巖土工程地質(zhì)勘查中鉆探工藝選取策略

羅召珉 貴州省地礦局地球物理地球化學(xué)勘查院

在鉆探工作中，要想保證鉆孔質(zhì)量，除了要嚴(yán)格保證操作正確性以外，還需要確保鉆進(jìn)過程中的鉆壓、鉆速兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。而這兩個(gè)指標(biāo)也正是不同鉆探工藝的最大區(qū)別。運(yùn)用鉆探工藝開展地質(zhì)勘察工作，必須要結(jié)合實(shí)際的土層形式，選擇相應(yīng)的鉆探工藝，才能夠更加有效的保證勘查結(jié)果。所以說鉆探工藝選擇的正確與否在很大程度上決定了勘查質(zhì)量[1]。

一、鉆探工具選取

鉆探是一項(xiàng)具有較強(qiáng)專業(yè)性的工作，對于工具的要求也較高，不同的地質(zhì)情況，使用的鉆探工具同樣有所區(qū)別，使用錯(cuò)誤的工具同樣無法得到正確的結(jié)果。其中最主要的工具主要是鉆桿與鉆頭。

（1）鉆桿選擇。在選擇鉆桿的時(shí)候，務(wù)必要仔細(xì)檢查鉆桿的軸線，確保鉆桿筆直無彎曲，這樣才能夠最大程度的保證鉆探垂直度在合理范圍。通常情況下鉆探的垂直度誤差必須要控制在0.1%以內(nèi)。此外，因?yàn)椴煌牡刭|(zhì)條件，不同的巖土層硬度，通常需要至少準(zhǔn)備兩套鉆桿，直徑分別為42mm與50mm，從而分別用于硬層巖土、軟層巖土[2]。

（2）鉆頭選擇。當(dāng)前使用較多的鉆頭主要有螺旋鉆具、硬質(zhì)合金取心鉆具。在實(shí)際施工時(shí)，首先要確定鉆進(jìn)方法，然后再針對性選擇相應(yīng)的鉆頭，以保證鉆探順利開展。

二、鉆探作業(yè)方法選擇

針對不同的地質(zhì)條件，選擇合適的鉆探方法，對于保證鉆探結(jié)果有非常重要的意義，選擇主要是針對不同性質(zhì)的土層而作出的。

（一）針對軟弱粘性土層

如果鉆探勘查目標(biāo)區(qū)域?qū)儆谲浫跽承酝翆樱话闶紫纫月菪@具開始鉆探作業(yè)；在沒有出現(xiàn)條件變化的狀況下，必須要合理計(jì)算和選擇相應(yīng)的鉆具葉片長度，才能更好的保證施工質(zhì)量。一般情況下，葉片的長度應(yīng)當(dāng)保證在一米左右，其直徑應(yīng)當(dāng)稍微小于鉆孔；同時(shí)在鉆進(jìn)的過程內(nèi)各種，還需要對進(jìn)尺深度實(shí)施有效控制，將其長度控制在0.5m-1m 的范圍內(nèi)。需要注意的是，以螺旋鉆具實(shí)施鉆進(jìn)作業(yè)，務(wù)必要對鉆具自身厚度給予充分考慮。如果看上去深度為1 米，則實(shí)際采樣深度必然超過1 米；所以務(wù)必要基于實(shí)際采樣深度，確定合理的鉆桿長度，只有這樣才能夠確保勘查數(shù)據(jù)的正確性。另外，鉆進(jìn)過程中，鉆進(jìn)速度應(yīng)保證在合適范圍內(nèi)，通常應(yīng)控制在90-100r/min 的范圍內(nèi)。因?yàn)檐浫跣责ね林泻肯鄬^高，所以必須要保證速度的適宜性才能保證潤滑度滿足相關(guān)要求。如果鉆進(jìn)過快，會(huì)使得土隙內(nèi)水分的負(fù)效應(yīng)增加，這不但會(huì)影響鉆進(jìn)治療，也會(huì)阻礙鉆進(jìn)[3]。

