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摘 要:在建筑施工及矿产开采等诸多领域中,都需要进行地质勘察工作,高质量的地质勘察结果可以为后续的实际施工提供更为准确的参考,也能够为保证施工安等做出贡献。而为了使岩土工程勘探工作得以顺利开展,就要对相关的钻探工艺等进行严格的控制,在实际操作中要根据勘察地的实际情况,选取最为岩土钻探工艺,从而保证勘察工作得以成功完成。但由于我国勘察市场的快速崛起,使得相关的管理工作没有达到标准,在实际的操作中仍存在着如市场管理不规范等问题,均制约了我国岩土工程勘察事业的发展及进步,因此要对相关的工艺技术进行研究,从而提高勘察工作整体质量。本文中对岩土工程勘察工作中的钻控工艺的选取进行了详细的论述。
关键词:岩土工程;勘察;质量
兴起于二十世纪七十年代的岩土工程,是一门包含了多种学科的新的学科门类。由于我国的国土面积大,各地区的地质条件差异较大,相应的岩土层物理条件也各有不同,只有通过一定的岩土工程勘察工作,对岩体进行钻探、取样及分析,才能更好的解决所测地区的岩土情况及相关性质,进而为进一步的矿产开采或工程建筑施工等提供较为有效的岩土资料。近年来,我国不断加强对勘察工作的管理,使得很多勘察企业也更加注重自身的管理水平以及勘察质量,并积极的寻求更加有效的、高质量的勘察技术,特别是钻探等工艺操作都有了长足的进展,进而更好的完成相关的岩土勘察工作,实现更好的经济效益。
1 钻探设备及工艺
在进行岩土勘察施工时,主要是用钻机来钻入地下,从而在地下钻成具有一定直径的圆柱形钻孔,再通过钻孔将处于不同深度层的岩芯、土样及水样等取出,送入实验机构后,经测定及分析后,得出相关的勘察数据结果。进行岩土勘探时不仅工艺较为复杂,而且具有较强的综合性,因此需要准确划分地层和测定界限,还要做好原位测试工作,对原状土进行采集,所以在岩土工程勘察中,勘察质量往往取决于钻探技术和钻探方法的好坏。
1.1 钻探设备。在进行岩土工程勘探时,进行钻孔所需要的所有装备都可以称之为钻探设备,其不仅包括钻机、钻探用泵、空气压缩机、动力机和传动装置,同时还包括与之配套的钻塔、拧管装置等。其以整体式和组装式两种装载方式存在,而在整体式中还可以将其分为固定式、拖引式和自行式。而且钻探设备按其用途不同还可以进行多种划分,其应用的领域也较为广泛,部分专用钻探设备则专用于其领域内的钻进工作。岩土工程勘探时,通过岩芯钻探设备和取样钻探设备来实现对地质的取样勘察。
1.2 钻进方法。在岩土工程勘察过程中,在进行钻进过程中所采用的一切方法即称为钻进方法。在实际钻进过程中,可以采取的钻进方法较多,不论是按钻进工艺,还是钻进时是否采取岩芯或是回转钻进时破碎岩石所使用磨料的不同,都可以将钻进方法分为不同的类型。但无论哪种钻进方法都是为了在钻进过程中能够实现破碎孔和破碎井底岩石的需要。
2 不同地层的钻探作业方法
2.1 软弱粘性土层及可塑偏软粘性土层:螺旋钻钻具整个叶片长度一般控制在1m左右,直径略小于改换螺旋钻具的钻孔直径;每回次进尺在0.5~1.0m范围内,因为螺旋钻本身有厚度,且取出的土样同时也受到扰动,螺旋钻进尺1.0米,实际取出的土样长度大于1.0m,至于长度增加的数值应以螺旋钻的参数及土层的塑性指标有关,土质越软其长度增加值越小,应以实际情况加以区分,以便正确地确定层位的变化及其状态分析;本类土层钻进过程中钻具的钻速应限制在90转/分~100转/分范围内,孔内的水在慢转速钻进慢提升的情况下可以起到润滑作用,减少上钻阻力。如果鉆具转速高,提钻上升速度快,那么地下水会起到不良作用,致使叶片上的土样脱落,从而达不到预期目的,避免采用边回转边提升的方法。在钻具提出后由于土层较软,容易缩径,因此在下次钻具所取土样中注意区分刮落部分及正确计算好取样长度。
