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岩土工程师评职范文浅谈勘察钻探技术

发布时间:2013-11-29   |  所属分类:矿业:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

  摘要:岩土工程地质钻探是利用人力、机械等手段,揭示地层层序、岩土工程特征、认识地表以下地层或某一特定位置的情况或特点的一种勘探手段。其目的是通过钻探取样,样品分析,现场工程地质测试等,以获取建筑基础的地质资料和岩土层的各项参数,为选择修建地点,地基处理方式,基础形式,确定建筑物类型,及制定合理的施工方法提供设计和施工依据。钻探得出的结果是否准确、真实可靠直接影响着岩土工程勘察报告的分析和结论,因此掌握岩土工程勘察的钻探技术具有重要的意义。本文首先分析了岩芯采取率的影响因素,然后从钻探设备的选取,不同岩层的钻探方法等方面探讨了提高岩芯采取率和钻探技术的要点。

  关键词:岩土工程师评职范文,岩土工程勘察,钻探,岩芯采取率,钻速,岩层

  一、岩芯采取率的影响因素

  在生产中常常有这样的现象,经过努力,岩芯采取率从数量上虽然达到了质量指标的要求,但由于种种原因,岩芯的结构被破坏,成分被污染;或岩芯虽完整,但选择性磨损较严重,其中较软的成分被丢失了。这样的岩芯虽然在数量上达到了要求,在品质上并没有真正的代表性。严格意义来讲,这样的钻孔仍然是质量不合格的。导致钻孔质量不合格的技术因素主要有:

  (一)钻压

  孔底压力过大,给进不均,对于钻进松软、粘性大的地层,则有糊钻、岩芯堵塞自磨,或烧灼变质,严重者还会引起烧钻事故;对于钻进硬岩层则易使钻头变形,岩芯堵塞磨损。同时,压力过大还增加了钻具的弯曲和摆动,从而加剧了对岩芯的机械破坏,孔底压力不足,则进尺缓慢,增长了岩芯受破坏作用的时间;由于压力过小,等于\"吊起\"钻进,钻头摆动加剧,离心力增大,易将岩芯柱震断造成岩芯堵塞磨损的机会。

  (二)转速

  钻具与孔壁间隙大的钻进方法,钻进时转速愈快,钻具受离心作用大,其振动、摆动亦越大。对岩芯的破坏作用亦加剧。间隙小、导向好,转速快有利于提高钻速,亦缩短了岩芯受破坏作用的时间。

  (三)冲洗液量

  冲洗液量大小的选择,应根据地层条件和钻进方法,钻速高低、排粉的需要、孔壁的保护、以及岩芯的保全、免遭冲刷等酌情选择。

  (四)回次进尺的时间和长度

  回次进尺的时间和长度对岩芯的磨损也有影响,其影响的程度,要视地层情况而定。按规程,回次进尺最多以2~3米为宜,就是为了尽量减少过长的回次时间和进尺对岩芯的影响。

  (五)操作技术不当

  卡芯方法与操作,是取芯的最后一道工序,即使钻速高,岩芯保存完好,如果卡取不上或中途脱落,势必前功尽弃。在用干钻法或双动双层管取芯时,掌握不当,会使岩心严重挤压或烧灼变质。还有岩芯堵塞问题,除地质等因素引起外,操作方法不当,也是重要一环。

  二、岩土工程勘察中钻探设备的选取

  (一)钻探工具的选取

  在岩土工程勘察中对勘察质量有直接影响的是钻进方法的选择及钻探工具的选择。主要的钻探工具为钻杆、钻头、岩芯管。下面详细说明其选取。

  1、钻杆的选取

  首先应定期检查钻杆保证钻杆的轴线的直线度误差小于0.1%;其次笔者建议在钻机应该配备两套钻杆,其中一套为直径42mm的钻杆,主要应用于软层、较硬土层的钻进及原位测试;另一套为直径50mm的钻杆,主要应用于硬层钻进,可以预防钻杆的折断和脱落。

  2、钻头的选取

  在目前岩土工程勘查中主要用的钻头类型为螺旋钻具和硬质合金取心钻具。钻具的选取主要由钻进方法所决定。螺旋钻具应用于螺旋钻进,硬质合金取心钻具应用于硬质合金钻进。

  常用的螺旋钻主要分为长螺旋钻、短螺旋钻、环状螺旋钻、振动螺旋钻、套管螺旋钻和麻花钻。

  (二)常用的钻探方法

  1、勺型钻锤击干法掏土钻进方法

  该种方法代表的钻机型号是SH30—2型工程钻机,采用钢丝绳、重锤孔内锤击,勺型钻提土,对于20m以上的各种土层、砂层、粒径较小的卵砾石土层,配合套管护壁,施工方法简便,能全断面取芯,岩芯采取率比较高,施工效率很高,特别适合地下水位以上,不允许使用冲洗液时采用,所以该设备和工艺用途广泛。

  不足之处在于该方法钻探深度有限,对土层有比较大的扰动,公认所采集的土样质量达不到Ⅱ级,甚至有人提出要禁止使用该种方法。根据探井采集的土样和用该种方法采集的土样指标的对比分析,土样指标的差异性非常明显。

  2、岩芯回转泥浆护壁钻进方法

  该种方法代表的钻机种类比较多,常见的有GJ一100,ADPP-100汽车钻机等,因动力比较大,对于20m~150m的各种松散层、各种岩石等,配合泥浆护壁,施工方法简便,岩芯采取率比较高,施工效率高。能较全面地满足各种岩土和岩土工程勘察深度的要求,所以该设备和工艺用途也比较广泛。

  不足之处在于该方法必须使用冲洗液,对于地下水位以上采取天然状态原状土样时不适用。对于成分杂乱的杂填土、砂土等地层消耗较大,岩芯采取率比较低,容易漏掉厚度较小的砂土层。

  三、不同岩层的钻探方法

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