李永強(qiáng)

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程地質(zhì)勘探技術(shù)水平也得到了很大程度的提高，這為探究工程地質(zhì)問題提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。文章重點(diǎn)論述了工程勘察中的鉆探技術(shù)，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)的實(shí)踐提供些許理論參考。

關(guān)鍵詞：工程勘察；鉆探技術(shù)；條件；方法；類型

工程勘察技術(shù)的選用對勘察的結(jié)果有著重要的影響，尤其是工勘中的鉆探技術(shù)，在勘察過程中意義重大，依據(jù)客觀環(huán)境選用恰當(dāng)?shù)目辈旒夹g(shù)不僅可以提高工程的效率，還可以確保工程勘察的精確性。

1 工程勘察鉆探技術(shù)的具體方法

工程勘察工作的環(huán)境一般都是地質(zhì)狀況比較復(fù)雜的自然環(huán)境，選用不同的勘察方法和設(shè)備對勘察結(jié)果的精確程度有著很大的影響。

當(dāng)前經(jīng)常使用的鉆探方法主要有四種，一是沖擊鉆探法，主要應(yīng)用在卵狀礫石、破碎巖層和強(qiáng)風(fēng)化基巖的鉆探中，且操作便捷，成本較低；二是回轉(zhuǎn)鉆探法，又分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)兩種，前者主要用于粘質(zhì)土層鉆探工程，后者主要用于巖屑較多的地質(zhì)鉆探中；三是沖擊回轉(zhuǎn)法，在硬質(zhì)巖層的鉆探中效果顯著；四是振動(dòng)鉆探法，也即采用聲波共振的方式，適用于各種類型的地層，鉆進(jìn)的速度非?？?，但是鉆孔的深度有限，且成本昂貴。經(jīng)常使用到的方法是沖擊鉆探法和回轉(zhuǎn)鉆探，這兩種勘察方法的適用性比較強(qiáng)，且勘察的效果比較好。這兩種鉆探方法又可以分成人力鉆探和機(jī)械鉆探兩種類型，這是根據(jù)驅(qū)動(dòng)力的類型劃分的?？傮w來看，機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆探法的工作效率頗高，鉆孔的深度最大，因此它在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用也最為普遍。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字自動(dòng)化控制技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的推廣，鉆探技術(shù)也朝著全液壓自動(dòng)化操控的方向發(fā)展與革新，這為勘察工作提供了更多的便利條件。

工程勘察的土樣采取類型主要有兩種，第一種是“擾動(dòng)土樣”，第二種是“不擾動(dòng)土樣”，兩類取樣技術(shù)各有特點(diǎn)，依據(jù)工程和試驗(yàn)要求來選取?！皵_動(dòng)土樣”在實(shí)際操作中需要確保固相組分的代表性，不需要控制結(jié)構(gòu)擾動(dòng)和水分的變化等內(nèi)容，這種方法通常用在對巖土進(jìn)行分類定名時(shí)，有時(shí)也用于研究工程填料的特性研究方面?！安粩_動(dòng)土樣”也被稱作是“原狀土樣”，不僅要求固相組分有一定的代表性之外，還需要確保其結(jié)構(gòu)、密度、含水量等因素不會(huì)隨著試驗(yàn)過程而發(fā)生變化，通常用于土層地質(zhì)的物力性能的研究上。

不擾動(dòng)土樣的采取方法通常分為三種，一是擊入法，二是壓入法，三是振動(dòng)法。每種方法的使用各有其優(yōu)勢，要依據(jù)客觀的勘察環(huán)境和技術(shù)條件來選取。

在土層比較厚的巖土工程中，采用擊入法進(jìn)行土樣的采集可以收到較好的效果。根據(jù)適用的空間又分為孔內(nèi)和孔外兩種，又根據(jù)施用的具體方式，分為輕錘多擊法和重錘少擊法兩種類型，在工程勘察中，孔內(nèi)重錘少擊法的應(yīng)用價(jià)值最高，不僅取樣的效率高，且土樣的擾動(dòng)程度最小。

在土層比較松軟的土層中進(jìn)行取樣時(shí)，可以采用壓入法。依據(jù)取樣的過程又可分為連續(xù)壓入和斷續(xù)壓入的方式。連續(xù)壓入法的動(dòng)力為活塞油壓筒，有時(shí)也采用鋼繩滑輪的組合裝置進(jìn)行土樣的采集，是將取土器皿快速壓入土層中，并且壓入的速度要均勻，這樣對土樣的擾動(dòng)程度也比較小。如果無法進(jìn)行連續(xù)采集土樣時(shí)，這通常是由于取土器無法一次性壓入土中所致，可以使用斷續(xù)采集的方法。