2.2 可塑偏硬、硬塑及坚硬粘性土层:硬粘性土层优选采用回转钻进,具体操作时,首先应慢速钻进,以便钻头切入土层中(当遇到坚硬土层钻头吃不进土层时可适当加压),切入土层后可采用中速档钻进,中速档钻进不仅快,而且在回次进尺时,钻具提升阻力小。钻具提升时要控制速度,保证孔底不形成真空。每钻进0.3~0.5m防止卡钻。如卡钻且不可用转升的方法处理,因为粘性土有一定的抗拉强度,为减少提升阻力,必须先拧断岩芯。采用冲击回转钻进时要注意水泵流量的控制,当钻进可塑偏硬的粘性土时建议水泵流量为低速,当钻进坚硬及硬塑粘性土时建议水流开中速。
2.3 砂层:此地层的钻探工艺与地层的颗粒粒经大小有很大关系。a.粉细砂夹粘性土,此地层钻进时,钻进压力不易太大,不允许上下活动,钻速应采取低钻速,泵量调至似流之势方可钻进,每回次终了前,应先以清泥浆洗孔,待清泥浆将孔内悬浮粉细砂带入泥浆池后方可停泵,以确保不会发生沉砂卡钻,停泵后干钻0.3~0.5m,以保证不脱落岩芯。b.中粗砂、砾砂,本地层可采用灌浆无泵反循环钻进,以低转速为宜,钻进过程中不断浮动钻具,上提要慢,下放要快,形成孔底反循环,提钻前为保证取心率和卡芯效果,每回次终了前,应先以清泥浆洗孔,待清泥浆将孔内悬浮中粗砂、砾砂带入泥浆池后方可停泵,以确保不会发生沉砂卡钻,应停泵干钻0.2~0.3m,不再浮动钻具进行干钻卡芯。
结束语
综上所述,做程施工前必要准备工作的地质勘察工作,其重要地位是不可取代的,高质量的岩土勘察工作能够更好的保证未来的设计及施工工作顺利的展开,从而确保施工安全及施工质量,因此要采取更加科学合理的措施和方法来提高勘察质量。我国经过多年的发展,使得岩土工程勘察工作实现了飞速的发展,各种新型的钻探技术相继投入到实际的岩土工程勘察工作中去,进而实现了对各种难度的地质进行有效钻探。优良的钻探技术也是针对某一种地质环境而言的,因此在实际的工作中要结合具体的工程施工,选择最佳的钻探工艺,从而达到最好的钻探结果。相信通过广大勘察工作人员的共同努力,我国的岩土工程勘察工作会更好更快的发展。
参考文献
[1]胡赞辉.深度探讨岩土工程勘察中存在的问题与解决策略[J].科技创新导报,2010(35).
[2]张小军.浅谈如何提高岩土工程勘察的质量[J].价值工程,2011(6).
[3]岳海东.岩土工程勘察技术方法措施分析探讨[J].中国房地产业,2011(3).
关键词:岩土工程;勘察;质量
兴起于二十世纪七十年代的岩土工程,是一门包含了多种学科的新的学科门类。由于我国的国土面积大,各地区的地质条件差异较大,相应的岩土层物理条件也各有不同,只有通过一定的岩土工程勘察工作,对岩体进行钻探、取样及分析,才能更好的解决所测地区的岩土情况及相关性质,进而为进一步的矿产开采或工程建筑施工等提供较为有效的岩土资料。近年来,我国不断加强对勘察工作的管理,使得很多勘察企业也更加注重自身的管理水平以及勘察质量,并积极的寻求更加有效的、高质量的勘察技术,特别是钻探等工艺操作都有了长足的进展,进而更好的完成相关的岩土勘察工作,实现更好的经济效益。
1 钻探设备及工艺
在进行岩土勘察施工时,主要是用钻机来钻入地下,从而在地下钻成具有一定直径的圆柱形钻孔,再通过钻孔将处于不同深度层的岩芯、土样及水样等取出,送入实验机构后,经测定及分析后,得出相关的勘察数据结果。进行岩土勘探时不仅工艺较为复杂,而且具有较强的综合性,因此需要准确划分地层和测定界限,还要做好原位测试工作,对原状土进行采集,所以在岩土工程勘察中,勘察质量往往取决于钻探技术和钻探方法的好坏。
1.1 钻探设备。在进行岩土工程勘探时,进行钻孔所需要的所有装备都可以称之为钻探设备,其不仅包括钻机、钻探用泵、空气压缩机、动力机和传动装置,同时还包括与之配套的钻塔、拧管装置等。其以整体式和组装式两种装载方式存在,而在整体式中还可以将其分为固定式、拖引式和自行式。而且钻探设备按其用途不同还可以进行多种划分,其应用的领域也较为广泛,部分专用钻探设备则专用于其领域内的钻进工作。岩土工程勘探时,通过岩芯钻探设备和取样钻探设备来实现对地质的取样勘察。
