岩土勘查中的钻探技术与取样方法研究

岩土勘查中的钻探技术与取样方法研究

单浩

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摘要：在岩土勘查中，钻探技术和取样方法是获取地下信息的关键环节，直接影响着勘查数据的准确性和可靠性。针对复杂多变的地下岩土条件，研究与完善钻探技术和取样方法已成为当前岩土勘查领域的热点。通过不断改进钻探设备和工艺，提高取样效率和质量，不仅可以降低勘查成本，缩短勘查周期，还能够提高勘查成果的可靠性和准确性，为工程设计和施工提供更为可靠的依据。本文旨在对岩土勘查中常用的钻探技术和取样方法进行深入探讨，以供参考。

关键词：岩土勘查；钻探技术；取样方法；研究

0 引言

岩土勘查是工程领域中至关重要的一项工作，它为工程设计和施工提供了必要的信息和数据支持。在岩土勘查过程中，钻探技术和取样方法是获取地下岩土信息的关键环节。钻探技术的先进与否直接影响着取样的质量和准确性，进而影响工程设计和施工的安全性和可靠性。

1 岩土勘查中的钻探技术

1.1 手动钻探

手动钻探是一种常见的岩土勘查方法，适用于小范围的土壤和岩石取样。在手动钻探中，勘查人员通常使用手动工具如手动扳手、手动钻头等进行操作，通过手工旋转的方式完成钻孔过程。这种方式适用于勘查项目规模较小、需要进行局部取样的情况，操作简单且灵活，可以快速获取目标地层的样本数据。然而，由于手动钻探受限于人力和工具的限制，通常只适用于较浅的钻孔深度。

1.2 机械钻探

机械钻探是利用各种机械设备进行钻探的方法，主要包括旋挖钻机、土壤机、岩心钻机等。这些机械设备能够提供更大的钻孔深度和更高的钻探效率，适用于需要获取深层地层信息的勘查项目。通过机械钻探，勘查人员可以钻取较深的钻孔，获取更多的地质信息，为工程设计和施工提供重要依据。机械钻探操作相对简便，能够快速完成大规模的钻探任务，提高工作效率并减少人力成本。

1.3 岩芯钻探

岩芯钻探是一种专门用于获取岩石芯样的钻探技术。通过岩芯钻探，勘查人员可以获得具有连续性的岩芯样本，用于岩石工程力学性质研究、地质构造分析以及岩石类别鉴定等方面。岩芯样本的获取对于理解地层结构、确定岩石性质和评估地质风险具有重要意义。岩芯钻探设备通常包括特殊设计的岩心钻机和取芯器具，能够精确地获取岩石芯样本，并保持样本的完整性，确保后续分析的准确性和可靠性。

1.4 钻孔测井

钻孔测井是一种在钻孔中安装测井仪器，获取地下水位、地温、孔隙水压力等信息的技术方法。通过钻孔测井，勘查人员可以了解地下水资源的分布、地下水位的变化、地下水体的性质、孔隙水力学参数等重要信息，为水文地质和水资源勘查提供必要数据支撑。利用钻孔测井技术，勘查人员可以实时监测地下水位、温度等参数的变化，评估地下水资源的开发潜力，指导地下水资源管理和保护工作的开展。

2 岩土勘查中的取样方法

2.1 手工取样

手工取样是岩土勘察中常用的一种取样方法，适用于小规模的勘察工作。在实际操作中，工作人员使用铲子、铁锹等工具，按照岩土层的分布情况，逐层逐点地进行取样。这种方法操作简单，成本较低，适用性广，可以对不同深度和位置的岩土层进行有针对性的采样。但是手工取样也存在一定的局限性，例如取样不均匀，取样深度受到限制，以及样品可能受到污染等缺点。因此，在实际应用中需要根据具体情况进行取样，并对取样过程进行严格控制和记录。

2.2 钻探取样

钻探取样是利用钻探机械进行取样的方法，适用于深层岩土的取样。常见的钻探方法包括岩心取样和岩土样管取样。通过钻探机械可以直接获得岩土层样品，保持样品的完整性和垂直性，有利于后续的实验分析和工程设计。相比于手工取样，钻探取样的优势在于取样范围广泛，适用于不同深度和位置的岩土层，同时取样的过程相对较为精准。然而，钻探取样也存在取样范围受到机械设备的限制，操作相对复杂，需要具备专业的技术和经验。

2.3 压缩机取样

压缩机取样是一种利用压缩机将土样置于特殊容器中进行取样的方法，主要适用于软土、湿土等情况。这种方法能够保持土样的原有结构和水分含量，避免样品在取样过程中发生破坏或变形。压缩机取样操作简单，不仅可以获得原始的土样结构信息，还能够保持土样水分含量，为后续的实验室分析提供了可靠的样品基础。在进行岩土勘察工作时，压缩机取样是一种有效且可靠的取样方法，能够为工程设计和科学研究提供有力的支持。

3 钻探技术与取样方法在岩土工程中的应用

3.1 地层勘探与分析

钻探技术通过对地下岩土进行实时的取样和数据采集，能够准确获取地层的性质、厚度、层位分布、孔隙结构等信息。这些数据对于工程设计和施工至关重要。通过地层勘探，工程师可以对岩土层的力学性质、变化规律和稳定性进行综合分析，从而制定合理的工程方案，确保工程的安全性和可靠性。通过地层勘探与分析，工程师可以有效地评估地下条件，减少不确定性因素，为工程建设提供科学依据。

3.2 孔隙水及地下水勘探

通过钻探获取的水样可以进行详细的水质分析，包括水位、PH值、溶解物质含量等参数。这些数据对于确定地下水的分布情况、水质状况以及地下水对工程稳定性的影响具有重要意义。通过地下水勘探，工程师可以及时了解地下水的动态变化，采取相应的防护和排水措施，确保工程安全稳定。此外，地下水资源的综合利用也需要通过地下水勘探获取相关数据，为地下水开发利用提供科学依据。

3.3 灾害风险评估

通过钻探获得的地质数据可以为地质灾害的评估与预测提供依据。工程师可以通过地层勘探获取的数据分析地下岩土的构造、岩性、裂隙等特征，评估地质灾害的潜在风险，制定相应的防治措施，确保工程建设的安全性。此外，钻探技术还可以用于灾害现场的勘察和评估，为灾后救援和重建提供重要的地质数据支持，减少灾害造成的损失。综合利用钻探技术进行灾害风险评估，可以提高工程建设的抗灾能力，确保工程的长期稳定与可持续发展。

4 结语

总之，钻探技术和取样方法的不断创新和改进为工程建设提供了更加可靠、准确的岩土数据，有助于工程设计与施工的完善和安全。然而，我们也意识到目前存在的一些问题和挑战，需要在技术研发和实践中加以解决和应对。希望未来能够有更多的研究者和工程师投入到这一领域，不断推动岩土勘查领域的发展，为工程建设的可持续发展贡献更多的力量。

参考文献：

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[2]张瑞鹏，高冬红，赵培等 .岩土工程勘察钻探技术创新 [J].建筑技术开发，2016，43(11)：109-110.

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