浅谈工程地质钻探新技术的应用.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 21 日 作者简介:张雷(1992),男,壮族,广西桂平人。-158-浅谈工程地质钻探新技术的应用 张 雷 柳州市勘察测绘研究院有限公司,广西 柳州 545001 摘要:摘要:在随着社会经济的快速发展的背景下,房建类项目中的高层建筑,市政类项目中桥梁、城市轨道等项目日益增多,荷载更大,结构更复杂,岩土工程勘察亦进入一个高速发展的时期,推动行业创新成为下一个行业发展周期的必然选择。而工程地质钻探技术对于岩土工程勘察质量而言,其重要性不言而喻。故此,本文对于出现的钻探新技术就其原理及应用进行介绍,以期提高钻探质量,促进工程勘察行业的发
2、展。关键词:关键词:工程勘察;工程地质钻探;工程物探;采取率 中图分类号:中图分类号:P634 步入 21 世纪以来,我国经济建设迈入高速发展阶段,其中,建筑工程行业更是蓬勃发展,对各专业的要求愈来愈高。对于工程勘察行业而言,钻探技术是勘察成果质量的保证,取芯率是衡量钻探技术的重要指标,对于不同的岩土层,应选取对应的机械和技术进行取芯。对比发达国家,我国的地质钻探技术方面仍处于一个相对落后的水平,为了节省成本,选择落后钻探工艺和钻探设备,常常会出现由于钻探工艺不满足要求的情况。虽然国家在此方面加大了力度投入,但我国地质钻探技术目前依然需要大幅提升。另现阶段各国对于矿产资源的需求愈演愈烈,钻探技
3、术的提升对于国家的经济发展而言必定会产生更为深远的影响。中央、国务院及各部委的领导历来都高度重视和关心勘察设计咨询工作,正是在这种条件下,我国勘察设计咨询从无到有,从小到大,从计划到市场,从没有规范到逐渐规范,从重视经济效益到经济效益、环境效益、社会效益并重,从单一链条到全过程,从学习国外技术到自主创新,从追求速度到注重质量、问责,逐渐创造一个个中国工程。1 液动潜孔锤钻探技术 本质上也是回转钻进技术的一种,系利用冲洗液驱动潜孔锤循环运动,产生冲击能冲击碎岩,进行岩芯提取。与传统的回转钻进相比,液动潜孔锤钻探技术突破了传统的理论,成本降低,工作高效且更为耐用,应用更为广泛。2 反循环钻探技术
4、正循环钻进时冲洗液经泵进入钻具,流经钻头至孔底,再从孔底返出地面,冲洗液返上后再次处理,又进行循环,故而形成循环的钻进过程。反循环钻进与正循环钻进正好相反。正循环钻进时多采用泥浆循环,孔壁稳定;孔深不能过大且钻孔直径偏大时,泥浆循环返上流动速度过低,排渣困难。反循环钻探技术不同于一般的岩石钻探取芯,它的取芯是岩屑,本法可取上质量有保证的样本,钻进施工速度快,场地要求低、成本低并对环境影响较小。3 复杂地质条件下新技术应用能力 利用数值模拟、孔内成像、管波探测等技术手段,构建多源数据与多方法集成的岩土工程分析评价技术体系,高效集成溶洞、破碎带、岩溶裂隙等各类岩土工程的分析方法,针对岩溶地区复杂地
5、质条件,重点解决地下基础埋深、持力层选择、地基承载力、不良地质发育、基坑边坡支护、建筑边坡、挡土墙支护等工程技术难题。4 钻孔数字成像技术应用 钻孔数字成像采用原位拍照的方式对钻孔孔壁进行成像,使人们能直接观测到钻孔的内部结构,通过转换技术对地下岩土层进行统计分析。其成果资料能提供钻孔孔壁精细结构的图形化描述、如实地反映测试范围内连续孔壁原位特征,具有高分辨率、高井壁覆盖率,资料直观、详实、可信。钻孔数字成像可直观、清晰的反映不良地质体的原位的实际性状。岩体中发育的细小裂隙,是影响岩体的强度和稳定的重要因素,通过钻孔成像技术可以识别出 0.3mm 的裂缝;对于岩芯破碎段,可有效区分岩芯破碎的成
6、因是钻进过程中机械扰动破碎或是岩体原生破碎,可准确测量岩体内裂隙的产状以及裂面的光滑程度,充填情况,中国科技期刊数据库 工业 A 准确测量破碎带的厚度,精确计算岩心质量系数 RQD值;可对地层进行精确分层,可识别断层的原生性状(断层角砾、产状、垂直向厚度等);可精确得到泥化夹层、溶洞、破碎带、岩溶裂隙等不良地质体的范围、方位、规模;为岩溶的评价、治理提供准确的依据;同时,该技术可直观观测地下水出露点的位置。5 三维地质模型技术应用 三维地质模型的应用是岩土勘察工程发展的方向,做为新兴技术,通过拟建物在三维模型中的应用,更直观了反映了场地的三维地质信息。根据实际情况,特殊地质段可根据地形地貌、钻
7、孔资料建立三维模型,为拟建项目的边坡开挖、路基回填、基础持力层的选择等提供科学依据。针对所在城市特点,利用互联网、地理信息、BIM等技术,对岩土工程勘察数据的采集、建模、存储、管理、可视化及网络化服务的全过程开展深入的信息化挖掘。综合运用岩土勘察内外业一体化系统、工程地质数据库及地下空间集成管理平台等信息化系统,实现岩溶城市工程勘察成果的集成化高效管理,并建立工程勘察 BIM 模型,重点解决现有工程勘察二维图纸表现形式单一,可视化不够形象等问题。6 3S 技术(RS、GPS 和 GIS)技术应用 3S 技术是指 RS、GIS 及 GIS 的统称。RS 是遥感技术(Remote Sensing)
8、、GIS 是地理信息系统(Geography Information Systems)、GPS 是全球定位系统(Global Positioning Systems。是计算机技术、通讯技术、传感器技术相结合,多学科高度集成的的现代信息技术。利用 3S 技术(RS、GPS 和 GIS 技术),对工程地质条件、地质灾害(滑坡、崩塌等不良地质现象)等进行辅助评价。遥感图像处理:数据获取与准备:遥感图像处理的第一步是获取遥感数据,并进行必要的准备工作。这包括选择合适的遥感传感器、采集项目遥感图像数据,校对数据并进行配准处理等。特征提取:地物特征具有区分性、辨识性,可从图像中对地物特征进行提取,从而进行
9、辨别和分类 常见的分类方法包括最大似然法、支持向量机(SVM)、随机森林等。分类结果可以用于制作土地利用/覆盖分类图、目标检测等。地物提取与定量分析:地物提取是指从遥感图像中提取出感兴趣的地物对象,如建筑物、道路、水体等。定量分析则是对提取出的地物进行数量、面积、形态等方面的定量分析。三维重建与模拟:利用多视角遥感图像可以进行三维重建和模拟,生成真实感的三维地理环境模型。数据融合与集成:数据融合是将多源、多尺度、多空间的遥感数据进行融合,进而提高信息采集和处理的可靠性和精确度。数据集成则是将遥感数据与其他地理信息数据(如地理信息系统数据)进行集成,以实现更全面的空间分析和决策支持。结果评价与应
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