牛乾坤

【摘要】近幾年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，我國(guó)的地質(zhì)勘察工程中發(fā)生了日新月異的變化，勘察的領(lǐng)域以及能力都得到了進(jìn)一步的提升，而這主要依賴的就是輕便鉆機(jī)在地質(zhì)勘察工程中的有效運(yùn)用，輕便鉆機(jī)可以在各種不同地質(zhì)地理情況以及施工條件下進(jìn)行施工，保證了地質(zhì)勘察工作高效穩(wěn)步的進(jìn)行。針對(duì)這個(gè)問題，本文對(duì)地質(zhì)勘察工程的概念和特點(diǎn)進(jìn)行了初步的分析，并就輕便鉆機(jī)本身的功能特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求和改進(jìn)措施進(jìn)行了深入的研究，最終深入探討了輕便鉆機(jī)在地質(zhì)勘察工程中的有效運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】輕便鉆機(jī)；地質(zhì)勘察工程；功能特點(diǎn)；設(shè)計(jì)要求；改進(jìn)措施；應(yīng)用

一、地質(zhì)勘察工程的概念及特點(diǎn)

（一）地質(zhì)勘察工程的概念

我們通常所說的地質(zhì)勘察工程實(shí)際上是指充分的運(yùn)用調(diào)查、測(cè)繪、試驗(yàn)以及勘探等措施對(duì)一項(xiàng)工程進(jìn)行深入的調(diào)查和分析，進(jìn)而對(duì)該工程的水體、土質(zhì)、巖體的分布規(guī)律以及各種力學(xué)參數(shù)進(jìn)行充分的掌握，然后相關(guān)的工作人員會(huì)根據(jù)所獲得數(shù)據(jù)參數(shù)對(duì)工程所在地的穩(wěn)定性以及建筑的適應(yīng)性進(jìn)行科學(xué)的分析、檢測(cè)和規(guī)劃，最終制定合理的工程設(shè)計(jì)以及施工建議等。在地質(zhì)勘察工程中，鉆探技術(shù)占據(jù)著舉足輕重的地位。鉆探技術(shù)在地質(zhì)勘察工程中的有效運(yùn)用可以進(jìn)一步的保證地質(zhì)勘察工作的準(zhǔn)確性，并且還可以輔助采集巖石樣品。因此，在地質(zhì)勘察工程中如果不能正確合理的運(yùn)用鉆探技術(shù)就會(huì)導(dǎo)致獲得的各種力學(xué)參數(shù)不夠精確，從而也會(huì)給地層結(jié)構(gòu)的分析帶來很大的阻礙，最終會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)工程的質(zhì)量。

（二）地質(zhì)勘察工程的特點(diǎn)

具體的說，地質(zhì)勘察工程相對(duì)于其他的工程而言主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，在進(jìn)行地質(zhì)勘察工作的鉆孔工作時(shí)，必須綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、工程項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)以及施工場(chǎng)地的各種因素，保證鉆孔工作的合理性。第二，通常情況下，地質(zhì)勘察工程中鉆孔的深度都不應(yīng)該超過100米，在鉆孔的過程中一般應(yīng)該遵循鉆孔方法最簡(jiǎn)單、鉆探設(shè)備結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單輕便的原則。第三，地質(zhì)勘察工程中的鉆孔具有多個(gè)功能，一個(gè)鉆孔既可以用作水文地質(zhì)等的調(diào)查，同時(shí)也可以用來進(jìn)行工程場(chǎng)地的取樣調(diào)查和觀測(cè)。第四，地質(zhì)勘察工程中的鉆孔結(jié)構(gòu)相對(duì)來說其觀測(cè)和編錄以及鉆進(jìn)方法都比較特殊，所以地質(zhì)勘察工程中的鉆孔技術(shù)相對(duì)來說要求也比較高。

