地质钻探技术在铁路隧道工程的应用

地质钻探技术在铁路隧道工程的应用摘要：在铁路隧道工程施工中，作为隐蔽项目，在实际施工中如果不够明确地质情况，遇到不良地质引发塌方等灾害，导致施工单位承担巨大的经济损失，因此在铁路隧道工程中需要利用地质钻探技术，帮助施工单位了解工程地质情况，提出针对性的防护对策，因此保障铁路隧道工程质量。地质钻探技术属于一种新型技术，并且在很多领域中广泛利用，本文分析了地质钻探技术在地铁隧道工程中的应用，分析了受控定向钻进技术和反循环钻进技术的实际应用情况，保障技术应用情况。关键词：地质钻探技术；铁路隧道工程；应用措施1地质钻探技术的特点分析开展铁路隧道工程前，施工单位要对施工区域实际情况进行有效调查，根据工程施工特点明确具体的施工位置，同时需要为地质钻探技术应用做好准备工作。在地质钻探时，需要完成地质探测目标，根据工程施工实际情况，科学、合理规划工程线，开展有效的地质钻探的施工作业式。由于铁路隧道工程特殊要求不多，在实际控制阶段，可充分运用钻探法，在特殊地段钻探阶段，需要根据钻探目标合理改善调整工作计划。此外需要结合铁路隧道工程特征，合理选择钻孔工具，需要针对岩石情况和图纸条件，开展地质钻探工作[1]。2铁路隧道工程中地质钻探技术存在的问题第9页共9页 当前我国勘察市场缺乏科学化管理，并且逐渐减少投资量，在工程地质钻探过程中主要是利用勘察资料完成相关工作，因此铁路隧道工程比较特殊，一些机构为了获取较多的经济效益，因此增加了弄虚作假的问题，影响到勘察市场的秩序，无法获取预期工作目标。我国不断扩大铁路隧道工程规模，同时不断提高投资力度，虽然具有国家政策支持，但是我国地质勘察地质钻探技术工程水平仍旧较低。对比国外的勘察机构，我国地质勘察队伍存在饱和问题，国家并未终端地质勘察工程的资金链，同时发布相应的政策。但是在实际勘探工作中，勘察队伍不符合国家发展需要，在地质钻探技术和研发工作中也面临相似问题，在一定程度上限制我国地质钻探工作发展[2]。3地质钻探技术的具体分析3.1绳索取芯技术该技术在运用时，不用反复操作，将岩心取出，如果工具有堵塞可以落实打探的工作，学入其中取出岩心就可以有效完成工作任务。绳索取芯钻探技术操作难度比较低，可以提高整体钻探效率，使整体工作效率水平不断提升。当前在铁路隧道工程中广泛利用绳索取芯技术，因为这项技术具有较低的钻探深度，可以获取完整的岩心。此外具有较高的钻孔效率，可以有效缩短操作时间，促使工作人员投入更多的精力处理意外事故，延长钻头整体使用寿命。此外可以降低工作人员的劳动成本，因此在未来将会进一步拓展这项技术的应用范围。3.2液动潜孔锤第9页共9页 使用该技术需要加入冲洗液有效运行，有力推进钻探工作，通过反复运动，向钻头传递一定的作用动力，完成工作目标。在反复运动过程中产生一定的冲击力，并有效掌握工作的节奏。当前在复杂地质中更多的利用液动潜孔锤钻探技术，在使用之前工作人员需要全面检查设备，保障设备紧固效果，因此液动潜孔锤钻探工作中震动频率比较大，通过紧固设备，可以提高工作的稳定性，优化整体工作性能。液动潜孔锤钻探技术进一步改进和完善常规钻探技术，可以提高钻探效率和质量，如果岩土层具有较高的硬度，也可以利用液动潜孔锤钻探技术，利用这项技术可以提高整体工作效率，同时可以节省钻探成本。工作人员在利用这项技术可以解决复杂岩层问题。当前不断发展新型钻探技术，也不断扩大液动潜孔垂钻探技，在实际应用阶段也存在不完善之处，例如因此长期用于高强度工作环境当中，很容易损坏钻头，因此工作人员需要加大维护力度，进一步优化钻头工作性能，延长钻头的使用寿命[3]。3.3反循环钻探技术第9页共9页 循环介质直接影响到反循环钻探技术，如果在实际工作中利用水利作用，通过钻头的钻探作用，把岩心取出。