工程地質(zhì)
工程地質(zhì)勘探的方法與應(yīng)用
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-11-09 15:02:24瀏覽次數(shù):1790
利用一定的機(jī)械工具或開挖作業(yè)深入地下了解地質(zhì)情況的工作。在地面露頭較少、巖性變化較大或地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的地方,僅靠地面觀測往往不能弄清地質(zhì)情況,這就需要借助地質(zhì)勘探工程來了解和獲得地下深部的地質(zhì)情況和資料。
鉆探 利用鉆機(jī)向地下鉆孔以采取巖心或進(jìn)行地質(zhì)試驗(yàn)的工作。工程地質(zhì)鉆孔的深度通常僅數(shù)十米到數(shù)百米。鉆孔的孔徑變化較大,一般為36~205mm,有時也采用直徑達(dá)1m的大孔徑鉆孔。工程地質(zhì)勘探中的鉆探方法可分為三大類。
回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 又稱巖心鉆探,指在軸心壓力作用下的鉆頭用回轉(zhuǎn)方式破壞巖石的鉆進(jìn),可取巖心,也可不取巖心?;剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)是鉆進(jìn)巖石的主要方法,為了保持巖心的天然狀態(tài),沖洗液通常采用清水?;剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)可以選用不同材料的鉆頭,常用的有合金鉆頭、鋼粒鉆頭和金剛石鉆頭。前一種鉆頭適用于鉆進(jìn)軟至中等硬度的巖石。后兩種鉆頭適用于鉆進(jìn)堅硬的巖石。為了采取薄層軟弱巖石、夾泥、斷層或破碎巖石的巖心,通常還采用雙層巖心管或三層巖心管以減少鉆進(jìn)中巖心的磨損。為了減少鉆桿升降次數(shù),提高鉆進(jìn)效率,還可采用繩索取心鉆具,在每一回次鉆進(jìn)后,將巖心從鉆桿中提出孔口。
土探孔一般不允許使用帶沖洗液的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),但可采用干鉆。 沖擊鉆進(jìn) 利用鉆具自重反復(fù)對孔底進(jìn)行沖擊而使土層破壞的一種鉆進(jìn)方法。沖擊鉆進(jìn)分人力沖擊和機(jī)械沖擊兩種方式。人力沖擊鉆具如洛陽鏟,一般適用于淺孔和地下水位以上土層鉆進(jìn)。機(jī)械沖擊一般采用機(jī)械提升和向下沖擊,適用于各類土層鉆進(jìn)。在河流沖積的砂礫層中鉆進(jìn)時,為了取得砂礫石樣品,通常采用平閥管鉆沖擊,跟管鉆進(jìn)。
在砂礫石中鉆進(jìn)時,還可用打入法取樣鉆進(jìn)。用直徑150~200mm的厚壁套管制成長約0.5m的半合套管,下端連接帶彈簧的管靴,上端與套管連接。鉆進(jìn)時將套管打入孔底0.4m左右,然后起拔套管,取出砂礫石,再將護(hù)壁管打入。這樣逐次打入,逐次取樣,直至終孔。
沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 將沖擊和回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)相結(jié)合的鉆進(jìn)方法,即鉆頭在孔底回轉(zhuǎn)破碎巖石的同時,施加沖擊荷載。
開挖作業(yè) 為揭露地質(zhì)情況,在地表或地下挖掘的不同類型的坑道工程。主要形式有探坑、探槽、豎井和平洞等。其特點(diǎn)是地質(zhì)人員可直接觀察被揭露出的地質(zhì)現(xiàn)象,采取各種巖土試驗(yàn)樣品和直接進(jìn)行巖土原位試驗(yàn)。 探坑 一種深度和斷面都比較小的淺坑。斷面呈圓形或方形深度一般在1~3m。通常用其揭露被覆蓋的巖體或采集土層和天然建材的試驗(yàn)樣品。
探槽 一種深度不大的長形溝槽。其長度根據(jù)追索的地質(zhì)問題而定。主要用其揭露構(gòu)造線、巖層界線及物理地質(zhì)現(xiàn)象的界線。 平洞 由地表向山體內(nèi)部開掘的水平探洞。平洞一般采用鉆爆法開挖,斷面尺寸為2m×2m,長度一般為數(shù)十米或數(shù)百米,視地質(zhì)情況而定。平洞通常布置在河谷兩岸較陡的斜坡地段,位于河床以下的平洞又稱河底平洞。在平洞中還可以增加各種形式的支洞進(jìn)行大型原位巖石力學(xué)試驗(yàn)。
豎井 從地表向下垂直開挖的圓形或方形探井。直徑常為 2~4m,以滿足出渣、排水、支護(hù)等的要求。在第四紀(jì)沉積層中開挖時,井壁要加以支護(hù)。在裂隙發(fā)育、涌水量較大的巖石中開挖時,有時需先灌漿止水然后開挖。
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