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工程勘察钻探技术发展现状探讨

温继伟,  刘星宏,  白坤晓,  张营旭,  项天,  胡萍

文章导航 > 岩土工程技术  > 2023 >  37(5): 505-517
温继伟, 刘星宏, 白坤晓, 张营旭, 项天, 胡萍. 工程勘察钻探技术发展现状探讨[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(5): 505-517. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.001
引用本文: 温继伟, 刘星宏, 白坤晓, 张营旭, 项天, 胡萍. 工程勘察钻探技术发展现状探讨[J]. 岩土工程技术, 2023, 37(5): 505-517. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.001
shu
Wen Jiwei, Liu Xinghong, Bai Kunxiao, Zhang Yingxu, Xiang Tian, Hu Ping. Discussion on the Development of Drilling Techniques for Engineering Investigation[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(5): 505-517. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.001
Citation: Wen Jiwei, Liu Xinghong, Bai Kunxiao, Zhang Yingxu, Xiang Tian, Hu Ping. Discussion on the Development of Drilling Techniques for Engineering Investigation[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2023, 37(5): 505-517. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.001
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工程勘察钻探技术发展现状探讨

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2023.05.001
  • 1.

    石家庄铁道大学土木工程学院，河北石家庄　050043

  • 2.

    成都理工大学环境与土木工程学院，四川成都　610059

  • 3.

    北京市工程地质研究所，北京　100048

  • 4.

    中铁二院工程集团有限责任公司，四川成都　610031

基金项目: 国家自然科学基金项目（42172348）；省级大学生创新创业训练计划项目（S202110616015）
详细信息
    作者简介:

    温继伟，男，1988年生，汉族，河北张家口人，博士，副教授，硕士生导师，主要从事地质工程（岩土钻掘工艺及机具）、非开挖技术、隧道及地下工程等方面的教学与科研工作。E-mail：wenjiwei@stdu.edu.cn

  • 中图分类号: TU 195

Discussion on the Development of Drilling Techniques for Engineering Investigation

  • 1.

    School of Civil Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, Hebei, China

  • 2.

    College of Environment and Civil Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, Sichuan, China

  • 3.

    Beijing Institute of Geo-Engineering, Beijing100048, China

  • 4.

    China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu 610031, Sichuan, China

    摘要
  • 摘要: 系统总结了应用于工程勘察领域的各项钻探技术，包括取土器及取心钻具、原位测试技术、高效钻探取心（样）技术及联合勘察技术等，对其特点进行梳理并作对比分析，对其存在的问题提出解决建议。建议进一步优化钻探工艺，并使与之配套的钻具实现模块化、智能化研发升级，促进不同类型钻探技术的交叉融合，以及钻探技术与物探、遥感等多学科技术的联合应用，为工程勘察工作的进一步高效开展奠定基础。

     

    Abstract: The drilling techniques involved in engineering investigation were systematically summarized, including soil sampler and coring drill, in-situ testing techniques, high-efficient drilling coring (sampling) techniques and joint investigation techniques, and their characteristics were combed, compared and analyzed. Suggestions were put forward to solve the existing problems. It is recommended to further optimize the drilling process and upgrade the modular and intelligent research and development of the matching drilling tools, promote the cross integration of different types of drilling technologies, as well as the joint application of drilling technology with multidisciplinary technologies such as geophysical exploration and remote sensing. It can lay a foundation for the high-efficient development of subsequent engineering investigation.

     

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  • 图  1  厚壁取土器结构示意图[4]

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    图  2  敞口薄壁取土器结构示意图[5]

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    图  3  固定活塞薄壁取土器结构示意图[6]

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    图  4  半合式单动双管取心钻具结构示意图[9]

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    图  5  活塞式单动双管取心钻具结构剖视示意图[10]

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    图  6  隔水式单动双管取心钻具结构示意图[11]

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    图  7  双动双管取心钻具结构示意图[12]

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    图  8  喷射式局部反循环钻具结构原理图[13]

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    图  9  泵吸式局部反循环取心钻具结构示意图[14]

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    图  10  密闭取心钻具结构示意图[15]

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    图  11  CPTU原位测试设备[21]

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    图  12  电阻率CPTU探头结构示意图[22]

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    图  13  CPTU内部结构示意图[19]

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    图  14  摩擦型热传导CPTU[24]

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    图  15  T型、球型与板型全流触探贯入仪实物[25,26]

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    图  16  DPT设备及作业场景[28]

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    图  17  法国梅纳G型自钻式旁压仪实物及示意图[35]

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    图  18  扁铲实物及其结构示意图[37,38]

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    图  19  配备DPM的液压旋挖钻机作业场景[39]

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    图  20  安装在液压回转钻机上的DPM监测仪结构示意图[40]

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    图  21  反循环取心（样）原理示意图[44]

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    图  22  双壁钻杆结构示意图[45]

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    图  23  送水器结构示意图[44]

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    图  24  空气反循环钻探原理示意图[48,49]

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    图  25  YSL-500RC型反循环钻机[50]

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    图  26  绳索取心钻具实物图

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    图  27  绳索取心钻具结构组成示意图[53]

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    图  28  水平定向钻机设备构成示意图[61]

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    图  29  千米级水平钻机总体结构示意图[62]

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    图  30  定向仪输送固定机构[63]

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    图  31  Geoprobe 7822DT型直推式钻机及结构图[67,68]

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    图  32  直推钻具取样效果[59]

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    表  1  厚壁取土器基本参数[4]

    面积比
    /%    		内间隙比
    /%    		外间隙比
    /%    		刃角
    /（°）    		衬管长度
    /mm    		废土管长度
    /mm
    13~200.5~1.50~25~10150, 200, 300≥200
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    表  2  敞口薄壁取土器基本参数[5]

    规格取样管内径/mm取样管长度/mm面积比/%内间隙比/%刃口刃角/
    （°）    		排浆面积比/%废土筒长度/mm
    TB7575300, 500, 1000≤100~1.07~107.5~25≥200
    TB100100
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    表  3  固定活塞薄壁取土器基本参数[6]

    型号面积比/%内间隙比
    /%    		取样管长度/mm刃角/（°）
    TG75≤100700,
    1000    		5~10
    TG10010~130.5~1.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-25
  • 修回日期:  2022-12-29
  • 录用日期:  2023-05-06
  • 网络出版日期:  2023-10-16
  • 刊出日期:  2023-10-16

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