岩土工程勘察中钻机作业稳定性改进

岩土工程勘察中钻机作业稳定性改进

刘学涛

唐山中地工程勘察有限公司

摘要：岩土工程勘察是指根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动；在进行岩土工程勘察时，为了得到地表内部的环境特征，会使用到钻机进行地表下部一定范围深度内的取样、原位测试等工作。本文主要分析岩土工程勘察中钻机作业稳定性改进。

关键词：岩土工程勘察；钻机作业；稳定性改进；钻孔偏斜；设备损坏

引言

工程勘察钻探应用面很广，工作量大，因此搞好钻探技术的横向发展，必须要有先进的设备和工具，目前对于钻机的研究方向，大多局限于对钻孔取芯和钻探钻进效率技术方面的研究，忽略了钻机本身工艺也可以提高钻进效率，提高安全等级，保证人身安全等情况。因此在现有工艺条件下，设备是提高效率的决定因素。

1、钻机作业的重要性

钻机作业在岩土工程中具有重要的作用和影响。钻机是获取地下信息的主要工具之一，通过钻孔可以获取地质、地下水位、土层性质等数据。这些数据对于工程设计和施工有重要的参考价值，能够帮助工程师了解地下情况，进行合理的设计和施工方案。钻机作业的稳定性直接关系到勘察结果的准确性。稳定的钻机能够保证钻孔的垂直度和位置精度，确保获得可靠的勘察数据。准确的勘察结果有助于工程设计和施工的准确预测和规划。稳定的钻机作业能够确保工作环境的安全性。不稳定的钻机容易导致事故发生，例如钻孔偏离目标位置、设备倾覆或失稳等。稳定的钻机作业有助于减少事故风险，保障工作人员的生命安全和设备完好。稳定的钻机作业能够提高施工效率和控制成本。准确的勘察数据有助于优化工程设计和施工方案，减少不必要的变更和调整。同时，稳定的钻机作业也能够提高工程施工的速度和效率，节约施工时间和成本。钻机作业在岩土工程中是一个非常重要的环节。通过确保钻机的稳定性，可以获得准确的勘察数据，提高工程设计的质量和可靠性，并确保工程施工的安全和高效。

2、钻机作业稳定性中出现的问题

钻机在作业过程中，由于土层的非均匀性或施工操作不当等因素，可能导致钻孔偏斜。钻孔偏斜会对勘察结果产生误差，影响地下情况的准确了解。钻机在作业过程中，如果不稳定或受到外界干扰，可能造成设备的震动和晃动。这会影响钻孔的质量和稳定性，甚至导致设备损坏或事故发生。在钻孔作业中，如果未能正确支护或加固钻孔周边土体，可能会导致土壤的塌方和塌陷。土壤塌方不仅影响勘察结果的准确性，也会对施工安全产生潜在威胁。钻孔过程中，特别是在钻穿含水层时，如果未采取适当措施控制水流，可能导致土壤侵蚀和涌水。这不仅会造成钻孔不稳定和设备受损，还会对施工进展和工作环境产生不利影响。