1.2 钻进方法。在岩土工程勘察过程中,在进行钻进过程中所采用的一切方法即称为钻进方法。在实际钻进过程中,可以采取的钻进方法较多,不论是按钻进工艺,还是钻进时是否采取岩芯或是回转钻进时破碎岩石所使用磨料的不同,都可以将钻进方法分为不同的类型。但无论哪种钻进方法都是为了在钻进过程中能够实现破碎孔和破碎井底岩石的需要。
2 不同地层的钻探作业方法
2.1 软弱粘性土层及可塑偏软粘性土层:螺旋钻钻具整个叶片长度一般控制在1m左右,直径略小于改换螺旋钻具的钻孔直径;每回次进尺在0.5~1.0m范围内,因为螺旋钻本身有厚度,且取出的土样同时也受到扰动,螺旋钻进尺1.0米,实际取出的土样长度大于1.0m,至于长度增加的数值应以螺旋钻的参数及土层的塑性指标有关,土质越软其长度增加值越小,应以实际情况加以区分,以便正确地确定层位的变化及其状态分析;本类土层钻进过程中钻具的钻速应限制在90转/分~100转/分范围内,孔内的水在慢转速钻进慢提升的情况下可以起到润滑作用,减少上钻阻力。如果鉆具转速高,提钻上升速度快,那么地下水会起到不良作用,致使叶片上的土样脱落,从而达不到预期目的,避免采用边回转边提升的方法。在钻具提出后由于土层较软,容易缩径,因此在下次钻具所取土样中注意区分刮落部分及正确计算好取样长度。
2.2 可塑偏硬、硬塑及坚硬粘性土层:硬粘性土层优选采用回转钻进,具体操作时,首先应慢速钻进,以便钻头切入土层中(当遇到坚硬土层钻头吃不进土层时可适当加压),切入土层后可采用中速档钻进,中速档钻进不仅快,而且在回次进尺时,钻具提升阻力小。钻具提升时要控制速度,保证孔底不形成真空。每钻进0.3~0.5m防止卡钻。如卡钻且不可用转升的方法处理,因为粘性土有一定的抗拉强度,为减少提升阻力,必须先拧断岩芯。采用冲击回转钻进时要注意水泵流量的控制,当钻进可塑偏硬的粘性土时建议水泵流量为低速,当钻进坚硬及硬塑粘性土时建议水流开中速。
2.3 砂层:此地层的钻探工艺与地层的颗粒粒经大小有很大关系。a.粉细砂夹粘性土,此地层钻进时,钻进压力不易太大,不允许上下活动,钻速应采取低钻速,泵量调至似流之势方可钻进,每回次终了前,应先以清泥浆洗孔,待清泥浆将孔内悬浮粉细砂带入泥浆池后方可停泵,以确保不会发生沉砂卡钻,停泵后干钻0.3~0.5m,以保证不脱落岩芯。b.中粗砂、砾砂,本地层可采用灌浆无泵反循环钻进,以低转速为宜,钻进过程中不断浮动钻具,上提要慢,下放要快,形成孔底反循环,提钻前为保证取心率和卡芯效果,每回次终了前,应先以清泥浆洗孔,待清泥浆将孔内悬浮中粗砂、砾砂带入泥浆池后方可停泵,以确保不会发生沉砂卡钻,应停泵干钻0.2~0.3m,不再浮动钻具进行干钻卡芯。
结束语
综上所述,做程施工前必要准备工作的地质勘察工作,其重要地位是不可取代的,高质量的岩土勘察工作能够更好的保证未来的设计及施工工作顺利的展开,从而确保施工安全及施工质量,因此要采取更加科学合理的措施和方法来提高勘察质量。我国经过多年的发展,使得岩土工程勘察工作实现了飞速的发展,各种新型的钻探技术相继投入到实际的岩土工程勘察工作中去,进而实现了对各种难度的地质进行有效钻探。优良的钻探技术也是针对某一种地质环境而言的,因此在实际的工作中要结合具体的工程施工,选择最佳的钻探工艺,从而达到最好的钻探结果。相信通过广大勘察工作人员的共同努力,我国的岩土工程勘察工作会更好更快的发展。
参考文献
[1]胡赞辉.深度探讨岩土工程勘察中存在的问题与解决策略[J].科技创新导报,2010(35).
[2]张小军.浅谈如何提高岩土工程勘察的质量[J].价值工程,2011(6).
[3]岳海东.岩土工程勘察技术方法措施分析探讨[J].中国房地产业,2011(3).