道路桥梁地质勘察中钻探技术的应用

道路桥梁地质勘察中钻探技术的应用

张彦奇

山东莱克工程设计有限公司山东东营257000

摘要：所谓地质勘察就是通过各种方式方法对地质进行勘察探测。道路桥梁工程一般是由路基、路面、桥梁、隧道工程以及交通工程设施等几大部分组成。在道路桥梁工程施工前，由于施工中会遇到隧道等情况，因此必须要在施工前对道路桥梁地质进行勘察。但是在道路桥梁地质勘察工作过程中会经常遇到一些人工无法勘察的情况，因此，勘探技术的应用尤为重要。本文将分析道路桥梁地质钻探的主要特点以及地质勘察工作对道路桥梁工程的重要性，最后探讨道路桥梁地质勘察中钻探技术的应用。

关键词：钻探技术；道路桥梁地质勘察；应用

在道路桥梁工程中，地质勘察工作尤为重要。道路桥梁工程涉及的施工内容较为复杂，并且施工环境也给道路桥梁工程带来一定的影响。近年来我国经济发展呈直线上升的趋势，人们的生活水平也有了稳步的提升，随着城市化建设的不断发展，交通已经成为人们日常生活中必不可少的一部分，因此，道路桥梁工程量也逐渐增多，除了城市中的道路需要进行建设外，另一部分道路桥梁工程经常处于偏僻的环境下，并且会经常遇到隧道、河流等情况，因此，为了在道路桥梁施工过程中不对环境造成破坏，在施工前进行地质勘察工作是首要任务之一。那么如何将地质勘察工作有效开展？首先对于勘察技术要进行科学合理的选择。就目前道路桥梁地质勘察工作来说，大多都采用钻探技术，钻探技术是利用深部钻探的机械进行地质的勘察，而钻探技术包含很多的钻探方法，这就需要相关的工作人员具有较高的技术水平，根据不同的道路桥梁施工环境、地形等，选择合适的钻探方法，才能使地质勘察工作顺利完成。由此可见，钻探技术的有效应用对道路桥梁地质勘察工作有着重要的作用。

一、道路桥梁地质钻探的主要特点

在进行道路桥梁地质勘探过程中应用钻探技术需要注意以下四点：第一，应用钻探技术前，要考虑道路桥梁工程施工地点的地质地貌特点，根据道路桥梁工程的类型及施工特点，确定钻孔的分布。第二，一般的道路桥梁工程，在开展钻探工作时，钻孔的深度比较浅，平均深度在9m-10m，因此采用简单的钻探方法，使用简单易操作的钻探设备即可。但是像大型水利工程、具体地区的地质勘探工程等，应用钻探技术时就需要深度较大的钻孔。第三，钻探技术的基础操作是钻孔，钻孔的目的是勘测道路桥梁工程施工地点的地质地貌、水文、岩石等特征，除此之外，钻孔可以方便施工单位技术人员在施工地点取样进行试验，因为试验与钻孔大都是同时进行的，所以会影响道路桥梁工程的钻探进程。第四，道路桥梁地质勘探中应用钻探技术需要注意钻孔的结构、方法以及观测钻孔进程并进行记录等。

二、地质勘查工作对道路桥梁工程的重要性

对于我国目前的经济发展来说，普通的道路已经无法满足人们对出行的需求，高速公路、一级公路的出现加快了交通行业的发展，也提高了人们出行的水平。在道路桥梁工程中，主要分为四大分工程，路基工程、路面工程、桥隧工程以及高速公路。这四大分工程都是保障公路交通安全、便利、舒适性等方面的重要组成，在桥隧工程中，经常会遇到隧道、涵洞等情况，但是为了建成高速公路，满足人们出行需求，就必须要对隧道、涵洞等进行打通，但是如果道路桥梁工程缺少地质勘察工作，就会影响工程的顺利施工，例如涵洞、隧道的地质不符合工程开发，相关的工作人员就要对先前的设计方案进行修改，使工期延长，而严重的情况还会导致施工过程中发生事故，例如隧道坍塌等。因此，在道路桥梁工程中地质勘查工作可以帮助工作人员更好的了解施工环境的地质情况以及地质结构，根据勘察情况设计更加科学合理的开挖方式，提高施工效率。

