浅析工程地质勘察的技术与手段薛陈军

浅析工程地质勘察的技术与手段薛陈军

江苏南京地质工程勘察院江苏南京210041

摘要:地质钻探的技术比较复杂与繁琐,其设计领域比较广泛。所以在实际地质勘查过程中,需要针对勘查工程地质情况来选择钻探的技术。在当下资源开采较为紧张的形势下,勘查企业需要积极研究与发展地质钻探的技术,并且勘查工作人员应该不断学习技术方面的知识,提高自身技术水平,确保地质勘查准确性与有效性。鉴于此,本文主要分析工程地质勘察的技术与手段。

关键词:工程地质;地质勘察;技术

1、工程地质勘察的概述

1.1、工程地质勘察的定义

工程地质勘察指的是勘察工程建筑区所在的区域的地质情况如何,通过该勘察能够明确该区域的地质情况对建筑物的影响因素。工程地质勘察工作的完成需要用到很多学科的知识,其中有工程地质学、岩土力学等等,首先需要依据这些学科的理论知识,然后采用正确的勘察方法,并按照科学的程序,借助专业的仪器设备,勘察工程项目所处的当地的真实的地质状况,然后得出哪些地质因素对当地的工程项目建设产生影响,那么在工程项目建设的过程中尽量避开这些影响因素,从而有利于保证工程项目的有序施工,进而提高工程质量。

1.2、工程地质勘察内容

工程地质勘察的主要内容涉及四个方面,具体如下:其一,对地质形态进行勘察,该勘察涉及到的内容是针对地下部分,即空洞和不明物体的分布状况、深度和具体的位置进行勘察,从而对这些情况有所掌握;其二,岩土参数,该项勘察内容主要针对的是那些设计参数不好明确的,这些岩土有原状岩土中不好得到样品的,建筑室内、颗粒土、风化岩等等;其三,划分界面,这涉及的对象是岩石所受的风化情况和岩土的岩土层,通过界面的划分,从而准确判断出地质构造不好的地质界面、软弱结构面等等;其四,土壤采样。不同土层有着不一样的性质,因此要对不同土层的土壤进行采样,使用的方法是含水层采样点。

2、工程地质勘察中存在的问题

2.1、质量监督力度不够

监督审查工作对工程地质勘察的质量有着直接影响,但是在实际情况中,质量监督工作的力度不够。①外业勘察数据采集过程中,现场钻机往往数量较多,技术人员的精力有限,只会对钻机进行抽查,会忽略大部分钻机的钻探过程,一般只在终孔时对机台的编录、岩芯、标贯等数据进行检查;由于每个机长钻探手艺不同,岩芯采取率有差异,直接影响到技术人员对地层的判断。②勘察数据造假的情况较为常见,为了节约成本应付了事,一些勘察单位直接通过简单的勘察工作就将数据记录在案,省去每个地层的原位测试、取样等,甚至只钻一部分钻孔,其余钻孔直接作假,使得地层分布与实际情况不符,在后期施工中,出现各种各样的问题。③地层设计参数数据不准确。由于在实际勘探过程中,对地层各层数据实际的原位测试、取样偏少,直接影响各岩土层的物理力学统计,从而使得所提设计参数与实际情况偏差较大,导致地质勘察报告参数不科学,影响工程地质勘察的质量。

2.2、勘察技术及方法不科学

地质勘察的技术和方法直接影响着地质勘察的质量。在实际情况中,勘察技术和勘察方法的不科学是工程地质勘察的主要问题之一。①勘察技术及设备落后。随着市场竞争压力的逐渐增加,很多单位为了节省成本,所使用的勘察技术和设备没有及时更新,取土器、标贯器没有及时标定、钻杆没有垂直校正,无法满足勘探真正需求,使得勘察原始数据采集不准确,影响了地质勘察的质量[1]。②勘察方法不合理,因根据工程规模、地层实际情况、采用合理的勘察方法。特殊岩土和不良地质勘察方法应有准对性。比如:在多年冻土进行勘察的过程中,部分勘察人员没有对勘察点的布置、勘察点的深度以及实际情况等进行综合考虑,导致勘察结果的不准确,影响工程质量。通常情况下,勘察点的深度要比基础底面深至少5m以上,具体数值要根据设计标高、地层实际情况来决定。

