岩土工程勘察中钻探工艺的选取

陈志龙

摘要：岩土工程勘察中，因受到地形地势结构的影响，对钻探工艺也有着不同要求，勘察人员应结合现场实际情况，科学选择钻探工艺，获取精准数据资料，以促进岩土工程后续工作的开展。本文重点对岩土工程中钻探工艺选取进行分析探讨，希望对岩土工程勘察作业有所帮助。

关键词：岩土工程;勘察;钻探工艺;选取

岩土工程开展需要充足的数据资料支持，以保证工程建设质量，提升建筑整体水平。而数据资料的获取则需依靠勘察作业。为此，选择合适的钻探工艺，获取精准数据资料就成为作业人员关注的重点内容。

1  岩土工程勘察中钻探工艺选取研究的意义

我国地域辽阔，不同地区地质条件各不相同，在开展岩土工程时，面临的境况也会存在明显差异，为促进岩土工程的顺利进行，科学选择钻探工艺，保证前期勘察工作质量是非常必要的[1]。岩土工程勘察中，钻探工艺的科学选择是为维持勘察设备和技术应用的合理性，能准确了解区域地质地形特征、水文环境状况，为岩土工程提供科学精准的数据支持。

现阶段随着建筑行业的发展，对岩土工程要求也发生较大变革，传统的钻探工艺技术已经无法满足现今工作需求，需要不断尝试创新，使用科学有效的钻探技术。同时在钻探工艺研究中，还应对影响钻探工作的因素加以分析和探讨，注重对技术灵活性和适用性，进而为岩土工程作业的落实提供保障。

2  岩土工程勘察中使用到的钻探设备和钻探方法

2.1 设备设施

岩土工程勘察中使用的钻探设备种类较多，如传动设备、钻探用泵、钻机、钻塔、拧管装置、动力机、空气压缩机等，这些设备的规格、性能各不相同，虽然钻探设备对于勘察结果影响不高，但对于工作效率及勘察周期会带来较多影响。所以在实际作业中，仍需根据现场情况考虑钻探设备的种类和规格，做到科學选择，以提高勘察效率。

在钻探设备设施的选择上，应对钻头、钻杆、岩芯管这些钻探工具进行科学把控，以推动钻探工作的顺利开展。钻头在选择上需要充分结合钻探方法。目前常见的钻头种类以硬质合金取心钻和螺旋钻具两种为主，后者应用范围较广，如短螺旋钻、长螺旋钻、套管螺旋钻等均有所应用，前者应用则较为单一，只能在硬质铝合金钻机中使用。钻杆选择合理性会直接影响到钻探工作的进度，所以务必严格按照工作及规范要求分析和考量，且做好钻杆的定期检查，确保其质量的合格性。选取钻杆应设置备用项，轮换使用以延长钻杆使用寿命，加快钻探工作进程。需要注意的是，钻杆与轴线间的偏差应控制在0.1%左右，减少误差的产生。

2.2 方法确定

岩土工程勘察中，钻探方法的科学选择能够维持岩层孔设置的合理性，加强钻探取样的代表性，对精准勘查数据的获取起到积极作用。在钻探工作中，钻探方法种类较多，由于工艺技术不同，钻探方法也会存在较大差异。笔者结合自身经验及现有资料，将钻探方法划分为以下几种：

3  岩土工程勘察中钻探工艺的选取

3.1 软弱粘性土层

软弱黏性土层的钻进工作一般会采用螺旋钻进的方式，以获取准确的数据资料，为岩土工程提供可靠依据支持。在开展螺旋钻进时，需对钻进工具予以科学把控，要求钻具叶片长度在1米左右，直径明显小于钻孔直径，进深尺度控制在半米到一米之间。在实际作业中，因为钻具自身厚度的影响，在深度1米的情况下，取样长度要超过1米距离，以保证取样准确性。为此，在钻进前需延长钻杆长度，超过1米距离，以提高钻进勘察的准确性，优化工作质量。

此外，钻进过程中，速度把控也是应当关注的重点内容，通常情况下，要将钻进的速度控制在每分钟90-100r之间，这主要是由于软弱粘性土层钻进施工的过程中，本身会存在一定的水分，严格的控制速度，这能促使钻进施工的顺利进行。勘察人员要按照勘察等级要求，科学选择钻进工艺及设备工具，提高勘察工作质量。

