,不仅要充分考虑施工现场实际的的地质环境,同时还应结合工程实际的种类和特征来进行。例如,对于工业建筑或者是民用建筑而言,一般要结合工程整体框架来进行分钻孔分布工作,而对于水坝工程而言,则通常要结合坝轴线展开分布工作。

2.钻进深度的合理设置

正常情况下,深埋隧道工程和大型的水利工程的深度通常较深,其他类型的工程对一般对钻进深度无过高要求,深度基本在10m以下。因此,在钻进施工的过程中,可优先选择轻便的钻进方式以及轻巧的机械设备。

3.钻进途径多样化

在目前的地质勘察工程中,钻进方式多种多样,如可通过钻孔,对工程相关的水文状况、地质框架等进行明确掌握,同时还可实现长时间检测、取样以及勘察等工作[2]。

二、地质勘察工程中钻探技术的实践应用分析

(一)反循环钻探技术

对于该技术而言,由于循环介质存在一定差异,因此,一般可将其分成以下几类:第一,空气反循环技术;第二,水力反循环技术。其中,水力反循环技术在具体实践的过程中,主要就是将泥浆或者水作为介质,并通过钻杆将其传输至孔低,之后再使用钻头获取柱状岩心,并同时将其传至地面。而空气反循环技术,顾名思义,空气是其主要的应用介质,并将压缩空气通过双臂钻杆传输至孔低,在空气膨胀的作用之下,会产生强大的冲击力,从而也会给孔低潜孔锤施加一个推动力,并与岩石相接触,将空气传输至地面,以此实现岩屑检测的目的[3]。

但上述两种钻探机技术在实践中均存在不同程度的缺陷和弊端,具体而言,水力反循环技术在应用时,所获取的岩石相对完整,同时还可保证检测结果的精准性,劳动力消耗较少,但缺陷在于水量耗费较大,且工作效率较为迟缓,同还会花费较多时间。相比于水力循环技术,空气反循环技术更加适合应用于一些干旱缺水的地区,这主要是因为其耗水量较少,且劳动力强度小,并可在很大程度上节约成本,但却缺陷在于,通常只能得到岩屑样本,无法彻底、全面的解决底层框架问题[4]。

(二)绳索取芯技术

相比于钻探反循环技术,绳索反循环技术在获取岩心的过程中,无需使用钻杆,一般只在钻头产生问题时,才会涉及到钻杆。该技术在具体实践中,核心设备包括打捞设备和岩心管。根据具体的工程施工状况,选择合适技术来进行。结合绳索取芯技术的应用设备可知,该技术的简便性较高,且目前应用十分广泛[5]。在实践中,无需设置较深的钻孔深度,如此更加有助于设备工作效率的提升,并可为岩心质量提供保障。从人工的角度进行分析,由于该技术不需要使用钻杆,因此在施工过程中,可大幅度降低施工频率,减轻人员的工作量。从目前我国地质勘察工程实际发展现状来看,不管是矿石领域、冰层领域,还是地质领域中,均可对该技术加以应用,且适用范围较广,且要求较低,如此也最大限度的凸显了其应用效果。但应注意的问题是,不同岩层件,具有着不同的钻进技术参数要求,具体如下表:

(三)液动潜孔钻探技术

该技术产生于回转钻探的基础之上,实践中主要是借助冲洗液,带动潜孔垂运动,在潜孔垂受到撞击之后,会给钻头施加一个力,从而便会获取岩层。换言之,液动潜孔钻探技术实则是回转钻探技术的优化版和升级版,在冲击力的作用和影响之下,可大幅度提升设备的应用效率,与此同时,还可节约大量的成本和时间。除此之外,通过该技术的实践应用,还能实现岩石抗剪强度的科学应用,如此可及时的对地形繁琐、钻孔质量低下等问题进行缓解[6]。

对于液动潜孔钻探技术的实际应用而言,由于其可在高频施工中进行实践应用,因此,其更加适合应用于高脆性、坚固的地质环境中。但是在选择液压泥浆的质量时,一般需要使用含沙量少、弱化性能好的材料,如此可最大限度的降低磨损性,提升整体的施工效果和质量。总之,若想真正实现液动潜孔钻探技术科学合理应用,需在今后实践中,加大对施工效率和年限等问题的研究力度。

(四)新型钻探技术

随着时代的进步以及社会的不断发展,各种各样的新工艺和新技术随之产生,并实现了广泛应用。如此也为我国一些干旱地区的地质勘查工程开展提供了新契机。目前,新型钻头在地质勘查工程中应用十分广泛,其主要是借助超声波技术制作而成,实践中可大幅度提升生产工作效率,延长设备的应用寿命。相比于普通钻头,这种新型钻头的钻进速度可提升20%以上。使用特质的清洗液,能够快速洗净钻杆内部杂质和污垢,保证设备应用性能[7]。

三、地质勘查工程常见钻探方式及设备分析

在开展地质勘查工程的过程中,往往需要面临复杂繁琐的地质环境,因此在实践中,应充分结合实际的施工环境,对钻探技术进行合理选择和应用,以此为钻探工程的顺利开展提供便利条件。正常情况下,在工程地质钻探工程施工环节中,最常见的钻探方式如回转钻探和技术冲击。这些技术主要是依据动力来源进行划分,而划分的方式包括机械设备和人力两种。其中,通过机械设备的实践应用,可有效提升钻进效率,与此同时,还能实现钻进深度的精准合理控制,因此该方式在目前的地质勘察工程中应用十分广泛。结合实际的地质状况条件,技术人员可选择恰当的施工设备和方式,具体类型如下:

击入法:该方式一般可划分为孔重锤少击法、孔外轻锤多击法两种。这些方式均可被应用于坚硬地质岩石取芯工作中,且实践效果也十分显著。

振动法:该方式在具体应用时主要是借助振动器,在振动的作用之下,将取土器囊推进地下土层中,以此实现取样。

压入法:该方式一般常见于柔软的地质环境,可详细划分为继续压入和连续性压入两种办法。实践中,技术人员可结合施工现场的实际情况,选择恰当的施工方式。

结语:

综上所述,目前,钻探技术在我国的地质勘察工程中应用十分广泛,其属于一项繁琐、复杂的工艺,具体包括反循环钻探技术、绳索取芯技术、液动潜孔钻探技术等等,具体实践中,技术人员可结合施工现场的实际情况,选择恰当的设备和方式,从而最大限度的发挥技术优势,提升施工效率,为我国地质勘查行业的健康稳定发展提供保障。

参考文献

[1]陈鸿涛.工程地质勘察中钻探技术的应用浅述[J].中国新技术新产品,2018(05):102-103.

[2]杨政发.钻探技术在工程地质勘察中的应用研究[J].中国金属通报,2017(09):95+94.

[3]常新.地质工程勘查中钻探技术的方法及其应用分析[J].黑龙江科技信息,2017(08):104.

[4]陈童男.关于工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J].科技展望,2015,25(08):131.

[5]孙立斌.关于工程地质勘察中对地震CT探测技术的应用研究分析[J].硅谷,2010(17):92.

[6]李正元.瑞雷波勘探技术在高速公路岩土工程地质勘察中的分析与应用[J].广东建材,2009,25(07):27-29.

[7]沙礼,隆威.弹性波速测井技术在岩土工程地质勘察中的分析与应用[J].四川建材,2009,35(03):175-176+178.

论文作者:阳俊

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期

论文发表时间:2018/9/12

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