振動(dòng)法的使用范圍比較小，尤其在容易受到振動(dòng)而發(fā)生液化的土層中尤為不適用。它具體的采樣過程是運(yùn)用振動(dòng)器的振動(dòng)，將取土器均勻壓入到需要勘察的土層中來，由于振動(dòng)作用，這種方式對土樣的邊緣部分的損壞程度比較大。為了確保所采集的土樣的質(zhì)量，不僅要選擇最為恰當(dāng)?shù)娜⊥练绞胶推髅螅€要注重勘察過程中所使用的鉆孔技術(shù)，以及孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并要對孔內(nèi)殘留的土渣進(jìn)行及時(shí)的清理，同時(shí)還要注意土樣的保存和運(yùn)輸方式是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 工程勘察鉆孔的類型和特點(diǎn)

工程地質(zhì)勘察鉆孔的主要類型是根據(jù)成孔的角度與方向劃分的。成孔的角度是指鉆探機(jī)的立軸鉆桿和地平面形成的夾角，此夾角又被稱作是鉆孔傾角，鉆孔所要遵循的具體原則就是要在預(yù)定的鉆探工作量的前提下，避免鉆孔的方向和不同巖性接觸面、斷層面呈現(xiàn)垂直狀態(tài)。

依據(jù)鉆孔傾角的具體變化狀況，又可以細(xì)分成四個(gè)類型，即為鉛直孔、斜孔、水平孔、定向孔。根據(jù)實(shí)際的鉆探需要選擇適合的類型可以發(fā)揮出最大的勘探效益。

鉛直孔是鉆進(jìn)方向與地面呈90°的傾角。這種類型的鉆孔在工程地質(zhì)勘察工作中最為常用，尤其是在勘察巖漿巖的巖性巖相特征、研究巖石風(fēng)化層的性質(zhì)、探究基巖面特性、探明第四紀(jì)覆蓋層的厚度和性質(zhì)、勘測緩傾角的沉積和巖層斷裂等方面具有重要的價(jià)值。在壓水試驗(yàn)過程中，也經(jīng)常使用到鉛直孔的鉆探技術(shù)。

斜孔是指傾角小于90°的傾角，并且在實(shí)際的應(yīng)用中會(huì)標(biāo)記出具體的斜率和方向。有些沉積巖的傾角雖然小于90°但稍大于60°，這時(shí)的鉆進(jìn)方向通常要與巖層傾向或者斷層的傾向相反才能達(dá)到預(yù)期的效果，在陡傾程度比較明顯的斷層帶也往往采用這種鉆進(jìn)方式。涉及到水利和水電的工程勘察過程中，也往往采用斜孔的鉆探方式。

水平孔是指傾角為0°，經(jīng)常應(yīng)用于坑探工程中，在石門等的勘探工程中的應(yīng)用頻率也比較高。水平孔的應(yīng)用還有助于探明河底的巖層構(gòu)造情況，對巖體性質(zhì)進(jìn)行勘探。水平孔還用于河谷斜坡地段的地質(zhì)工程勘察中，勘察的結(jié)果較為明顯。

定向孔主要是指利用一些專門的技術(shù)措施，根據(jù)具體的勘察情況，隨時(shí)將鉆孔的具體深度調(diào)整到適當(dāng)?shù)姆秶㈦S著鉆孔深度的增加，曲線呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化態(tài)勢。在實(shí)施定向鉆進(jìn)的過程中，可以采用多種方式，例如在巖層面鉆進(jìn)采用上緩下陡的辦法，或者在同一個(gè)鉆孔中分別同時(shí)控制多個(gè)定向的分支孔。定向鉆孔的實(shí)施技術(shù)較其它幾種方法都復(fù)雜，但是使用效果良好。例如在同一個(gè)孔位上鉆出幾個(gè)平行但是方向不同的定向斜孔，應(yīng)用非常普遍，勘察效果顯著。

在鉆孔類型的選擇上要依據(jù)不同的勘察場地，綜合考慮要得到什么樣的勘察效果，這樣才能最大限度地發(fā)揮工程勘察技術(shù)的價(jià)值。

3 結(jié)語

綜上所述，依據(jù)工程勘察的具體地質(zhì)環(huán)境和技術(shù)水平，選擇合適的勘察鉆探技術(shù)，為確?？辈旖Y(jié)果的精確性奠定良好的基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步提高工程勘察的質(zhì)量，還要在實(shí)踐中加大人力、物力、財(cái)力資源的投入，在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)還要增強(qiáng)核心技術(shù)的自主創(chuàng)新力度，切實(shí)提高勘察技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

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