【正文】 第一篇：巖土工程緒論緒論 巖土工程勘察綜述巖土工程勘察對于工程建設(shè)意義重大，巖土工程勘察是各類工程建設(shè)必須進(jìn)行的一個重要施工環(huán)節(jié)。所謂巖土工程，一般是指利用工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)等相關(guān)學(xué)科的理論與方法，為研究各類土建工程中涉及巖土體的利用、整治或改造問題而進(jìn)行的系統(tǒng)性工作。主要任務(wù)是在查明工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)整治和施工方案，達(dá)到構(gòu)筑物安全與經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)化。在巖土工程勘察實(shí)施過程中，目前還存在著勘察質(zhì)量不高、勘察綱要編制不全、環(huán)境論證缺乏等問題。因此，要采取有效的巖土工程勘察的方法和措施。還要注意理論與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合、工程勘察與設(shè)計(jì)相溝通、經(jīng)濟(jì)性和規(guī)范規(guī)程學(xué)習(xí)等問題?？v觀歷史，我國巖土工程勘測發(fā)展分為三個階段(1)工程地質(zhì)條件研究和工程地質(zhì)質(zhì)量評價階段這一階段工作內(nèi)容是選擇好的建場地、提供設(shè)計(jì)必需的巖土物理力學(xué)參數(shù)。工作方法是通過勘探、試驗(yàn)工作獲得第一性資料通過類比法進(jìn)行工程地質(zhì)條件評價。（2）第二階段是以巖土體系定性分析為主要特征的工程地質(zhì)問題的預(yù)測，預(yù)報(bào)60年代以后，工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，僅憑工程地質(zhì)條件的定性評價已不能滿足工程建設(shè)的要求，提出了巖土體穩(wěn)定性分析的要求，于是開展了建筑物地基穩(wěn)定性，邊坡穩(wěn)定性，地下洞室穩(wěn)定性和區(qū)域穩(wěn)定性的研究，主要工作方法是確定穩(wěn)定性評價所需要參數(shù)，采用定的分析技術(shù)以預(yù)測巖土體的穩(wěn)定性。（3）防止巖土工程問題，合理利用和保護(hù)巖土工程環(huán)境為主的階段。80年代中期后，隨著改革開放的深入和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，勘察，設(shè)計(jì)和施工分離的狀況愈來愈不適應(yīng)工程建設(shè)的需要，勘測需要建設(shè)場地工程地質(zhì)條件出發(fā)，提供巖土工程評價，巖土工程設(shè)計(jì)方案以及設(shè)計(jì)，施工中應(yīng)注意的問題等方面的建議，進(jìn)而結(jié)合巖土工程治理等方面。 巖土工程勘察的現(xiàn)狀巖土工程勘探有許多方法，如鉆探，靜力觸探，標(biāo)準(zhǔn)貫入，圓錐動力初探，物探等等。 鉆探鉆探是用鉆機(jī)設(shè)備從地表向地下鉆進(jìn)成孔，從而達(dá)到所要任務(wù)的工程施工工程。鉆探所需的儀器設(shè)備 從廣義上說，包括用于鉆井的成套地面設(shè)備、專用的鉆井工具和鉆井儀表。鉆井設(shè)備按功用分旋轉(zhuǎn)、提升、循環(huán)、動力與傳動、控制等系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要設(shè)備是裝在鉆臺井口上的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)動時，通過方鉆桿帶動鉆柱和鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。當(dāng)采用井下動力鉆具帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)盤用來承受反扭矩。提升系統(tǒng)由絞車、井架、天車、游動滑車、大鉤、鋼絲繩等組成的一套起重設(shè)備。絞車主要用于起下鉆具、下套管和鉆進(jìn)時控制鉆壓。井架用于安放天車和懸掛游動滑車、大鉤等提升設(shè)備與工具，以及起下、存放管柱。天車與游動滑車是一套復(fù)滑輪裝置，用以減少絞車鋼絲繩上的張力,大、中型鉆機(jī)復(fù)滑輪的鋼絲繩數(shù)一般為8～12股。泥漿循環(huán)系統(tǒng)由泥漿泵、高壓泥漿管線、水龍帶、水龍頭、鉆柱以及泥漿固控設(shè)備等組成。功用是：維持泥漿循環(huán)，對井底進(jìn)行沖洗，將注入的高壓泥漿能量傳遞給井底。泥漿泵從泥漿池吸入泥漿，通過地面泥漿管線、水龍帶、水龍頭，把泥漿注入鉆柱，經(jīng)鉆頭水眼沖向井底，攜帶井底巖屑從鉆柱與井壁的環(huán)隙返回井口。泥漿泵主要有雙缸，雙作用活塞式和三缸單作用活塞式兩種，后者的優(yōu)點(diǎn)是排量均勻、壓力高、壓力波動小、體積小、重量輕、更換易損件方便、維護(hù)保養(yǎng)簡單。水龍頭用以連接可旋轉(zhuǎn)的鉆柱和不轉(zhuǎn)動的水龍帶，并能維持泥漿循環(huán)。固控設(shè)備用以清除井中返出的泥漿中的無用固相顆粒。常用的設(shè)備有振動篩、除砂器、除泥器、除氣器和離心分離機(jī)等。