二、輕便鉆機(jī)的功能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求和改進(jìn)措施

（一）輕便鉆機(jī)的功能特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

輕便鉆機(jī)相對(duì)于其他類型的鉆機(jī)來說，其功能特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：輕便鉆機(jī)的重量比較輕、結(jié)構(gòu)相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單、易操作、體積小、實(shí)用性比較強(qiáng)；維護(hù)比較方便，可以有效的降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；在使用的過程中容易架設(shè)，搬運(yùn)維修相對(duì)來說比較方便；鉆進(jìn)速度相對(duì)于其他的鉆機(jī)來講比較快，工作效率更高；輕便鉆機(jī)的工作安全性更高，工作性能穩(wěn)定可靠。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：輕便鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，方便在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行布局，在一些先進(jìn)的輕便鉆機(jī)中，主要是由動(dòng)力頭、回轉(zhuǎn)泵、導(dǎo)軌、底座以及給進(jìn)泵站五個(gè)部分組成，在設(shè)計(jì)的過程導(dǎo)軌與支撐桿和底座之間主要采用插銷用來固定和連接，從而保證拆卸的方便；輕便鉆機(jī)中用來控制回轉(zhuǎn)以及給進(jìn)的兩個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)是分別進(jìn)行裝配的，這樣可以有效的降低單個(gè)鉆機(jī)的重量，進(jìn)一步的提升移動(dòng)鉆機(jī)時(shí)的機(jī)動(dòng)性；輕便鉆機(jī)一般是采用汽油機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；輕便鉆機(jī)動(dòng)力頭的轉(zhuǎn)速可以改變；輕便鉆機(jī)的給進(jìn)泵站和回轉(zhuǎn)泵站可以安裝在底座上，不僅可以提高整個(gè)鉆機(jī)的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以方便進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布置。

（二）輕便鉆機(jī)的設(shè)計(jì)要求

在進(jìn)行輕便鉆機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)，我們主要遵循以下幾個(gè)要求：第一，輕便鉆機(jī)的重量應(yīng)該盡可能的低、解體性強(qiáng)，保證輕便鉆機(jī)可以在不同的施工環(huán)境中進(jìn)行搬運(yùn)和安裝。第二，輕便鉆機(jī)的工作效率應(yīng)該高，能夠適應(yīng)各種不同的地層。第三，輕便鉆機(jī)應(yīng)該具備多種鉆進(jìn)工藝功能，一般來講，輕便鉆機(jī)必須具備螺旋鉆進(jìn)、泥漿正循環(huán)鉆進(jìn)以及氣動(dòng)潛孔錘鉆進(jìn)等鉆進(jìn)工藝。第四，輕便鉆機(jī)應(yīng)該具備一定程度的自動(dòng)化全液壓控制，這樣不僅可以有效的提高工作效率，并且還可以降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（三）輕便鉆機(jī)的改進(jìn)措施

輕便鉆機(jī)本身的局限性以及設(shè)計(jì)要求決定了輕便鉆機(jī)某些方面的功能還不能緊跟其他大型的鉆探設(shè)備，所以為了進(jìn)一步的提高輕便鉆機(jī)在地質(zhì)勘察工程中的應(yīng)用，我們要對(duì)輕便鉆機(jī)進(jìn)行更進(jìn)一步的改進(jìn)?？傮w來說，我們對(duì)輕便鉆機(jī)的改進(jìn)主要體現(xiàn)在壓力泵、鉆桿以及轉(zhuǎn)盤三個(gè)方面。首先，對(duì)于輕便鉆機(jī)中的壓力泵來說，為了提高其密封性和便于拆卸和維修，我們可以選擇在其連接的部位利用橡膠件進(jìn)行固定，從而進(jìn)一步的提高工作效率。而輕便鉆機(jī)的鉆桿的改進(jìn)則是盡量的降低其自身的重量，有效的防止輕便鉆機(jī)工作過程中出現(xiàn)鉆頭堵死的現(xiàn)象。最后，對(duì)于輕便鉆機(jī)的轉(zhuǎn)盤的改進(jìn)，我們可以增大轉(zhuǎn)盤的外徑、減小轉(zhuǎn)盤的內(nèi)徑，同時(shí)還可以對(duì)上下端的螺栓采用橡膠件進(jìn)行密封，這樣不僅可以有效的減輕轉(zhuǎn)盤的重量，并且還可以提高轉(zhuǎn)盤的密封性能。

