阐述工程地质状况对工程地质钻探技术的要求

【摘 要】工程地质勘察技术日趋成熟，完善，为更加深入的探究工程地质各个方面存在的问题，对工程地质勘探进行精准分析、评价工程地质情况，作为主要勘察手段的钻探等勘察工程应用越加广泛起来。该论文从工程地质状况对工程地质钻探技术相关要求出发，进行了详细的论述。

【关键字】工程地质勘探；钻探工程；相关技术

前言

钻探工程是为了进行工程地质勘察而进行的，它的本质是通过钻探取样、样品分析、现场工程地质测试程序来获得建筑基础的地质资料和岩土层参数，提供出选择修建地点，基本处理方式、明确建筑类型和合理施工方法的依据。

1、作为基本常用的勘探手段，工程地质钻探在地质勘查中其特点和适用条件中被广泛应用。钻探法适用于不同类建筑物、不同勘察阶段、不同工程地质条件下需要部署勘探工作的地段。和地质找矿钻探比较，工程地质钻探具有不同的特点：（1）在勘探工程钻孔布置时，要考虑自然地质条件，还要充分结合工程类型和特点。例：水坝的布孔是顺坝轴线布置的，工业与民用建筑则是按建筑物的轮廓线布孔。（2）排除大型水利工程，深埋隧道和专门的地质问题钻探外，钻进孔深均为10余米至数10米，经常使用简易钻探法和轻便钻机。（3）钻孔具有需查明地层岩性、地质结构、水文地质条件、长期观测等综合性目的。钻进过程所以比较缓慢。（4）工程地质钻探对钻进方法、钻进过程中的观测编录和钻孔结构都有特殊的要求。钻探工作可以在多种环境中进行，地形地质条件不会对其产生限制。工程地质钻探可以直接采样观察岩心，勘探精准性高。钻探深度大还不受地下水的限制，钻进速度也较快。

2、因为工程地质钻探是为工程建筑物的设计、施工服务，故而具有综合目的，在钻进方法、钻孔结构、钻进进程中的观测编录等方面均有特殊要求。它对采芯率的要求较高，一般不可低于百分之八十；软弱夹层和断层破碎带采芯率也不能低于百分之六十。根据不一样的勘探钻探对象用相对应的钻进方法来确保取得较高的岩心采取率。如果在软弱地层或断层破碎带中钻进，要利用冲洗液或用干钻，降低钻速，缩短钻程，最好采用双层岩心管。为确保精准测定地下水位以及水文地质实验正常运作，一定要按含水层的位置和试验工作的要求，来确定孔身结构及钻进方法。针对不同的含水层要换径并分层止水，加以隔离。含水层愈多，换径和分层止水的次数就愈多。工程地质钻孔终孔直径通常为91毫米，依照换径次数和位置，便能够确定孔身结构。如果在基岩面以上的砂卵石层中作抽水试验干钻，必须不使用泥浆加固孔壁的办法。一般钻孔要直，不能发生弯曲；孔壁要求光滑规则，同一孔径段应大小一致。在钻探操作工艺上如上要求得到了满足。借钻孔水文地质观测了解岩层透水性的变化，会发现含水层和其近似水位并掌握各含水层之间的水力联系等。在外钻进过程中做好孔中水位测量应按水文地质钻探的要求去做。坚硬岩石的取样可利用岩心，而其中的软弱夹层和断层破碎带取样时，一定要采用特殊措施。配备专门的取土器才能够获得质量可靠的原状土样，并要注意取样方法和操作工序，来避免土样不受或少受扰动。为达到上述的特殊要求，钻探人员应严格按规定操作，不能盲目追求进尺。

3、通常钻探方法和设备自然地质条件相当复杂，不同钻探方法和设备其使用条件不同，在选择时必须按照钻探的目的和地质条件来选取。冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探和振动钻探是目前常用四种钻探方法。工程地质勘探主要采用冲击钻探和回转钻探。机械回转钻探钻以其高效，孔深大，又能采取岩心在工程地质勘探中被普遍使用。当下，大兴钻探技术的革新，革新方向是全液压驱动、仪表控制、勘探与测试相结合。工程地质勘探中探究工程土体的物理力学性质要结合勘探工作采取原状土样。

原状土样的采取方法有如下三种：击入法、压入法、振动法。为确保土样的质量，除了对取土器和取土方法进行选择外，还应注意钻探方法、钻、孔结构、清除孔内残土、操作方法和土样封存及运输等各顶问题。

4、工程地质勘探钻孔类型和它适用条件钻孔的类型指的是钻孔的角度及其方向。钻机的立轴钻杆与地平线的夹角称为钻孔的角度，也叫钻孔倾角。以钻孔倾角角度和变化情况，能把钻孔分为四种：铅直孔、定向孔、斜孔、水平孔。为了更好的工程地质勘探，而又能节省钻探工作量，最好能取得更详细的地质资料，且钻进方向最好与不同岩性接触面或断层面垂直。（1）直孔其倾角为90度。直孔这种孔常常应用在工程地质钻探之中，有助于查明岩浆岩的岩性岩相、第四纪覆盖层厚度及性质、岩石风化壳、基岩面以及缓倾角的沉积和断裂等情况。作压水试验的钻孔一般都采用铅直孔。（2）斜孔倾角小于90度，而且已经定出了倾斜的方向。当沉积岩层倾角大于60度时，或者陡倾的断层破碎带，常以与岩层或断层倾向相反的方向斜向钻进。在水利水电工程地质勘探中，经常使用斜孔探查河床下的地质结构。特别是在河床比较狭窄而且水流湍急的峡谷中，可在两岸以斜孔向河底交叉钻进，这样不仅能够很好地控制河床下的地质结构，而且可以养活或避免河中布孔进行水上钻探的困难。（3）水平孔倾角多为零度角。在坑探工程中布水平孔，可作为平硐、石门的延续，来探查清楚河底地质结构、进行岩体应力量测、超前探水和排水。在河谷斜坡地段用以探查岸坡地质结构等效果比较好。（4）定向孔运用一些定向技术措施，使得钻孔随着钻进进尺加深变化而有规律地弯曲，进行定向钻进，如岩层上缓下陡进，或在1个孔中控制多个定向分枝孔，共同钻探同一目的层，或在1个孔中控制多个定向分枝孔，共同钻探同一目的层。定向钻进技术工艺复杂，目前，国内外广泛采用在1个孔位上钻多个不同方向的定向斜孔的布置方案，效果极佳。

5、结语。不同建筑场地的工程地质条件和不同钻探目的，能决定工程地质钻探方法和设备的选择。工程地质钻探特有的技术特点是：技术先进、目的明确、方法多种多样。因而有必要进一步加强深化对钻探技术相关的认知，不断地学习和创新。