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软弱松散地层工程勘察技术
发布时间:  作者:科外处  来源:科外处  责任编辑:汤春辉  浏览次数:

主要完成单位:中水淮河规划设计研究有限公司

主要完成人员:伍宛生、马东亮、杨正春、何建新、徐连锋、王根华、李剑修、秦小桥、许文涛、邵善忠、宫尚好、王庆苗、冯志刚、姚平昌、黄  

2017年淮河水利委员会科学技术奖一等奖

 

淮河流域中小河流河道清淤勘探、堤防加固勘察检测以及水上工程勘探所用的工程勘察钻机等传统勘探设备,存在着软土砂土取样困难、软弱薄层难于取样问题;钻进对土层扰动较大,取样不连续,不利于薄层、软弱层的分层鉴别;传统钻机体积大、笨重、钻进速度慢,对场地条件恶劣环境适应能力差;传统设备取样易扰动,发生二次污染,环境地质问题准确评估尤为突出。因此,需要研究利用先进设备和技术,以适应水利工程对钻机的工作效率、钻探方式和钻进速度等新要求。

课题研究分析了声波钻机在土层和砂层中的钻进机理,对声波钻机在取样能力、适用环境和应用范围方面做出评价;研究淤泥质土和松散土取样难问题,开发了全长半合管取样系统,并对取样工艺进行改进,提高了淤泥质土和松散土的取样效率;将便携式声波钻机在淮干行蓄洪区调整与建设工程王家坝至临淮岗段环境监测工程等4个工程中进行应用研究,并与常规工程勘察钻机进行对比分析、效能试验对比等。

成果的先进性及创新点:

1)研发了全长半合管取样系统等新装置,解决了软弱松散地层钻探取样过程中二次扰动问题,土样满足工程勘察土工试验高保真要求,为工程设计提供可靠土样试验参数。

2)提出便携式声波钻机规范化取样流程,研发的取样技术和装备在软弱松散地层中钻进取样率可达100%,解决了淤泥质土和松砂等软弱松散地层快速连续完整取样问题。

3)开创性地将便携式声波钻机应用于河道、湖泊环境监测工程和水利工程勘探中,可对沉积物进行无污染、高保真分层检验,并且避免发生二次污染。

4)“一种松散地层连续取样成套设备”“一种便携式声波钻机架、连续取样设备、钻探浮筒”等取得了实用新型专利证书。

经济和社会效益:

在河湖浅部沉积物调查、湿地沉积物调查、尾矿库区地质调查等工作中进行多移动浅孔钻探时,松散地层连续取样成套设备比常规机械钻进的速度快2~3倍,每米成本可以降低57%~62%,日均产值可以提高24%~35%,如在凤阳县石英砂生产区濠河水系综合治理工程中完成钻孔进尺680.1m,实现产值23.17万元,相比常规钻机节约综合成本7.5万元。目前,新设备已推广应用于引江济淮瓦埠湖段引航道疏浚治理工程、引江济淮工程安徽段水质保护工程南新河清淤初设施工图勘察、西淝河段疏浚工程等项目,经济效益显著,应用前景广阔。




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