摘要：我国建筑行业建设范围不断拓展，工程量逐渐增加，促进了地质勘探工作的不断发展，钻探技术在地质勘查中的应用范围较广，可以实现十分准确的判断和分析。不同地区的岩土结构以及地形特点存在着一定的差别，技术人员要结合实际的地质状况，选择适当的钻探技术和工具，实现高质量、高效率的地质勘查。
关键词：工程地质勘查；钻探技术；应用分析
一、工程地质勘察工程的概念和特点
1.概念
工程地质勘察是指通过对于地质情况的勘探、调查、试验从而对于区域内的地质状况充分了解，为工程的施工打下基础。在地质勘察过程中需要对工程的岩土结构和水体分布情况进行详细的分析调查，以便充分了解岩土体的空间分布及变化规律，便于工程建筑施工时采取相应的措施从而确保工程地基的稳定。
2.特点
工程地质勘察过程中，相关的现场勘察人员需要充分考虑到工程的现场地质条件。不同的工程有不同的勘探要求，一般的民用建筑在勘探布孔时会沿着建筑轮廓线进行布孔，而水坝等大型建筑在布孔时往往会沿着建筑的轴线进行布孔。在钻探时也应当尽量选择相对较为简单的钻探方法与设备。钻探不仅可以了解现场的地质条件和地层岩性，还能帮助勘察人员进行地层的取样与实验。
二、工程地质勘探中钻探技术应用
我国工程地质勘探技术近些年处于一个持续进步与优化的状况，钻探技术水平逐渐提高，移动潜孔锤钻探技术和反循环技术、绳索等技术已经渗透到工程地质勘查中，并取得了广泛的应用。
1.液动潜孔锤钻探技术应用
回转钻探技术经过不断的更新与改进，发展为液动潜孔技术，这一技术的原理为采用冲洗液将潜孔锤驱动，潜孔锤在受到冲击作用时，向钻头传递能量，岩石在钻头的作用下被击穿，在这一过程中所应用到的工具和设备包括泥浆泵、液动锤和回转锤。由于液动技术是在回转技术的基础上得到的，所以冲击力和回转力有了显著的改善，使设备的钻进效率提高，同时资金投入量显著下降。基于岩石硬度大，抗剪切强度小，所以使钻孔质量得到了显著的提高，即使在极为复杂的环境和地质条件下仍然可以保证被曝光钻探的质量。下一阶段，技术人员需要通过不断地研究，使潜孔锤的使用耐久性增强，使潜孔锤的工作效率有所改善。
2.反循环钻探技术
反循环技术在钻探工程中应用较多，在工作中又可以细化为两类技术，分别为空气反循环以及水力反循环。第一类技术在工作中，选取空气作为工作介质，利用双臂钻杆实现对空气的压缩处理，空气再由后杆待会地面，再监测岩屑；第二类技术采用水以及泥浆作为工作介质，回转过程中采用水来驱动钻头，进而获取岩层，将岩心带回地表，完成样品的采集。这两类技术的介质不同，特点存也在差异。空气反循环的应用地点为湿度较小、缺水的地区，在操作中人力资源使用量小，资金投入低，得到的岩屑样品不具有广泛的代表性，无法精确地反应地层真实的情况。水利反循环技术所得到的数据准确程度高，可以很好地反映出真实地结构状况，这一技术的弊端是耗费水资源量大、钻进效率低，工程整体的操作时间长。
3.绳索取芯技术应用
这一技术的特点是钻探不采用钻杆，如果钻头由于故障不能隐形，则可以使用钻杆替代。这一技术的重要应用工具为岩芯和打捞设备。钻孔速度快，花费时间少，可操作性强 。由于钻孔的深度不高，所以可以保证岩芯不受损坏。这一技术不使用钻杆，所以可升高或者下降的频率低，劳动强度小。
4.定向钻探技术应用
定向钻探所应用的工具以及仪器是专用的，依据预先设置好的轨迹在操作人员的控制下钻孔，操作人员要把握正确的钻进方向，保证钻孔钻入以后可以到达确定的目标位置。这一技术的关键点在于造斜设备，测量设备以及定位、定向设备。在钻进的全过程中，不可避免的会出现一系列的非常规状况，可能导致钻进困难或者位置偏差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可以通过应用定向钻探法来开展工作，一方面减少工作量以及资金投入，另一方面可以解决普通钻探法不能解决的问题。这一技术具有下述优势：极大的提高了钻探质量，使资金投入量显著降低，减少了操作人员的工作量，使操作进度加快。但是在操作中，往往无法满足取芯的要求。
