工程地质勘察过程中钻孔技术的应用分析

工程地质勘察过程中钻孔技术的应用分析

广西华蓝岩土工程有限公司

摘要:钻孔技术是获取地质勘察成果资料的主要途径,它直接关系到地质资料的准确性和可靠行,并影响到工程建设的质量和造价。本文就工程地质勘查中常见的钻孔技术以及其应用进行了简要分析与阐述,以供参考。

关键词:工程地质勘察;钻孔技术;钻探

地质勘察中的钻孔技术是指用钻探设备向地下钻成的直径较小深度较大的柱状圆孔,以鉴别和划分地表下地层,并可以沿孔深取样的一种勘探方法。钻孔技术作为工程地质勘察中常见的技术之一,近几年被广泛地应用在各类工程项目和施工领域中,如地质普查或勘探钻孔、工程地质钻孔、地热钻孔、工程基础施工钻孔以及采矿或隧道等工程钻孔等等。它可以帮助施工者了解地下的地质状况,即从钻孔取出岩心、矿心、岩屑或液、气态样品,获取第一手地下地质实物资料,同时可以帮助施工者计算地基的承载力,选择合适的土层作为持力层,然后选择合适的地基处理方式,增加地基的承载力,对制定最佳的施工方案非常重要,因此是工程中不可缺少的一环。本文就工程地质勘查中常见的钻孔技术以及其应用进行了简要分析与阐述,旨在为相关施工单位与企业提供参考依据。

1钻孔技术标准和参数选择

1.1在勘查工程中应用钻孔技术时,如何布孔,需要考虑周围的各种环境因素,如自然条件、地质因素以及土壤构成等,并要结合工程的特点、构成类型进行综合考虑,以确定钻孔的布孔方式和工作模式。

1.2钻孔的深度一般不大,一般为十余米至数十米,所以在实际施工时多选择简易钻探法和轻便钻机。但对于大型水利工程、深埋隧道等这些工程而言,在钻孔时应根据实际情况决定孔深。要求钻进深度的量测误差应控制在0.05m以内。

1.3岩芯钻探的岩芯采取率,对于一般岩石、软土应不低于80%,对于软质、破碎岩石应不低于65%。

1.4非连续取芯钻进的回次进尺,对螺旋钻在1.0m以内,对岩心钻探应在2.0m以内,取芯钻进时软土层每回次进尺不宜大于2.0m,粉土每回次进尺不大于1.5m。每一个回次完成后,要根据所采取岩芯的性状,确定是否进行标准贯入试验和采取原状试样。若土层中夹有大量粉质土或砂土时,应用标贯器采取土样,用于土层鉴别。

地质勘察中进行钻孔,除了查明地层岩性、地质结构和水文地质条件外,还有一个目的是做各种试验、取样、长期观测,因此在钻进时要注意进孔的速率,严格遵守取样的操作流程,并认真记录钻孔过程,如钻探班报表、地质编录、整体或代表性部位的岩性彩照等。

2工程地质勘探钻孔类型及其适用条件

2.1钻孔的类型指的是钻孔的角度及其方向。钻孔的角度即是钻机的立轴钻杆与地平线的夹角,也叫做钻孔倾角。按照钻孔倾角及其变化情况,可将钻孔分为铅直孔、斜孔、水平孔和定向孔4种。在进行工程地质勘探时,为了能取得尽可能多的地质资料,又节省钻探工作量,钻进方向最好与不同岩性接触面或断层面垂直。(1)直孔倾角90°。在工程地质钻探中此类孔最常用,适于查明岩浆岩的岩性岩相、岩石风化壳、基岩面以及第四纪覆盖层厚度及性质、缓倾角的沉积及断裂等。作压水试验的钻孔一般都采用铅直孔。(2)斜孔倾角小于90°,且应定出倾斜的方向。当沉积岩层倾角较大(>60°),或陡倾的断层破碎带,常以与岩层或断层倾向相反的方向斜向钻进。

2.2根据钻孔的深度,又将钻孔类型分为浅钻、岩心钻和地下钻。

1.浅钻。在实际操作阶段,浅钻、浅井都有着相似的功能,但是在涌水量较大的时候,浅井就会被浅钻所取代。浅钻技术的应用十分便利,而且可以很方便地移动钻探设备,并快速地获取各数据信息。但需要注意的是,浅钻时的岩土厚度不能太大。

2.岩心钻。在地质勘察中要想获取深部水文、地质情况的资料时,浅钻已不适应,则就需要采取岩心钻进行勘探。采用岩心钻技术,可获取岩粉、岩心,充分研究地质条件情况。但需注意的是,在实际操作时,岩心采取率须高出70%。

3.地下钻。在采用岩心钻进行水平坑道的勘察时,其我们一般都称为地下钻。在对复杂地质情况进行勘测时,地下钻所获取的资料、数据与前两种的方式相比较,其精度更为精确,并且效率也比其他两种更高。但由于该种钻孔技术十分复杂,并且所花费成本较高,适用单位较小。

3地质勘察中应用钻孔技术的注意事项

3.1钻孔孔径的要求应满足供室内试验的要求,钻孔孔径应为91-110mm;对软质岩或风化岩钻孔孔径91mm。

3.2开孔冲击钻进,待测得初见水位后,回转钻进,套管及泥浆护壁,全孔取芯。一般情况下,岩芯采取率:填土为80%以上,粘性土为85~100%,砂土为60~80%,强风化岩大于60%。

3.3在钻进过程中如遇土层变层,应立即停钻,丈量机上余尺,计算土层深度。要求地层的分层高程误差应控制在0.05m~0.1m之内。

3.4取样时要保证孔底残留的浮土厚度不大于取土器废土段的长度(10cm),击入深度不允许大于取土器的有效长度。

3.5在做标贯前应清理孔底沉渣,保证孔底干净。

3.6所有钻孔开孔冲击钻进,测初见地下水位,在终孔24小时后,测稳定地下水位。所取水样应注明取样地点、日期、取样深度。若发现不符合规范、规程的取样或标贯试验,所钻孔应做废孔处理。

总而言之,随着工程项目建设的增多,钻探项目日益增多,要在工程项目设计、施工前期获取水文、地质勘察信息,应用钻孔技术就显得十分重要。我们要充分重视钻孔技术的应用问题,加强钻孔技术的应用效率,对钻孔设备、方法、技术等不断进行创新,掌握最新的钻探技术和工艺,使钻孔技术可以适应复杂的地质条件并解决钻进过程中的难题,满足工程地质勘察要求,提升地质勘察质量和技术水平,确保工程项目建设质量。

参考文献:

[1]杨林.工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J].大科技,2015(3).

[2]刘新.勘探钻孔技术设计[J].中国高新技术企业,2009(22):52-53.

[3]张明,易军.试论钻探工程技术及钻孔技术要点[J].低碳世界,2014(7):134-135.

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