地質(zhì)勘查是地質(zhì)勘查工作的簡稱。廣義地說,一般可理
解為地質(zhì)工作的同義詞,是根據(jù)經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,對一定地區(qū)內(nèi)的巖石、地層構(gòu)造、礦產(chǎn)、地下水、地貌等地質(zhì)情況進行重點有所不同的調(diào)查研究工作。按不同的目的,有不同的地質(zhì)勘查工作之分。
巖土工程勘察,應(yīng)在滿足規(guī)范、規(guī)程要求的前提下,用經(jīng)濟的勘察手段和工作量實現(xiàn)勘察目的和任務(wù)。因為完成相同的任務(wù),所用成本的多少,可從一定程度上說明技術(shù)水平的高低。針對當前巖土工程勘察現(xiàn)狀,勘察成本在一定條件下還是可以節(jié)約的。如:對“樁基礎(chǔ)一般性孔,深入到樁端以下3~5 倍樁徑,且不小于3m,對大直徑樁不小于5m”這一要求,如勘察方案布置的一般性孔為50m,根據(jù)控制性孔資料,40m 處分布有良好的樁端持力層且能滿足樁基設(shè)計要求,項目負責(zé)人現(xiàn)場可將50m 的一般性勘探孔調(diào)整為45m(當然按權(quán)限該上報審批的進行上報審批),這樣就可節(jié)約不少工作量,從而達到經(jīng)濟的效果。再有土工試驗項目的選取,也是一條實現(xiàn)經(jīng)濟勘察的重要途徑。
地質(zhì)勘查還包括各種比例尺的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、海洋地質(zhì)調(diào)查、地?zé)嵴{(diào)查與地?zé)崽锟碧?、地震地質(zhì)調(diào)查和環(huán)境地質(zhì)調(diào)查等。地質(zhì)勘查必須以地質(zhì)觀察研究為基礎(chǔ),根據(jù)任務(wù)要求,本著以較短的時間和較少的工作量,獲得較多、較好地質(zhì)成果的原則,選用必要的技術(shù)手段或方法,如測繪、地球物理勘探、地球化學(xué)探礦、鉆探、坑探、采樣測試、地質(zhì)遙感等等。這些方法或手段的使用或施工過程,也屬于地質(zhì)勘查的范圍。狹義地說,在中國實際地質(zhì)工作中,還把地質(zhì)勘查工作劃分為5個階段,即區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、普查、詳查、勘探和開發(fā)勘探。
小口徑(金剛石鉆頭)鉆進
近年來,中國在工程地質(zhì)勘探中逐漸推廣小口徑的金剛石鉆進。這種鉆進有很多優(yōu)點:能鉆進極硬的巖石,使用壽命長,鉆進效率高,巖心采取率高,且?guī)r心完整度好;孔徑均勻,孔壁光滑,鉆彎曲度??;鉆進時平穩(wěn),設(shè)備的磨損小,能量消耗少;重量輕,搬運方便等。金剛石鉆具主要包括金剛石鉆頭、金剛石擴也器、巖心卡簧及金剛石鉆進用巖心管。金剛石鉆頭生產(chǎn)有直徑76、66、46、36MM等幾種規(guī)格,較一般的鉆頭要小得多,故稱之為“小口徑”。這種鉆頭是將金剛石顆粒鑲嵌在鉆頭唇部,利用金剛石的硬度磨削巖石鉆入地層。金剛石鉆進一般均使用雙層巖心管。從小泵送來的沖洗液,經(jīng)內(nèi)、外管之間的間隙而到達孔底,可減少對巖心的沖刷影響。 采用小口徑(金剛石鉆頭)鉆進,在操作上必須注意的是:在任何情況下都不允許無水鉆進否則發(fā)生高熱會燒毀金剛石,用過鋼粒鉆進的孔,不能再下入金剛石鉆頭,因孔底遺留鋼粒,在沖擊振動時會使金剛石損壞;若鑲嵌的金剛石顆粒掉落孔底,應(yīng)即打撈,否則會使整個金剛石鉆頭遭到損壞;鉆進中若迂軟弱夾層及裂隙發(fā)育的地層,應(yīng)特別注意降低壓力及轉(zhuǎn)速。由于在礫石層、礫巖及硬脆破碎地層中鉆進時,沖擊振動很大,對金剛石的包鑲金屬磨耗很快,故一般不采用金剛石鉆進。 金剛石鉆進雖有很多優(yōu)點,可是它的孔徑過小,有能作現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗。 六、聲波測井在工程地質(zhì)鉆探中的應(yīng)用墀測井是一種地球物理勘探技術(shù),它的物理基礎(chǔ)是研究與巖石性質(zhì)密切相關(guān)的聲振動沿鉆井的傳播特征。它具有快速,輕便的優(yōu)點。近十余年來在中國外逐漸推廣應(yīng)用,我取得了較好的效果。 聲波測井可充分利用已有的鉆孔,結(jié)合地質(zhì)調(diào)查,了解基巖風(fēng)化殼的厚度、物征,進行分帶,查明深部地層的巖性特征,進行地層劃分,確定軟弱夾層的層位、深度和厚度;尋找?guī)r溶洞穴和斷層破碎帶;研究巖石的某些物理力學(xué)性質(zhì),進行工程巖體分類等。與其它測井方法密切配合,還可憐全部或部分代替巖心鉆探,開展無巖心鉆進??傊?,聲波測井在工程地質(zhì)鉆探中的應(yīng)用是多方面的。 所應(yīng)用的聲波測井方法主要有以下三種:一是根據(jù)墀傳播速度研究地質(zhì)體性質(zhì)的墀速度測井;二是根據(jù)墀振幅的衰減反映巖層性質(zhì)的墀幅度測井;三是利用墀在井壁上的反向我了解井壁結(jié)構(gòu)情況的專長波電視測井。其中應(yīng)用多的是聲速測井。 聲速測井的裝置,為單發(fā)射雙接收型的。兩個接收器R1、R2的距離為L。沿井壁的滑行波到達兩個接收器的時間差為△t,具有 L △t = —— V2 △t表示聲波通過厚度為L的一段巖層所需的時間,習(xí)慣上把它換算為通過一米巖層所需的時間(叫做旅行時間),單位為μs/m。由時差△t即可求出聲波在巖層中的傳播速度V(m/s): V=-106/△t 三峽水利樞紐壩基為前震旦紀的石英閃長巖和閃云斜長花崗巖,經(jīng)大量聲波測并工作后獲得的各風(fēng)化帶縱波速度值列于中。