岩土钻探工艺工程勘察论文

摘要：岩土工程勘察中，因受到地形地势结构的影响，对钻探工艺也有着不同要求，勘察人员应结合现场实际情况，科学选择钻探工艺，获取精准数据资料，以促进岩土工程后续工作的开展。本文重点对岩土工程中钻探工艺选取进行分析探讨，希望对岩土工程勘察作业有所帮助。下面是小编整理的《岩土钻探工艺工程勘察论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

岩土钻探工艺工程勘察论文 篇1：

岩土工程勘察中钻探工艺的选取和研究

【摘要】 伴随着经济的快速发展，我国的建筑行业也进一步繁荣，一座座民房、高楼耸立起来。地基勘察是建筑施工过程中最重要的一道工序，它是安全建房的前提，是保证建筑稳固和长久使用的基础。不同的建筑工程土层性质，所采用的勘察技术也不一样。本文针对岩土工程勘察中钻探工艺的选取进行分析研究，并介绍了钻探工艺选取的方法、工具以及选取不同方法的原因，旨在为岩土工程的建筑施工提供参考。

【关键词】 岩土工程勘察； 钻探工艺； 选取方法

0 、引言

建筑施工的前提是岩土工程的勘察。只有岩土适合、地基稳定，才能进行后续的施工，否则，只能是徒劳无功。所以准确了解地质情况和岩土特性是建筑工程质量保证的重中之重。同时，根据岩土勘察了解岩土状况便于采用不用的钻探工艺开展工程项目，实施工程技术。本文探讨了岩土工程勘察过程中的不同钻探工艺，主要是对岩土工程勘察中钻探工艺的选取进行研究。

1 、岩土工程的勘察

在建筑施工前，当地的岩土的可建筑性以及岩土表层土质的松硬等状况都是需要考虑的问题，紧接着才能探究施工钻探工艺的方法。在每次施工前都要有地质勘探专家等对地势、地形、地表水文状况等与建筑施工有关的因素进行实地勘察，收集相关资料，采用相关地质勘察方法确定最佳岩土施工方案，采取有效的措施避免不安全因素的影响。

2 、钻探设备和钻探工具的选取

钻探设备和钻探工具的选取因不同土层而异[1]。选取钻探设备主要是为了满足各种钻探工艺的要求，只有针对性的选择钻探设备才能使不同的钻探技术发挥最大功效，从而在钻探方面达到事半功倍的效果。如果对于不同的岩土，没有采用不同的钻探设备也不会影响工程质量，主要是对工程进程造成一定的影响。因此，钻探工艺的选择和钻探设备无很大关系。但是，钻探工具的选择直接影响岩土勘察质量，主要的勘察工具有钻头、钻杆和钻芯管等。

3、钻探工艺的选取

不用的岩层性质决定了钻探工艺的选取。目前，使用较普遍的钻探工艺主要有冲击回转钻进、螺旋钻进、重锤冲击钻进3种[2]。其中，冲击回转钻进主要用于可塑硬塑、偏硬和坚硬粘性土层，螺旋钻进主要用于砂层，螺旋钻进和重锤冲击钻进联用可用于可塑偏软性土层。依据不同的岩土土层性质，选取合适的钻探工艺有利于加快岩土勘探施工进程，提高施工质量[3]。

3.1 可塑硬塑、偏硬和坚硬粘性土层

对于硬粘性土层，首选方法当属冲击回转钻进。由于土层较坚硬，在刚开始切入土层时应该放慢速度，缓缓钻进，这样在碰到吃不进土层时方便增加压力。在钻进土层后，可以适当加快钻探速度，从而在回次进尺时可以减小钻具提升阻力。同时，在钻具提升的过程中，要根据实际情况控制速度，这样才能确保不形成真空的孔底。在钻探可塑偏硬粘性土时，冲击回转钻进时的水泵流量应控制为低速。岩芯的取法应该要遵循以保证岩芯采取率为原则，采用干孔卡的方法，有效避免岩芯在提升时脱落，所以在建筑过程中往往采用活动分水投球钻具。