3.2 硬粘性土

硬粘性土具有渗透能力、压缩性弱、触变性和流动性不高的特征，在钻进时，如果仍选用螺旋钻进方式，容易对钻具、钻杆等工具带来破坏，缩短钻具使用寿命，还可能因为钻进过程中存在震动而增加土层扰动现象，阻碍钻进工作的顺利开展。鉴于此，根据硬粘性土的特点，可采用冲击回钻钻进工艺，以维持钻孔设置的合理性，加快钻进速度，维护钻具使用的安全性，减少钻进中危险的产生。

冲击回钻钻进利用气动、液动或两者相融合的方式，为钻进工作提供动力支持，在保持钻进速度的基础上，做好周边保护处理，降低危险系数。不过不同动力下的钻进要求各不相同，工作人员应对其性能指标参数加以了解和掌握，科学选择动力支撑方式，气动钻进下，要求孔径控制在70-200 mm之间，以高压空气方式满足钻孔要求;液动钻进下，孔径控制在60-120 mm，探测深度控制在900m，以清水高压促进钻进工作进行[3]。而在钻进速度控制上，应以先慢后快的方式进行，先以慢速让钻具进入土层内，再增加钻速满足钻孔要求。如果遇到卡钻的情况，不能慌乱直接把钻探设备提出，而是要拧断岩芯，减小钻进阻力。在应用冲击回转钻进工艺时，还要依据硬粘性土的硬度调节和控制水泵流量;在取岩芯时使用干孔取法，提钻时要小心，避免岩芯脱落。

3.3 砂土

砂土较易受到地下水的影响而发生变化，进而破坏土体结构性能，出现各种质量问题。针对砂土松散特性，在开展钻进作业时，可采用螺旋钻进方式，避免粘粒效应的产生，降低对钻具使用寿命的影响。同时采用螺旋钻进可在作业过程中随时进行小直径钻头的转换，以改进工作质量。砂土螺旋钻进中需要注意的内容有：

当砂土粒径较小且含有粘性土时，要对钻进压力展开科学计算，以免钻进过程中砂土浮动降低钻孔质量。钻进最后阶段应更换小直径钻头，维持钻孔底部质量。控制钻进速度，调整泵量，在钻进最后阶段，做好钻孔底部清洁作业。泵机停止工作后，在干钻时，要把干钻的时效控制在0.4米左右，避免岩芯脱落;当粒径尺寸中等，地下水位较高时，需要将钻头替换成硬质合金材料，以无泵反循环钻进工艺开展作业，同时为避免砂土浮动，可调慢钻进速度，保持钻进的稳定状态。在交接阶段的钻探工作中，务必及时使用泥浆清洁钻孔，避免卡钻，并切断浮动钻具干烧效应，规避结构坍塌以及由此产生的废孔，还要及时提取岩芯样品。

3.4 卵石层

卵石层可采用根管钻进方式。钻进中需控制的指标参数有：根管长度不得高于6米，低于3米，钻进速度保持在每分钟30-60r以内。如果是稍密和中密的卵石层，钻进速度可控制在20-40r每分钟之间，以优化钻进工作质量，确保后期数据获取的准确性。如果是较密的卵石层，可使用金钢钻保证工作质量，且以低值参数向高值参数变动的方式对钻进过程加以管控，科学调整上下钻动频率，以免钻头烧坏降低工作效率。

4  结语

岩土工程勘察中，钻进工艺的选取应充分结合土体结构特征展开科学分析和选择，对于不同土质土层，采取最适合的钻探工艺，以此提高工作质量，获取精准的勘察数据。

参考文献：

[1]韩文科.浅谈岩土工程勘察中钻探工艺的选取[J].建材与装饰.2018（06）：233.

[2]李雄.岩土工程勘察中钻探工艺选取[J].中国金属通报.2019（04）：282-283.

[3]黄芝权.岩土工程勘察中钻探工艺的选择分析[J].工程技术研究.2019（09）：86+88.

（江苏省核工业二七二地质大队，江苏 南京 210000）