该技术数据准确，并且可以在无水环境下，重要使用此技术，但是在实际应用中存在技术方面的限制，需要施工单位根据工程实际情况酌情考虑应用。反循环钻探技术可以根据介质特征分为两种形式，第一种介质是水，第二种介质是空气。利用空气反循环钻探技术，首先需要压缩空气，利用双壁钻杆外管降压缩空气，并且向钻孔底部输送空气，通过空气膨胀箱岩石上传递作用力，最终利用压缩的空气作用力向地表运输岩石碎屑，因此获取岩土样本，并且需要化验岩土样本。水利反循环系统的工作原理和空气钻探具有一致性，二者的不同之处在于水利反循环的介质是泥沙或者谁，因此获取岩心。对比二者，空气反循环的钻探效率比较高，可以降低经济成本和劳动成本，在干旱缺水地区更加适用，利用水循环钻探技术可以获取更加精确的信息，同时可以辅助化验人员明确地质构造信息，减少工作时间，同时可以降低整体劳动成本，但是这种方式耗能比较大。一些地区的地质具有松软的特征，很容易发生坍塌问题，可以利用两种钻探技术[4]。3.4组合钻探工艺当前应用的最为广泛的地质钻探技术为组合钻探工艺，可以综合设备的各种功能，根据不同工具的性能，优化整体工作效果，因此保障地质钻探工作效果。组合钻探工艺具有很强的综合性，通过结合绳索取心和反循环取样技术，提高整体工作效率，降低人工成本，因为组合钻探工艺具有广阔的适用范围，工作人员可以结合工程施工需求，合理选择钻探手段。3.5空气泡沫钻进技术空气泡沫钻主要是混合气体和液体以及发泡剂，因此形成泡沫流体，可以用来冲洗介质。在工程勘探工作中遇到空巷等底层，利用传统钻进技术无法获取准确的资料，甚至会引发工程事故。利用空气泡沫钻进技术可以避免发生钻孔漏失问题，使地质钻探效率因此提高[5]。3.6其它新材料技术第9页共9页 除去上述的地质钻探技术，当前在铁路隧道工程中开始利用一些新型材料，例如在干旱地区可以利用节水钻探技术，在研究钻头的过程中，利用超声波技术制作出金刚石钻头，根据这些地质钻探技术的特性，在不同的地质环境中利用，工作人员需要经过实地考察合理选择地质钻探技术，有效节省钻探成本，同时进一步提高地质钻探工作效率。3.7在地质勘查中全面应用钻探技术地质钻探技术在地质勘察工作中广泛利用，在各个地质勘察阶段都可以利用，因为不同的地质钻探技术具有不同的优缺点，在实际应用阶段需要综合考虑自然因素和人为因素，把握钻进深度和钻孔目的，合理选择钻进方法。在选择地质钻探技术的过程中，工作人员需要根据不同的情况合理选择钻探方式，高效获取岩心。在勘察地下水文的过程中，工作人员需要结合钻孔结构含水层的要求，在土层钻探过程中，主要是利用干钻，同时需要尽量缩短钻探工作路程。因为我国地质钻探工作已经发展一段时间，因此已经形成了完整的技术体系，勘察人员在勘察阶段，需要严格遵守工作规定，掌握各种专业知识，严格遵守具体的操作流程，顺利开展勘察工作。此外需要根据铁路隧道工程的需要，制定出科学的规定，在地质勘察过程中，钻探人员需要合理选择取土方式和钻土类型，使钻探工作效率进一步提高。4钻探技术设备的应用方法4.1击入法第9页共9页 在各种地质条件中都可以利用击入法，在取料阶段，工作人员需要利用轻锤多次冲击钻孔外侧，此外也可以可利用重锤少量冲击钻孔内部，在硬质土层中击入法应用效果比较好，结合可靠性数据，利用孔内重锤法，可以提高整体工作效率，优化工作效果[6]。4.2压入法针对软土地质，在取样阶段需要利用压入法，在实际工作中利用连续性压入法，因此获取土层样品，工作人员需要利用专业的按压装置按压提取目标土层，如果土层比较复杂，可以利用断续压入法，在工作过程中不会扰动土层，为后续工作奠定基础。5铁路隧道工程地质钻探技术未来发展趋势5.1技术的未来发展使用地质钻探，其范式和模式具有单一性的特点，所以在应用时有明显的问题。