3.2 可塑偏软粘性土层及软弱粘性土层

这层土质强度较低，可以采用螺旋钻进的方法。螺旋钻整个叶片长度一般控制在1m左右，采用钻孔直径小的螺旋钻具。由于其本身的厚度，在螺旋钻取出土样的实际长度会大于钻进的长度，土质越软，增加值就越小，在岩石钻进过程中应根据實际情况来确定层位的变化及其状态分析。钻具的钻进速度提升采用慢转速缓慢提升的方法，直至钻速达到最佳，这样能充分发挥孔内的润滑液的作用，从而减小钻进阻力。在施工过程中要特别避免钻速过高，倘若钻具提升速度过快，取出的土样长度会因地下水的不良作用而小于预期计算的长度，从而使得钻进次数增加，增加工作量而影响钻探进程。此外，如果出现提钻困难的情况，不能采用边旋进边提升的方法，最好使用油缸缓慢提升。

3.3 砂层

在砂层的钻探施工中，首先得观察岩土层的砂粒粒径。不同的粒径大小，所采用的工艺条件也大有不同。第一种，粉细砂夹粘性土，宜采用低钻速、低泵量钻进，每次回次进尺提出钻具时以清泥浆洗孔，防止沉砂的出现，从而造成卡钻，损坏钻具。停钻以后不能立即关闭钻具，应让其干钻以避免岩芯脱落；第二种，中粗砂、砾砂，宜采用灌浆无泵、低速、反循环钻进。钻进过程中应上慢下快地提升与下降钻具，达到上下浮动和孔底反循环的效果。每次回次进尺提出钻具时也要以清泥浆洗孔，同时也要注意停泵后的干钻操作，提钻前要确保能达到好的取芯率和有效的卡芯。

3.4 卵石层

卵石层的钻探有其不同的组合理论，这些理论由土层的紧密度、湿度、是否存在粘性土等因素组成。在钻探的过程中，不能仅仅只考虑某一个因素，需要综合考虑从而选择一套合适的钻探理论。螺旋裸孔钻进主要用于孔壁坍塌程度较小的卵石层，控制钻孔压力在200kg至300kg之间。在松散卵石层钻探时，由于粘性土充填少，不宜采用植物胶进行土壁的稳固，所以跟管钻进才是行之有效的方法，具体工艺条件为低中档钻速，钻进过程中宜采用边钻边填的过程，避免钻探工程发生坍塌；在进行比较紧密的卵石层钻进施工时，宜采用低钻速的回转跟管钻进。钻进过程中要时刻观察钻具的回转跳动程度，如果钻具跳动幅度不大，较平稳，可适当提高钻速和增加压力，但是跳动幅度大就应立即降低钻进的相关工作条件，或者进行提钻，严重的话应立即关闭钻具，防止对钻具设备进行损坏；在紧密度高的卵石层勘探中，应采用合金的钻具进行干钻，不用进行回次进尺、提出钻具这类的操作。刚进行钻进时，应用低速、低泵量、低压，随着钻进的进行在适当相应增加钻进参数。钻进过程中，为了避免钻头被紧密的卵石层卡住或堵死，时不时上下提动钻进可以防止钻具烧坏。

4 结语

岩土勘察工作是一项艰巨的工程，没有任何一种钻探工艺是通用的，不用的土层性质采用不同的钻探工艺。所以，研究钻探工艺的选取需要经过准确无误的地质勘察，从而选用适合土质的钻探工具和钻探方法，提高工程的施工质量。

【参考文献】

[1] 王荣杰. 岩土工程勘察中对钻探工艺的研究[J]. 黑龙江科技信息， 2013 （8）： 261-261.

[2] 刘占， 戴洪佳. 浅谈岩土工程勘察中钻探工艺的选取[J]. 科技创新导报， 2012 （1）： 88-89.

[3] 张娟， 张葵. 岩土工程勘察中确定方法分析[J]. 科技致富向导， 2012 （23）： 194-194.