70年代末期，開始使用自動配制泥漿系統(tǒng),與井控裝置聯(lián)用，可對井筒隨時進(jìn)行可靠控制,自動保持泥漿比重恒定。在出現(xiàn)井噴預(yù)兆時，能自動調(diào)節(jié)泥漿比重及其他性能。動力與傳動系統(tǒng)包括動力機(jī)及傳動機(jī)組。動力機(jī)主要用柴油機(jī)、電動機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)。傳動機(jī)組有鏈條、皮帶、齒輪等機(jī)械傳動、液壓傳動和電傳動幾種，把動力傳遞給絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等工作機(jī)。柴油機(jī)驅(qū)動的鉆機(jī)有機(jī)械傳動和液壓傳動兩種，后者具有隨工作機(jī)負(fù)荷變化而自動無級變速和變矩的良好動力性能，在鉆機(jī)上廣泛應(yīng)用。電驅(qū)動鉆機(jī)在深井和海上鉆井中廣泛應(yīng)用。分兩類：①柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直流發(fā)電機(jī)組發(fā)電，帶動直流電動機(jī),簡稱直直流電驅(qū)動；②交流電經(jīng)可控硅整流帶動直流電動機(jī),簡稱交直流電驅(qū)動。兩者都具有良好的動力性能。后者優(yōu)點(diǎn)是：動力分配靈活、裝機(jī)功率利用率高，由電網(wǎng)供電，不需另配輔助的交流發(fā)電系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)效益高等，已成為主要發(fā)展方向?？刂葡到y(tǒng)使各機(jī)組按照鉆井工藝需要，協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。包括對動力機(jī)、絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵等的啟動、停車、調(diào)速、并車、換向等進(jìn)行控制，方式有機(jī)械、氣壓、液壓、電控制等，并向電子計(jì)算機(jī)控制方向發(fā)展。井控設(shè)備是用于油氣鉆井中保證安全鉆進(jìn)的重要設(shè)備,包括防噴器、阻流管匯、壓井管匯、泥漿氣體分離器等。防噴器用以防止井內(nèi)泥漿和油、氣、水的噴出，防噴器有閘板防噴器、旋轉(zhuǎn)防噴器和萬能防噴器等類型，安裝在鉆臺下的井口處，分別用于封閉鉆柱與套管之間的環(huán)隙或全部井口。此外，還有鉆柱內(nèi)防噴器，用于封閉鉆柱內(nèi)部空間。近代鉆井設(shè)備都配備數(shù)套不同類型的防噴器，組成井口防噴器組，用以控制不同的鉆井情況。向地下鉆孔破碎孔底巖石的方法及鉆進(jìn)工藝的總稱。為了滿足不同的鉆探目的，要求采用不同的技術(shù)裝備和工藝,從而形成各種不同的鉆探方法。在鉆探工程中,主要應(yīng)用機(jī)械方法破碎巖石，根據(jù)外力作用的性質(zhì)和方式，可分為沖擊鉆探、回轉(zhuǎn)鉆探、沖擊回轉(zhuǎn)鉆探、振動鉆探和噴鉆探等。若按鉆探時所用切削工具不同可分為硬質(zhì)合金鉆探、金剛石鉆探和鋼粒鉆探；按鉆探時所用沖洗液和循環(huán)方式可分為清水鉆探、泥漿鉆探、空氣鉆探、正循環(huán)鉆探、反循環(huán)鉆探等；按鉆探區(qū)域不同可分為陸地鉆探、水域鉆探、極地鉆探、月面鉆探等；按鉆探目的和作用不同可分為固體礦產(chǎn)鉆探、水文地質(zhì)鉆探、工程地質(zhì)鉆探、砂礦床鉆探、地?zé)徙@探、石油天然氣鉆探、科學(xué)（超深孔）鉆探和地表取樣鉆探等。此外，一些效率高的鉆探方法如熱力法（如火焰噴射鉆、高頻電流鉆、微波鉆）、熔融法（如電熱鉆、等離子鉆、激光鉆等）、化學(xué)方法（利用化學(xué)反應(yīng)破碎巖石）等，由于技術(shù)難度大、成本高還未推廣應(yīng)用。沖擊鉆探用一字型或十字型鉆頭，與鋼絲繩或鉆桿相連上下運(yùn)動沖擊巖石，撈出巖屑、巖粉，造成鉆孔。這是創(chuàng)始于中國的一種古老的鉆井方法，于11世紀(jì)傳入西方。目前在中國和國外都還在應(yīng)用?；剞D(zhuǎn)鉆探用轉(zhuǎn)盤、回轉(zhuǎn)器或動力頭驅(qū)動鉆桿帶動鉆頭回轉(zhuǎn)的鉆進(jìn)方法，鉆頭分全面和環(huán)狀取心兩種，在軸向鉆頭壓力作用下，回轉(zhuǎn)克取巖石，取出巖心或排出巖粉，造成鉆孔。這是當(dāng)前最普遍用的鉆探方法?；剞D(zhuǎn)速度視鉆機(jī)而異,如石油鉆機(jī)一般情況下最高160轉(zhuǎn)／分，金剛石鉆機(jī)最高達(dá)2400轉(zhuǎn)／分。沖擊回轉(zhuǎn)鉆探以鉆桿帶動鉆頭緩慢（50轉(zhuǎn)／分左右）回轉(zhuǎn)，在軸向鉆頭壓力作用下，再利用通過鉆桿中心的液體或氣體產(chǎn)生的沖擊力，以沖擊和回轉(zhuǎn)兩種方式破碎巖石，充分發(fā)揮沖擊和回轉(zhuǎn)切削兩種作用造成鉆孔。振動鉆探對松散、非膠結(jié)巖層，在管柱（下部為鉆頭）上施加振動力和壓力（或自重），提上管柱，取出巖心，造成鉆孔。振動力由兩個偏心相反方向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生。近年加拿大研制了一種共振鉆探法，鉆速很高。鉆探的應(yīng)用和成果：（1）地質(zhì)