三、輕便鉆機(jī)在地質(zhì)勘察工程中的應(yīng)用

在我國(guó)現(xiàn)階段中，輕便鉆機(jī)在地質(zhì)勘察工程中應(yīng)用的越來越廣泛，它可以在不同地質(zhì)環(huán)境、不同施工條件的環(huán)境下進(jìn)行正常工作，保證了地質(zhì)勘察工作高效穩(wěn)步的開展。比如說在我國(guó)西部山區(qū)的地質(zhì)勘察工作中，由于巖石覆蓋層比較后，所以進(jìn)一步加大了地質(zhì)勘察的難度，在這種情況下，輕型XY-2型鉆機(jī)在本地區(qū)地質(zhì)勘察中的有效運(yùn)用成功的解決了這一難題，最終獲取的巖芯。

在對(duì)該地區(qū)的勘察工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，主要選用了輕型XY-2型立軸式巖芯鉆機(jī)，在鉆進(jìn)的過程中利用硬質(zhì)合金和金剛頭分別進(jìn)行施工。與此同時(shí)，在確定鉆探工藝時(shí)，由于當(dāng)?shù)厣蠈拥耐临|(zhì)比較疏松，所以在對(duì)下層的堅(jiān)硬巖石進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)就會(huì)容易出現(xiàn)鉆孔粘鉆、縮孔、塌孔等現(xiàn)象的產(chǎn)生，為了有效的解決這一問題，我們主要采用了以下的鉆探工藝：

第一，對(duì)0～40米區(qū)域淺層部位的鉆進(jìn)：這一過程主要利用柱狀的硬質(zhì)合金鉆頭，鉆進(jìn)的過程采用干鉆法。如果在鉆進(jìn)的過程中出現(xiàn)孔壁不穩(wěn)定的情況應(yīng)該及時(shí)的采用套管和泥漿護(hù)壁相結(jié)合的方法進(jìn)行鉆進(jìn)，其壓力一般為3～4kN，轉(zhuǎn)速一般控制在200～500r/min之間。

第二，對(duì)40～70米的中層部位進(jìn)行鉆進(jìn)：這一過程同樣可以采用柱狀硬質(zhì)合金鉆頭，但是在取芯的過程中應(yīng)該采用半合管取芯，對(duì)于鉆壁的防護(hù)可以采用超低固相泥漿進(jìn)行保護(hù)。鉆進(jìn)時(shí)壓力一般為5～7kN，轉(zhuǎn)速一般控制在150～200r/min之間。

第三，對(duì)70～230米的深層部位進(jìn)行鉆進(jìn)：這一過程選用金剛鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，取芯時(shí)利用繩索進(jìn)行取芯，對(duì)于鉆壁的防護(hù)可以采用SM-KHm超低固相泥漿進(jìn)行保護(hù)。鉆進(jìn)時(shí)的壓力一般為8～12kN，轉(zhuǎn)速一般控制在180～320r/min。

當(dāng)輕便鉆機(jī)在地質(zhì)勘察工程中應(yīng)用時(shí)，鉆孔的護(hù)壁工作是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于鉆孔的護(hù)壁我們可以采用泥漿、SM植物膠以及PHP系列護(hù)壁技術(shù)等進(jìn)行護(hù)壁。這三種方法相比較來說SM植物膠對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞比較嚴(yán)重，PHP系列護(hù)壁技術(shù)不適用于滲透性比較強(qiáng)的地區(qū)。所以經(jīng)過綜合的考慮之后，我們采用經(jīng)SM植物膠和KHm配置實(shí)驗(yàn)后的SM-KHm超低固相泥漿進(jìn)行鉆孔的護(hù)壁。最后，由于地層條件比較復(fù)雜，所以在鉆進(jìn)的過程中應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的情況及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)的深度，保證鉆孔能夠符合實(shí)際的需求。

四、 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，輕便鉆機(jī)相對(duì)于其他類型的鉆機(jī)來講在地質(zhì)勘察工程中有著更加明顯的優(yōu)勢(shì)，所以這也就決定了輕便鉆進(jìn)在地質(zhì)勘察工程中應(yīng)用的越來越廣泛，雖然輕便鉆機(jī)在實(shí)際的運(yùn)用過程中仍然存在一些不足，但這些問題在未來的發(fā)展過程中都會(huì)得到有效的解決，我們可以預(yù)見的是未來地質(zhì)勘察工程中，輕便鉆機(jī)將會(huì)成為一件必不可少的重要設(shè)備。

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