作者：李永忠　杜慧科

岩土钻探工艺工程勘察论文 篇2：

岩土工程勘察中钻探工艺的选取

摘 要：岩土工程勘察中，因受到地形地势结构的影响，对钻探工艺也有着不同要求，勘察人员应结合现场实际情况，科学选择钻探工艺，获取精准数据资料，以促进岩土工程后续工作的开展。本文重点对岩土工程中钻探工艺选取进行分析探讨，希望对岩土工程勘察作业有所帮助。

关键词：岩土工程;勘察;钻探工艺;选取

岩土工程开展需要充足的数据资料支持，以保证工程建设质量，提升建筑整体水平。而数据资料的获取则需依靠勘察作业。为此，选择合适的钻探工艺，获取精准数据资料就成为作业人员关注的重点内容。

1  岩土工程勘察中钻探工艺选取研究的意义

我国地域辽阔，不同地区地质条件各不相同，在开展岩土工程时，面临的境况也会存在明显差异，为促进岩土工程的顺利进行，科学选择钻探工艺，保证前期勘察工作质量是非常必要的[1]。岩土工程勘察中，钻探工艺的科学选择是为维持勘察设备和技术应用的合理性，能准确了解区域地质地形特征、水文环境状况，为岩土工程提供科学精准的数据支持。

现阶段随着建筑行业的发展，对岩土工程要求也发生较大变革，传统的钻探工艺技术已经无法满足现今工作需求，需要不断尝试创新，使用科学有效的钻探技术。同时在钻探工艺研究中，还应对影响钻探工作的因素加以分析和探讨，注重对技术灵活性和适用性，进而为岩土工程作业的落实提供保障。

2  岩土工程勘察中使用到的钻探设备和钻探方法

2.1 设备设施

岩土工程勘察中使用的钻探设备种类较多，如传动设备、钻探用泵、钻机、钻塔、拧管装置、动力机、空气压缩机等，这些设备的规格、性能各不相同，虽然钻探设备对于勘察结果影响不高，但对于工作效率及勘察周期会带来较多影响。所以在实际作业中，仍需根据现场情况考虑钻探设备的种类和规格，做到科學选择，以提高勘察效率。

在钻探设备设施的选择上，应对钻头、钻杆、岩芯管这些钻探工具进行科学把控，以推动钻探工作的顺利开展。钻头在选择上需要充分结合钻探方法。目前常见的钻头种类以硬质合金取心钻和螺旋钻具两种为主，后者应用范围较广，如短螺旋钻、长螺旋钻、套管螺旋钻等均有所应用，前者应用则较为单一，只能在硬质铝合金钻机中使用。钻杆选择合理性会直接影响到钻探工作的进度，所以务必严格按照工作及规范要求分析和考量，且做好钻杆的定期检查，确保其质量的合格性。选取钻杆应设置备用项，轮换使用以延长钻杆使用寿命，加快钻探工作进程。需要注意的是，钻杆与轴线间的偏差应控制在0.1%左右，减少误差的产生。

2.2 方法确定

岩土工程勘察中，钻探方法的科学选择能够维持岩层孔设置的合理性，加强钻探取样的代表性，对精准勘查数据的获取起到积极作用。在钻探工作中，钻探方法种类较多，由于工艺技术不同，钻探方法也会存在较大差异。笔者结合自身经验及现有资料，将钻探方法划分为以下几种：

3  岩土工程勘察中钻探工艺的选取

3.1 软弱粘性土层

软弱黏性土层的钻进工作一般会采用螺旋钻进的方式，以获取准确的数据资料，为岩土工程提供可靠依据支持。在开展螺旋钻进时，需对钻进工具予以科学把控，要求钻具叶片长度在1米左右，直径明显小于钻孔直径，进深尺度控制在半米到一米之间。在实际作业中，因为钻具自身厚度的影响，在深度1米的情况下，取样长度要超过1米距离，以保证取样准确性。为此，在钻进前需延长钻杆长度，超过1米距离，以提高钻进勘察的准确性，优化工作质量。

此外，钻进过程中，速度把控也是应当关注的重点内容，通常情况下，要将钻进的速度控制在每分钟90-100r之间，这主要是由于软弱粘性土层钻进施工的过程中，本身会存在一定的水分，严格的控制速度，这能促使钻进施工的顺利进行。勘察人员要按照勘察等级要求，科学选择钻进工艺及设备工具，提高勘察工作质量。