5.水泵泡沫增压技术应用
为了解决低压泄漏以及水敏地层的钻探施工问题，可以借助水泵泡沫增压系统使压力较低的空气和泡沫压力增加，上升到额定压力，促进泡沫的产生，用来开展钻探工作。
三、工程钻探常用方法和设备
工程施工阶段，地质条件的复杂程度高、在地质勘探过程中必须保证钻探方法的合理性以及设备的适用性，才能完程勘察任务。勘察钻探中应用较多的技术为冲击钻探和回转钻孔，这两类技术分别采用人为操作和设备操作的方式工作。机械回转设备的钻入速度快、孔深度尺寸高，在工作中应用较多，具体措施如下：
1.击入法
细化为两种方法，一是孔外多击法，另一种是孔内少击法。如果土壤的硬度高、可以保证其应用效率。
2.压入法
如果土层的密度小，质软，可以应用压入法工作，这一方法细化为连续操作以及断续操作。优先选择连续压入，取土设备在活塞压桶和滑轮设备的作用下被压入土内，造成的扰动低。
3.振动法
取土设备在振动设备的作用下被压进土中，在土中取样。和压入法相比较，这种方法对土壤的扰动大。
四、取心钻具
如果地形的复杂程度高，尤其是砂砾和砂石层，结构不规整，松散程度较高，容易出现塌陷、掉块等现象，主要应用的钻探设备为双管钻探设备。结合这一地区的地层结构以及设备的特点，可以选用SDB系统钻具，这一类金刚石设备的构成包括单向阀、双级机构以及内部、外部机构。除砂设备一方面可以增加钻具的长度尺寸，避免斜孔，另一方面在管端的接头位置设置单向的调节阀机构，在钻入时实现密封，以循环的方式钻进，有效预防了浆液沿着杆壁上返或者流入管内。双极机构的稳定性比单级的稳定性要高，具有更好的耐久性。内管机构中半合管和整体式内管每次只能使用其中的一种，可以互换。短接管与内管成为一体，可提高内外管的同轴度，有利于保障单动性能。外管机构与普通的单动双管钻具一样， 钻头是特制的，采用了特殊的保径技术，内径磨损小，基本解决了堵心问题，一次性可以将内管打满。
五、实践应用效果
过去对破碎复杂地层的钻探，通常采用常规金刚石清水钻进方法，特别是硬胞碎的破碎岩地层可钻性为9-10 级，薄-中厚层状结构，发育闭合隐裂隙和风化构造裂隙，具有网格状碎裂特点，钻进中取心效果差，大部分岩心呈岩粉或碎粒状，少部分呈块状和短柱状，岩心采取率一般不到50%，岩心完整度很差，钻孔质量达不到要求。钻进中使用低固相陶土泥浆，因为地层漏失严重，泥浆使用量大，投入经济成本最高，岩心采取率不能满足最低要求；钻进中使用植物胶泥浆，投入的经济成本低于低固相陶土泥浆，岩心采取率可达到95%，而且基本可采上原状岩心，对破碎岩石的完整性和碎裂结构状态及工程地质条件，获得比较直观的认识和评价。地层越是破碎，生产效率越低，经济成本越高，岩心质量越差。
综上所述，工程地质勘探工作的复杂程度较高，涉及到地质、环境、位置等多方面的影响因素，在勘察中，较多的应用到钻探技术，不仅可以保证勘探结果的准确性，而且减少了资金的投入。技术人员需要结合勘探地点的实际状况和条件，合理选择适合的钻探技术和设备，在保证勘探结果准确性的同时，提高效率，降低成本。
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论文作者:蔡轶
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/13
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