淮河流域中小河流河道清淤勘探、堤防加固勘察檢測以及水上工程勘探所用的工程勘察鉆機等傳統(tǒng)勘探設(shè)備,存在著軟土砂土取樣困難、軟弱薄層難于取樣問題;鉆進(jìn)對土層擾動較大,取樣不連續(xù),不利于薄層、軟弱層的分層鑒別;傳統(tǒng)鉆機體積大、笨重、鉆進(jìn)速度慢,對場地條件惡劣環(huán)境適應(yīng)能力差;傳統(tǒng)設(shè)備取樣易擾動,發(fā)生二次污染,環(huán)境地質(zhì)問題準(zhǔn)確評估尤為突出。因此,需要研究利用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù),以適應(yīng)水利工程對鉆機的工作效率、鉆探方式和鉆進(jìn)速度等新要求。
課題研究分析了聲波鉆機在土層和砂層中的鉆進(jìn)機理,對聲波鉆機在取樣能力、適用環(huán)境和應(yīng)用范圍方面做出評價;研究淤泥質(zhì)土和松散土取樣難問題,開發(fā)了全長半合管取樣系統(tǒng),并對取樣工藝進(jìn)行改進(jìn),提高了淤泥質(zhì)土和松散土的取樣效率;將便攜式聲波鉆機在淮干行蓄洪區(qū)調(diào)整與建設(shè)工程王家壩至臨淮崗段環(huán)境監(jiān)測工程等4個工程中進(jìn)行應(yīng)用研究,并與常規(guī)工程勘察鉆機進(jìn)行對比分析、效能試驗對比等。
成果的先進(jìn)性及創(chuàng)新點:
(1)研發(fā)了全長半合管取樣系統(tǒng)等新裝置,解決了軟弱松散地層鉆探取樣過程中二次擾動問題,土樣滿足工程勘察土工試驗高保真要求,為工程設(shè)計提供可靠土樣試驗參數(shù)。
(2)提出便攜式聲波鉆機規(guī)范化取樣流程,研發(fā)的取樣技術(shù)和裝備在軟弱松散地層中鉆進(jìn)取樣率可達(dá)100%,解決了淤泥質(zhì)土和松砂等軟弱松散地層快速連續(xù)完整取樣問題。
(3)開創(chuàng)性地將便攜式聲波鉆機應(yīng)用于河道、湖泊環(huán)境監(jiān)測工程和水利工程勘探中,可對沉積物進(jìn)行無污染、高保真分層檢驗,并且避免發(fā)生二次污染。
(4)“一種松散地層連續(xù)取樣成套設(shè)備”“一種便攜式聲波鉆機架、連續(xù)取樣設(shè)備、鉆探浮筒”等取得了實用新型專利證書。