3.2 硬粘性土

硬粘性土具有渗透能力、压缩性弱、触变性和流动性不高的特征，在钻进时，如果仍选用螺旋钻进方式，容易对钻具、钻杆等工具带来破坏，缩短钻具使用寿命，还可能因为钻进过程中存在震动而增加土层扰动现象，阻碍钻进工作的顺利开展。鉴于此，根据硬粘性土的特点，可采用冲击回钻钻进工艺，以维持钻孔设置的合理性，加快钻进速度，维护钻具使用的安全性，减少钻进中危险的产生。

冲击回钻钻进利用气动、液动或两者相融合的方式，为钻进工作提供动力支持，在保持钻进速度的基础上，做好周边保护处理，降低危险系数。不过不同动力下的钻进要求各不相同，工作人员应对其性能指标参数加以了解和掌握，科学选择动力支撑方式，气动钻进下，要求孔径控制在70-200 mm之间，以高压空气方式满足钻孔要求;液动钻进下，孔径控制在60-120 mm，探测深度控制在900m，以清水高压促进钻进工作进行[3]。而在钻进速度控制上，应以先慢后快的方式进行，先以慢速让钻具进入土层内，再增加钻速满足钻孔要求。如果遇到卡钻的情况，不能慌乱直接把钻探设备提出，而是要拧断岩芯，减小钻进阻力。在应用冲击回转钻进工艺时，还要依据硬粘性土的硬度调节和控制水泵流量;在取岩芯时使用干孔取法，提钻时要小心，避免岩芯脱落。

3.3 砂土

砂土较易受到地下水的影响而发生变化，进而破坏土体结构性能，出现各种质量问题。针对砂土松散特性，在开展钻进作业时，可采用螺旋钻进方式，避免粘粒效应的产生，降低对钻具使用寿命的影响。同时采用螺旋钻进可在作业过程中随时进行小直径钻头的转换，以改进工作质量。砂土螺旋钻进中需要注意的内容有：

当砂土粒径较小且含有粘性土时，要对钻进压力展开科学计算，以免钻进过程中砂土浮动降低钻孔质量。钻进最后阶段应更换小直径钻头，维持钻孔底部质量。控制钻进速度，调整泵量，在钻进最后阶段，做好钻孔底部清洁作业。泵机停止工作后，在干钻时，要把干钻的时效控制在0.4米左右，避免岩芯脱落;当粒径尺寸中等，地下水位较高时，需要将钻头替换成硬质合金材料，以无泵反循环钻进工艺开展作业，同时为避免砂土浮动，可调慢钻进速度，保持钻进的稳定状态。在交接阶段的钻探工作中，务必及时使用泥浆清洁钻孔，避免卡钻，并切断浮动钻具干烧效应，规避结构坍塌以及由此产生的废孔，还要及时提取岩芯样品。

3.4 卵石层

卵石层可采用根管钻进方式。钻进中需控制的指标参数有：根管长度不得高于6米，低于3米，钻进速度保持在每分钟30-60r以内。如果是稍密和中密的卵石层，钻进速度可控制在20-40r每分钟之间，以优化钻进工作质量，确保后期数据获取的准确性。如果是较密的卵石层，可使用金钢钻保证工作质量，且以低值参数向高值参数变动的方式对钻进过程加以管控，科学调整上下钻动频率，以免钻头烧坏降低工作效率。

4  结语

岩土工程勘察中，钻进工艺的选取应充分结合土体结构特征展开科学分析和选择，对于不同土质土层，采取最适合的钻探工艺，以此提高工作质量，获取精准的勘察数据。

参考文献：

[1]韩文科.浅谈岩土工程勘察中钻探工艺的选取[J].建材与装饰.2018（06）：233.

[2]李雄.岩土工程勘察中钻探工艺选取[J].中国金属通报.2019（04）：282-283.

[3]黄芝权.岩土工程勘察中钻探工艺的选择分析[J].工程技术研究.2019（09）：86+88.