（二）可塑偏硬、硬塑、堅(jiān)硬粘性土層

如果鉆探勘查目標(biāo)區(qū)域?qū)儆诳伤芷病⒂残?、?jiān)硬粘性土層時(shí)，鉆探勘查應(yīng)當(dāng)使用回轉(zhuǎn)鉆的放啊。具體來說，就是首先以緩慢的速度鉆進(jìn)，切實(shí)保證鉆進(jìn)的準(zhǔn)確性，在達(dá)到一定的深度以后，在逐漸是鉆進(jìn)速度有所提升，從而提高鉆進(jìn)效率，同時(shí)也能夠降低鉆進(jìn)阻力。每一次提升鉆具的時(shí)候，要注意避免鉆孔底部出現(xiàn)真空的，同時(shí)根據(jù)鉆井狀況，對速率作出相應(yīng)的調(diào)整。假如在鉆進(jìn)中發(fā)生了卡鉆現(xiàn)象，不能以轉(zhuǎn)升來解決，而是應(yīng)當(dāng)首先將巖芯折斷，從而使壓力得到緩解，然后再鉆進(jìn)，從而保證順利進(jìn)展。

（三）砂層

如果鉆探勘查目標(biāo)區(qū)域?qū)儆谏皩?，則需要基于沙粒粒徑來選擇合適的鉆具。通常對于細(xì)粉砂夾土鉆進(jìn)，應(yīng)當(dāng)采用低泵量、低鉆速方式，并且在鉆進(jìn)過程中對于回次進(jìn)尺鉆具提出時(shí)的泥漿口要及時(shí)清洗，以免出現(xiàn)了沉砂卡鉆的現(xiàn)象。對于中粗砂、沙粒鉆進(jìn)，應(yīng)當(dāng)采用低速、灌漿無泵、反循環(huán)方式。具體來說，鉆進(jìn)方式如下。

針對細(xì)粉砂夾土鉆進(jìn)，必須要對巖土層展開砂礫判斷，在明確了土壤性質(zhì)的基礎(chǔ)上，以較小鉆進(jìn)壓力的方法展開鉆探作業(yè)。同時(shí)在鉆進(jìn)過程中，務(wù)必要控制好鉆進(jìn)的方向以及鉆進(jìn)速度，不可出現(xiàn)鉆探較大的晃動(dòng)，更要避免出現(xiàn)鉆孔上下活動(dòng)，這樣才能夠最大程度的保障鉆孔直徑滿足相關(guān)的誤差要求。另外，鉆進(jìn)過程中對于速度的控制也不能過低，要超過最低標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)要控制好水泵流量，在確保施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量保證流量最小。

針對中粗砂、礫砂鉆進(jìn)，同樣需要首先展開土質(zhì)分析，從而針對性的使用合適的鉆具。鉆進(jìn)過程中，選擇灌漿無泵反循環(huán)方法展開作業(yè)。要注意在整個(gè)鉆進(jìn)作業(yè)期間，都要盡量控制鉆進(jìn)速率，使之保持在低速鉆探的方式。另外要特別說明的是，鉆頭應(yīng)當(dāng)采用慢起快放的原則，具體來說就是提升鉆應(yīng)有當(dāng)緩慢，而放下鉆具則應(yīng)保持較快速率，這也是只能對這一類土質(zhì)狀況保證鉆進(jìn)治療的重要方法。

三、結(jié)語

綜上所述，在巖土工程地質(zhì)勘察中，鉆探技術(shù)有非常廣泛的應(yīng)用。而不同的土質(zhì)層需要采用不同的鉆探工藝，才能夠有效保障鉆探質(zhì)量。所以技術(shù)人員務(wù)必要深入學(xué)習(xí)各種不同鉆探工藝和方法，充分了解各種鉆探工藝的應(yīng)用范圍，以及應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。同時(shí)在實(shí)際工作開展中，要對鉆探目標(biāo)區(qū)域地質(zhì)條件有初步了解的基礎(chǔ)上，選擇合適的鉆探工藝，才能夠保證所得數(shù)據(jù)的精確性，為巖土工程質(zhì)量奠定好的基礎(chǔ)。