[科普中国]-工程地质钻探

简介

工程地质钻探是指利用机械设备或工具，在岩(土)层中钻孔，并取出岩(土)芯(样)了解地质情况的手段，简称钻探。它是工程地质勘察的一种勘探方法，目的是了解与水工建筑物(坝、隧洞、厂房等)有关的工程地质和水文地质问题。钻探一般是在工程地质测绘和物探获得一定资料的基础上。为进一步探明地下地质情况而进行的。目前它仍是水电工程地质勘察工作的主要手段。钻进方法及机具种类较多，视其具体任务的需要采用。按钻进方式可分冲击钻进、回转钻进和冲击一回转钻进三类1。

冲击钻进利用钻具自重对孔底进行冲击而破碎岩(土)体的一种钻进方法。以使用的动力可分为人力冲击和机械冲击两种。人力冲击一般适用于浅孔和地下水位以上土层的钻进。机械冲击是采用机械向下冲击，适于各类土层钻进。在砂砾石层中钻进，为了获取砂砾石样品，通常采用平阀管钻冲击跟管钻进，还可采用打入法取样，即先将套管打入孔底下约40 cm，然后用带活门的套筒，取出砂砾石，再将套管打入，逐次取出砂砾石，直至要求深度2。

回转钻进在轴心压力作用下的筒状钻头用回转研磨方式切削岩石的一种取芯钻进方法。适于各种岩石钻进，通称岩芯钻探。根据钻头研磨材料可分硬质合金钻进、钻粒钻进和金刚石钻进。硬质合金钻进是使用硬质合金钻头，以回转方式切削岩石的钻进方法，一般适用于可钻性分级7级以下的岩石。钻粒钻进是向孔底投入钻粒(铁砂或钢粒)，由筒状钢质钻头在一定压力下回转，辗砂破碎岩石的钻进方法，7级以上岩石适用。金刚石钻进是用金刚石钻头以回转方式切削岩石的钻进方法，可钻各种硬度岩石.尤其适用于极坚硬岩石，因取样效果较好对查明断层、软弱夹层等有一定效果。粘土、砂质粘土等塑性土层通常用螺旋钻头;砂、粘土质砂及细颗粒地层一般采用勺形钻头，目前中国水电系统普遍采用全液压式钻机小口径金刚石钻进。随着钻探技术的发展，取芯质址也有所提高。为了减少钻杆升降次数，可采用绳索取芯钻进方法，绳索取芯是一种不提钻具从孔底采取岩芯的方法，可减少钻进的辅助时间，提高钻进效率3。

冲击—回转钻进一种冲击和回转相结合的钻进方法，即钻头在孔底回转破碎岩石的同时，还施加冲击力（人力或机械力）。该方法适用于各种岩土层，尤其深孔或者孔径较人时，钻进效率较高。

水电工程地质钻孔一般要求作到一孔多用，除获取岩芯，抽、压水试验资料外，还根据需要进行物探综合测井、无线电波透视、钻孔电视、钻孔摄影、孔间CT扫描和钻孔原位测试等，为评价岩体质量提供更多的基础资料和定量资料1。