（江苏省核工业二七二地质大队，江苏 南京 210000）

作者：陈志龙

岩土钻探工艺工程勘察论文 篇3：

岩土工程勘察中钻探工艺的选取

摘 要：近年来，随着我国建筑事业的快速发展，各类建筑在城市中大规模的兴建，人们对建筑质量也越来越关注。建筑的稳定性和可靠性很大程度上取决于地基的承载能力，所以提高地质勘察的准确性不仅可以有效的保证建筑的稳固性，而且还可以提升建筑的耐用性，任何建筑在设计时都会以地质勘察作为设计的重要依据，可以说地质勘察是工程建设的基础工作。在岩土工程勘察中，勘察数据的准确性和可靠性直接关系到整体工程的质量和安全，所以做好工程勘察工作具有必要性。文中地钻探设备和工艺进行了分析，并进一步对不同地层的钻探工艺进行了具体的阐述。

关键词：岩土工程 钻探工艺 复杂地层

岩土工程是20世纪六七十年代发展起来的，其是集多门学科于一体的新学科，包括岩体工程和土体工程两个方面。由于我国幅员辽阔，地质条件复杂多变，岩土层物理性质也存在着较大的变化，岩土工程勘察通过对施工现场进行钻探、取样来对现场的土体和岩体进行分析和测试，从而确定出岩土的物理力学指标和岩土特性来为后续工程施工提供必要的依据。通过岩土地工程勘察，可以提供准确的数据，有效的为后续工程的施工的质量和安全提供了可靠的保障，而且有利于施工工期的顺利开展，确保了投资效益的实现。

1 钻探设备及工艺

岩土勘探工程是通过钻机钻进地表中，并在地下形成圆柱形的钻孔，从而从钻孔中来获取不同深度的岩芯、土和水样品，获取后的样品经过实验室分析后所得到的资料即是勘探的基础数据。进行岩土勘探时不仅工艺较为复杂，而且具有较强的综合性，因此需要准确划分地层和测定界限，还要做好原位测试工作，对原状土进行采集，所以在岩土工程勘察中，勘察质量往往取决于钻探技术和钻探方法的好坏。

1.1 钻探设备

在进行岩土工程勘探时，进行钻孔所需要的所有装备都可以称之为钻探设备，其不仅包括钻机、钻探用泵、空气压缩机、动力机和传动装置，同时还包括与之配套的钻塔、拧管装置等。其以整体式和组装式两种装载方式存在，而在整体式中还可以将其分为固定式、拖引式和自行式。而且钻探设备按其用途不同还可以进行多种划分，其应用的领域也较为广泛，部分专用钻探设备则专用于其领域内的钻进工作。岩土工程勘探时，通过岩芯钻探设备和取样钻探设备来实现对地质的取样勘察。

1.2 钻进方法

在岩土工程勘察过程中，在进行钻进过程中所采用的一切方法即称为钻进方法。在实际钻进过程中，可以采取的钻进方法较多，不论是按钻进工艺，还是钻进时是否采取岩芯或是回转钻进时破碎岩石所使用磨料的不同，都可以将钻进方法分为不同的类型。但无论哪种钻进方法都是为了在钻进过程中能够实现破碎孔和破碎井底岩石的需要。

2 不同地层的钻探工艺

2.1 粘性土（可塑偏软/硬粘性土）

针对软弱粘性土强度低、压缩性很大且渗透系数很小、触变性及流变性大等特点，可采取重锤冲击钻进和长/短螺旋钻进，如果钻探环境位于地下水位以下，可采取套管螺旋钻进或冲击回转钻进。重锤冲击钻进效率比较低，且对孔底附近一定范围内地层有扰动。螺旋钻进通过电动机带动螺旋钻杆在钻压作用下使钻头回转吃入地层，将地层按螺旋线逐步切削，切刮下的土质碎屑沿螺旋叶片上返到孔口，该方法钻进效率高且不用清洗设备。长螺旋钻进直径应小于1 m，深度不超过15～20 m之间。短螺旋钻进属于非连续型钻机，较之长螺旋钻效率稍低，其孔径多在2～3 m内，钻进深度一般小于30 m，最深不超过50 m。冲击回转钻进对泥浆比例要求较高（表1），避免水流将钻进土层冲散混入泥浆。必要时可在回次终了时，停止送水，增加干钻进尺距离已获得土层样品，或采用双动双管取心钻具。