三、道路桥梁地质勘察中钻探技术的应用分析

（一）反循环钻探技术

反循环钻探技术一般分成空气反循环与水力反循环。这两种技术最大的区别是循环介质不同。一般水力反循环的钻探技术使用水或泥浆作为介质，将循环介质送至孔底，在取心钻头后就能得到岩心，岩心和钻头返回地面。空气反循环的钻探技术则是使用空气作为介质，通过双壁钻杆外管作用，将空气输送进孔底，空气膨胀产生冲击力后，在孔底潜孔锤可以撞击孔底岩石，钻杆把空气带返地面，同时带出岩屑，对岩屑就可以进行分析研究了。

空气反循环与水力反循环都有不同的优点和缺点，空气反循环的钻探技术需要的工作强度不高，可以节约成本，尤其适用在干旱区使用，不过空气反循环带上的岩屑不具有很强的代表性，不能完整的做出地层结构的判断。而水力反循环的钻探技术可以取得更完整的岩块，需要的劳动强度也不高，可以充分实现对岩层的准确判断，不过对水资源的消耗比较大，而且勘察工作效率不高。空气反循环与水力反循环都有很广泛的适用性，很多复杂地层的锚固施工与注浆时都应用了这两种技术。

（二）绳索取心技术

绳索取心技术一般不需要钻杆就可以完成岩心的获取，更换钻头的时候才使用钻杆。绳索取心技术最重要的工具就是出现堵塞时的打捞工具和充满岩矿心的岩心管，获取岩心不使用提升钻杆柱。绳索取心技术有着方便和适应性强等特点，所以应用范围也十分广泛，而且绳索取心技术可以充分保证取心质量，使设备钻进的效率提高。钻进过程中一旦发生阻塞，受打捞工具影响，钻杆工具和矿心有效的避免了摩擦，使取心效率得到了保证。同时，因为不经常使用提升钻杆，而且升降频次少，道路桥梁地质勘察人员劳动强度不高，还能有效提高钻头的使用寿命。绳索取心技术在我国众多领域得到了广泛的应用，例如：钻探坑道和天然气、固体矿等领域，都得到了广泛的应用。

（三）液动潜孔锤技术

我国对液动潜孔锤的研究成果在世界处于领先的地位。液动潜孔锤工作的原理是通过冲洗液带动了液动潜孔锤进行工作，在外界力量击打了液动潜孔锤的同时，液动潜孔锤就会将能量传递到钻头上，钻头完成对岩石的击破。一般施工的现场泥浆泵是最佳的输送冲洗液工具，而钻头的运动产生具有节奏的强烈冲击力的负荷。液动潜孔锤技术是回转钻探技术改进后的新技术，通过冲击力与回转力的共同作用，使设备钻进的工作效率得到了很大的提高，有效降低了打孔成本。由于岩石坚硬、脆、抗剪强度低等特点，液动潜孔锤可以利用岩石的这些特点，使钻孔质量得到保证，有效解决了钻探复杂位置的难以保证钻孔质量等缺陷。液动潜孔锤处于高频作业状态，对坚硬、脆性的地质结构可以取得最佳的钻探效果。钻探施工中要注意钻探设备紧固的管理，而且由于液压产生的泥浆质量会影响液动锤的磨损，进行液压泥浆选择时，一定要选择具有较好润滑性能、含沙量低、粘度低的原料，这样，在高强度作业中，液动潜孔锤的使用寿命可以得到有效的延长，液动潜孔锤的工作状态可以得到保证。液动潜孔锤钻探技术发展的趋势就是使潜孔锤使用寿命的延长，工作效率的提高。到目前为上，我国液动潜孔锤的技术主要应用领域为水电建材和石油化工、矿山勘察等。

（四）组合钻探技术

组合钻探技术是将反循环钻探技术与绳索取心技术、液动潜孔锤技术组合使用，通过综合的钻探技术，吸收各个不同技术的优点，根据勘察实际地层进行勘探的钻探工作，有效的节约了工程勘察的成本，还降低了勘察人员的劳动强度，使工程勘察钻探效率得到提高。

四、结束语

道路桥梁地质勘察的钻探技术是十分复杂的工艺，在面对不同的地质情况时要选择适当的钻探技术。面对我国当前资源紧张的现状，只有积极的研究和发展道路桥梁地质勘察中的钻探技术，提高钻探技术人员的知识水平，才能使我国钻探技术获得更大的发展。

参考文献：

[1]公路设计中地质勘察工作要点分析[J].刘玉美.人民交通.2018(03)

[2]山区高速公路地质勘察方法研究[J].梁崇才.江西建材.2016(05)