多种勘查方法在地质钻探中的对比应用

马建朋

（广东省交通规划设计研究院股份有限公司，广东 广州 510000）

1 工程概况

广东省地域经历了数次剧烈地壳运动，形成了一系列规模不等、方向不一、性质不同的断裂，总体上来看，断裂规模宏大、平行排列。北西向断裂主要分布于潮汕地区和粤中地区，主要有榕江断裂、西江断裂、黄冈河断裂等。本次研究的场地区受榕江断裂影响，下部基岩较为破碎。场地区覆盖层主要为淤泥、砂层、粉质粘土，下部主要由燕山期花岗岩、花岗斑岩等及其风化层组成。

2 勘查方法

2.1 单管钻进

单管钻进是钻探工作中最为常见的一种工艺，具有操作简单、成本低、效率高等优点，但也具有岩体破碎情况下取芯率低等缺点。

如图1所示，钻孔NTQZK152标高范围-96.5-101.5m范围的岩芯采取率约为15%-20%，取芯率低，未取上来的芯样软硬程度未知，岩性未知，为现场技术人员的工作带来较大的难度，极易造成误判。

图1 钻孔NTQZK152单管芯样

2.2 单动双管钻进

单动双管钻进具有操作复杂，容错率低，效率缓慢，成本高的缺点，但也具有岩体破碎情况下取芯率高的优点。

根据项目需要，为提高岩芯采取率，拟定于单管钻进钻孔约50cm距离范围采用单动双管工艺重新钻探取芯。

如图2所示，钻孔NTQZK152与NTQZK152-1距离0.5m，对应同等深度范围近似相同岩体的岩芯采取率大大增加，可达到95%～100%，取芯率高，便于现场技术判别及资料整理。

图2 钻孔 NTQZK152-1双管芯样

2.3 声波测井

声波测井是一种通过观测弹性波沿钻孔孔壁岩体传播的速度和能量变化情况，进而分析研究孔壁岩体的岩性和结构变化情况，确定地层层位、裂隙、破碎带位置的物探测试手段。

一般说来，岩石的纵波速度与岩石的强度和完整性有关，岩石的强度越高，越均匀、致密和完整，则波速越高。反之，如果岩石的强度低，松散、破碎或存在有裂隙，则波速就低。反过来，如果已知岩体的波速则可以推算岩体的好坏程度。

其具体原理为发射换能器发出高频脉冲信号经耦合介质(水)传至孔壁岩体，产生沿孔壁传播的滑行波，而后回射至两接收换能器，并由地面仪器接收记录波形从而计算出波速及能量变化情况。

表1 钻孔NTQZK152声波测井成果

根据测试结果，声波测井成果与双管钻进揭露的岩体状态基本一致。

2.4 管波

管波是在钻孔及其附近沿钻孔的轴向进行传播的一种特殊弹性波。通过激发装置产生弹性波，根据以钻孔为中心、半径为半波长的圆柱形范围内波速的PSD曲线以及能量曲线变化情况探测岩体软夹层、溶洞等的测试手段。

图3 钻孔NTQZK152-1管波解译

根据解译结果，管波与双管钻进及声波测井成果基本一致。

综合以上成果可以判定，钻孔NTQ152附近标高-96.5～-98.5m范围内为较破碎花岗斑岩，-98.5～-101.5m范围内为较完整花岗斑岩。

3 勘查成果与旋挖岩芯对比

为进一步验证勘查成果，场地区部分桩基采用旋挖桩工艺采取岩芯与勘查成果进行了对比分析。

图4 对应钻孔NTQZK152旋挖岩芯

图5 对应钻孔NTQZK152旋挖岩芯

通过现场对比分析，旋挖岩芯与双管钻进、声波测井及管波成果基本一致。

4 结论

（1）通过项目实例，充分体现了多种勘查手段在勘查工作的有效性和必要性。

（2）随着技术的进步，勘查手段日趋多样化、成熟化，勘查过程中应根据实际情况灵活选用适宜的勘查措施。