对于硬塑状粘性土，一般的螺旋钻进在土的粘性较大时易发生埋钻或钻杆折断的现象，且对土层扰动较大，应尽量选用小肋骨钻头，冲击回转钻进方法。冲击回转钻进技术分）液动、气动和气液混合动力三种，具有效率高、钻具转速低、钻头寿命长和孔内事故少等特点。

液动冲击回转钻进以清水或泥浆形成高压作为动力，钻孔直径一般为56～130 mm，最大不超过400 mm，钻孔深可达800～1000 m；气动冲击回转钻进以高压空气为动力，钻孔直径介于65～228 mm之间，最大可达到762 mm。施工中应先慢速钻进，使钻头切入土层后改用中速转进，可加快钻进速度且钻具提升阻力小。

2.2 砂层

该地层的钻探工艺与砂粒粒径有很大关系，且受地下水影响较大。螺旋钻进适合砂土中粘粒含量较高且砂粒主要为粉细砂的地质环境，如果需深孔钻进，可在施工后期换用小直径螺旋钻。粉细砂杂粘性土情况下，应降低钻速，减小钻进压力，泵量调整至适中。回次终了前，应以泥浆清洗钻孔，将孔内悬浮的粉细砂带入泥浆池后方可停泵，减小沉砂卡钻事故发生的几率，停泵后干钻0.3～0.5 m，确保岩心不脱落。对于中粗砂、砾沙以及地下水位以下的沙土，一般采用品字形硬质合金钻头，低转速，灌浆泵吸反循环钻进，过程中需不断浮动钻具，慢提快放，形成空底反循环。因钻头外径略大于岩芯管，所以能很好地约束岩芯管，确保岩芯的原始结构。没回次终了前，以泥浆清洗钻孔，去除空中悬浮粗、砾沙，防止沉砂卡钻。最后停泵干钻0.2～0.3 m，停止浮动钻具精细干烧，防止钻孔周壁坍塌造成废孔，并带出岩芯样品。

2.3 卵石层

在卵石层进行钻探时，其工艺受到的影响较多，所以在不同的地层条件下需要采用不同的钻探工艺来进行勘探工作。对于较薄地层情况下，可以利用泥浆护壁回转方法进行钻进，而当遇到较厚地层时，在粘性土含量较低的情况下，则可以利用跟管进行钻进，确保进尺的连续性和顺利性。利用回转钻时时则适用于地层密实度较高的情况，这样可以有有效的起到保护孔壁坍塌的发生。为了确保孔壁能够得到有效的保护，必要时也可以采用投入粘土球的方法进行钻进。而一时有塌孔现象发生时，则需要采取必要的措施，往往是通过加大泥浆浓度，或是在钻到一定深度后拔出钻具放入跟管的方法来继续进行钻进，而且在对钻进的速度进行有效的控制。利用反丝套管来避免出现丝扣脱滑现象的发生。另外在砂层和卵石层钻进时，则需要采用高质量的泥浆进行钻进，有效的起到保护孔壁的作用。

3 结语

我国地域辽阔，地质条件变化多端，这对岩土工程勘察工作带来了较大的难度。但在当前科学技术快速发展的情况下，我国岩土工程勘察工作取得了较快的发展，钻探工艺得以相继研发出来，在各种复杂的地质环境下都能有相适应的钻工艺。但在具体钻探工作中，由于地质复杂性，所以需要根据现场的实际情况来，来确定钻探技术方案，单独的一种钻探方法或是数据标准是无法满足复杂地质条件钻探需求的，通过灵活选择钻探方法及收集场地内的地层资料信息，对钻探技术方案进行不断的修改，确保实现科学勘探的目的。

参考文献

[1] 颜建平.关于岩土工程勘察实际工作问题的研究[J].化学工程与装备，2010（9）：149-150.

[2] 杨应平，张明文，肖述刚.岩土工程勘察中的注意事项[J].中华建设，2007（12）：68-69.

[3] 罗国屏.岩土工程勘察中的钻探新工艺[J].工程勘察，1997（3）.

作者：施小春