3、工程地质的勘查技术与手段

3.1、组合钻探的技术

通常情况下,组合钻探的技术集合了液动潜孔的钻探技术、反循环的钻探技术与绳索取的钻探技术,这种综合钻探技术可以全面展示各类钻探技术优势,提高钻探效果。也就是因为组合钻探技术同时具有三种钻探技术各自的优势,所以其可以按照地层地质钻探要求与实际情况来施工,这样不仅可以降低工程成本与劳动强度,并且可以提高钻探效率。

3.2、绳索取心的技术

在提取岩心过程中,应用绳索取心的技术无需应用钻杆,仅在钻头有质量的问题或是必须对钻头进行更换时,才会应用到钻杆。绳索取心的技术核心工具的主要作用是,在出现堵塞问题之时,应用核心工具将岩矿心岩心管装满,然后提取岩心,且无需应用提升的钻杆柱。因为绳索取心的技术有着适应性与便捷性等特点,应用范围比较广泛,应用该技术可以确保取心质量,且钻进深度相对较低,这样可以大幅度提高设备钻进效率。此外,如果钻探作业发生堵塞问题,因为有打捞工具,矿心和钻杆工具能够防止发生摩擦,有效保障取心质量。在应用绳索的取心技术过程中,因为不需要提高钻杆,可以降低升降频次,同时可以降低作业人员劳动的强度,延长钻头使用的寿命。在国内诸多领域之中,如:钻探固体的矿产、钻探地热以及钻探冰层等,均广泛应用绳索取心的技术。

3.3、反循环的钻探技术

在反循环的钻探技术中,通常可以把其分成水力反循环的技术与空气反循环的技术两类,两种技术间主要区别主要是循环介质不一样。其中,水力反循环的钻探技术循环介质主要是泥浆或是谁,这种技术循环方式把循环介质传至孔底,这样取心钻头能够获得柱状岩心,然后岩心会和钻探回到地面上。空气反循环的钻探技术中空气中属于循环介质,这种技术是在双壁的钻杆外管作用前提下,将空气传输至孔底,并且空气剧烈碰撞容易发生一定的冲击力,促使孔底潜孔垂猛烈撞击孔底岩石,而后钻杆把空气带回到地面,还会带回部分岩屑,应用所带回岩屑能够测量出所需数据。水力反循环的钻探技术与空气反循环的技术均有各自优点与缺点,其中水力反循环的钻探技术所得岩块相对完整,所需劳动的强度不大,可以确保岩层判断准确性。

3.4、液动潜孔锤的钻探技术

国内在研究与应用液动潜孔锤的钻探技术过程中,已经取得较好的成果,并且处于世界领先水平。液动潜孔锤的钻探技术工作的原理是通过冲洗液促进液动潜孔锤的工作,一旦外界力量冲击到液动潜孔锤,那么液动潜孔锤会把能量传至钻头,这样钻头就能够将岩石击破。通常情况下,冲洗液输送最好的工具就是施工现场泥浆泵,通过钻头反复的运动,能够产生冲击的负荷。

总之,地质勘察工作对建筑工程有着直接的影响,在地质勘察工作展开的过程中,会受到各种各样的因素影响,使勘察工作的质量无法得到保证,为建筑工程的使用埋下了安全隐患,因此,需要对工程地质勘察中存在的问题进行深入研究,然后提出相应的解决策略,以促进工程地质勘察工作效率和质量的提升。

参考文献

[1]陈力,吴新宇.高层建筑工程地质勘察技术分析[J].低碳世界,2017(35):16-17.

[2]秦文科.探究工程地质勘察中水文地质问题的危害性[J].世界有色金属,2017(08):207-208.

[3]徐刚.建筑工程地质勘察的相关问题研究[J].江西建材,2016(02):235+241.

[4]迟鹏飞.论工程地质勘察中的技术问题分析[J].山西建筑,2015,41(05):56-57.

[5]罗爱.工程地质勘察中钻探技术的应用分析[J].低碳世界,2014(13):145-146.

[6]温健.工程地质勘察质量风险研究[D].清华大学,2013.

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