3、岩土工程勘察与地基处理技术措施

3.1项目全面质量管理办法及措施

为了保证项目任务的顺利完成，严格按照相关的规范、规定进行严格的质量管理。成立以项目负责人为组长，主要技术骨干为成员的全面质量管理小组，在公司安全技术部的监督、指导下，加强全员质量教育，人人树立起强烈的质量意识和质量责任感。全面质量管理办法及措施是一种综合性的质量管理方法，旨在通过整体优化和完善工程项目的各个环节，提高工程质量，确保项目按时、按质、按量完成。制定质量管理制度、规范和标准，明确质量管理职责和权限，建立质量管理组织结构，确保质量管理工作的有效推进。根据项目需求和客户要求，制定可衡量和可实现的质量目标，并将其向项目组和相关参与方进行明确和传达。制定详细的施工计划和质量控制计划，包括工程施工流程、关键节点的质量要求和监控措施等，确保施工过程中的质量可控。确保选用符合技术规范要求的材料，建立健全的材料验收和入库管理制度，加强供应商和材料供应链的质量管理。建立日常巡查和检验机制，加强对重点工序和关键节点的质量监控，及时发现和解决质量问题，确保施工过程的质量可控。定期组织相关人员进行质量培训，提高工作人员的技术水平和质量意识，加强对人员的管理和评价。建立质量问题反馈和处理机制，及时分析和总结项目中的质量问题和经验教训，开展质量改进活动，持续提升项目的质量水平。建立健全的质量检验和验收制度，确保工程达到设计要求和合同约定的质量标准，并及时提出整改和改善意见。全面质量管理办法及措施是一系列从管理体系到技术操作方面的综合性措施，旨在提高工程项目的质量水平，并为工程项目顺利完成提供有力保障。

3.2改进钻孔导向装置

改进钻孔导向装置是提高钻机作业稳定性的重要措施之一。选择适合的导向装置材料，如高强度钢或复合材料，能够提高导向装置的刚性和抗扭转能力。同时，对导向装置进行强度设计，确保其能够承受钻孔作业过程中的负荷和挤压力。通过优化导向装置的结构设计，使其具有更好的刚性和稳定性。例如，增加导向装置的长度和直径，增加连接点的数量和强度，以增加支撑和固定的效果。合理选择导向装置安装的位置和方式，以确保其与钻杆或钻头的接触紧密和稳定。考虑导向装置与钻孔尺寸的匹配，避免过小或过大导致的不良悬挂或摇晃。保持导向装置的良好密封和润滑状态，能够减少摩擦和磨损，提高导向装置的工作稳定性。使用合适的密封材料和润滑剂，定期检查和更换磨损部件。确保导向装置与钻具的配合性能良好。在选择导向装置时，要考虑其与钻机品牌和型号的兼容性，避免因不匹配导致的稳定性问题。定期对导向装置进行维护和检查，确保其正常工作和状态良好。及时更换磨损或损坏的部件，清洁和润滑导向装置，以提高工作效率和稳定性。

3.3优化钻具设计

优化钻具设计是改进钻机作业稳定性的关键措施之一。选择高强度、耐磨损和耐腐蚀的钻杆材料，如高强度合金钢或复合材料，能够提高钻具的刚性和耐久性。同时，在特殊情况下，根据需要选择可弯曲的材料，以适应复杂地质条件。增加钻杆直径和长度，可以提高其抗弯扭能力和稳定性。较大直径和较长钻杆能够减少振动和晃动，提供更稳定的钻孔。对于钢壳设计，根据地层的硬度和钻进需求，选择合适的钢壳形状和结构。增加钢壳的厚度，可以提高其刚性和抗折强度，降低变形和磨损风险。优化钻头结构，例如改善刀齿形状和布局，以提高钻进效率和物料清除能力。同时，选择合适的刀具材料和涂层，以提高切削效果和抗磨损性能。根据具体地质条件和钻孔目标，合理选择和调整钻进参数，如转速、钻进压力和进给速度等。优化钻进参数能够减少振动和晃动，提高钻具和钻机的稳定性。对于钻杆和钻具的连接，选择可靠的连接方式，并确保其紧密连接和良好的密封性。适当的密封设计能够减少泥浆或水的泄漏，降低环境污染和设备损坏的风险。在优化钻具设计时，需要考虑各个方面的因素，如地质条件、施工要求、预算限制等。结合工程实际情况和相关标准，进行综合分析和选择，以提高钻机作业的稳定性和勘察效果。

结束语

总而言之，岩土工程勘察中钻机作业的稳定性对于确保施工安全和质量具有重要意义。我们深入剖析了影响钻机作业稳定性的因素，包括地质条件、钻机结构和操作技术等。然后，我们针对这些问题提出了相关的解决办法。例如，改进钻机结构设计，加强现场管理和培训，优化作业流程等。

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