我们国家不断开拓地质的钻探技术，在地质钻探过程中，要充分运用智能化的设备，开展深入的工作研究工作。所以在开展钻探方式，需要对新技术加以研究、分析，在实际工作过程中，充分运用各技术设备开展工作。5.2设备的未来发展第9页共9页 当前，我们国家的地质钻探技术在不断发展，铁路隧道工程不断发展，利用传统的地质钻探设备很难满足工程要求，未来满足工程施工要求，需要加大力度研究地质钻探设备。由于设备非常多元化，在设计中如果一味只用单一的设备，可能会造成工序复杂、操作机械等问题，所以在实际工程开展情况下，需要使用具有多功能的设备进行工作[7]。在地质钻探过程中，为了提高岩心采取率，工作人员需要合理选择钻心和取芯工具。在地质钻探工作过程中，工作人员可以选用金刚石钻头，金刚石钻头主要包括高温烧结和低温电镀两种类型，电镀金刚石钻头具有良好的性能，严格根据标准选择电镀钻头，使地质钻探的岩心采取率因此提高。5.3地质钻探工艺发展在在地质钻探过程中，钻探工艺直接影响到岩心采取率，因此工作人员需要合理选择钻探工艺。在砂层钻井过程中，需要设置泥浆护壁，利用阶梯式肋骨硬质合金钻头，实现循环式钻进过程，在砾砂中选用方柱状的硬质合金钻头。在钻进破碎石阶段，工作人员可以利用双管钻具，循环开展双管钻工作，使岩心采取率因此提高，顺利开展地质钻探工作[8]。5.4发展建议第9页共9页 科学技术不断发展，也进一步发展了我国地质钻探技术，但是我国钻探设备还不够先进，需要进一步提高自动化程度，影响到地质钻探工作效率。此外在地质钻探过程中，因为缺乏完善的管理制度，需求高素质技术人员，影响到该行业的发展。为有效提高我们国家地质钻探技术的水平，一是需进一步发展我国地质钻探技术，加强研究钻探设备，积极学习和引进国外先进技术，使我国地质钻探设备的自动化水平因此提高。另一方面在开展地质钻探工作的过程中，需要提高操作人员的安全意识，完善各项工作制度以及有关工作。在开展相关工作时结合人员的专业特点，有效提升地质钻探的工作质量。在开展地质钻探工作时，需要利用各种新方法和新技术，因此研发新技术和新方法需要经历较长的时间，因此为了更好的利用新技术，需要加大力度宣传新技术和新方法，落实现场演示工作，有效应用新技术，进一步发展我国的地质钻探技术。6结束语本文分析了地质钻探技术在铁路隧道工程中的应用，为了发挥出地质钻探技术的作用，在实际工作中，需要加强创新和优化，优化地质钻探技术应用效果，同时可以提高钻探效率，为铁路隧道工程施工奠定基础。参考文献[1]赵起超.复杂地质条件下巷道过断层关键技术研究及应用[J].能源与节能,2020(07):174-175.[2]范庆凯.矿井水文地质工程钻探现状与发展方向研究[J].冶金管理,2020(13):87-88.[3]余天富.论地质工程勘察中钻探技术的方法及其应用分析[J].中国金属通报,2020(04):199-200.[4]张统得,蒋炳,严君凤.地质钻探废弃冲洗液污染特性及脱稳技术研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2020,47(04):134-139.[5]吴洪彬.地质勘查和深部地质钻探找矿技术的应用研究[J].冶金管理,2020(03):154+156.[6]刘璐.浅析安全生产管理在地质钻探工艺技术中的应用[J].世界有色金属,2019(17):119+121.第9页共9页 [7]毛德全.地质钻探工艺技术中的安全与生产管理研究[J].智能城市,2019,5(19):104-105.[8]郑玉桥,夏东,李斌,翁少海,李永强.地质岩心钻探技术在资源勘查中的应用现状及发展趋势[J].世界有色金属,2019(08):260+264.作者:岳资州单位:甘肃铁道综合工程勘察院有限公司第9页共9页