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軟弱松散地層工程勘察技術
發布時間:  作者:科外處  來源:科外處  責任編輯:湯春輝  瀏覽次數:

主要完成單位:中水淮河規劃設計研究有限公司

主要完成人員:伍宛生、馬東亮、楊正春、何建新、徐連鋒、王根華、李劍修、秦小橋、許文濤、邵善忠、宮尚好、王慶苗、馮志剛、姚平昌、黃  

2017年淮河水利委員會科學技術獎一等獎

 

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勘探設備,存在著軟土砂土取樣困難、軟弱薄層難于取樣問題;鉆進對土層擾動較大,取樣不連續,不利于薄層、軟弱層的分層鑒別;傳統鉆機體積大、笨重、鉆進速度慢,對場地條件惡劣環境適應能力差;傳統設備取樣易擾動,發生二次污染,環境地質問題準確評估尤為突出。因此,需要研究利用先進設備和技術,以適應水利工程對鉆機的工作效率、鉆探方式和鉆進速度等新要求。

課題研究分析了聲波鉆機在土層和砂層中的鉆進機理,對聲波鉆機在取樣能力、適用環境和應用范圍方面做出評價;研究淤泥質土和松散土取樣難問題,開發了全長半合管取樣系統,并對取樣工藝進行改進,提高了淤泥質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調整與建設工程王家壩至臨淮崗段環境監測工程等4個工程中進行應用研究,并與常規工程勘察鉆機進行對比分析、效能試驗對比等。

成果的先進性及創新點:

1)研發了全長半合管取樣系統等新裝置,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,為工程設計提供可靠土樣試驗參數。

2)提出便攜式聲波鉆機規范化取樣流程,研發的取樣技術和裝備在軟弱松散地層中鉆進取樣率可達100%,解決了淤泥質土和松砂等軟弱松散地層快速連續完整取樣問題。

3)開創性地將便攜式聲波鉆機應用于河道、湖泊環境監測工程和水利工程勘探中,可對沉積物進行無污染、高保真分層檢驗,并且避免發生二次污染。

4)“一種松散地層連續取樣成套設備”“一種便攜式聲波鉆機架、連續取樣設備、鉆探浮筒”等取得了實用新型專利證書。

經濟和社會效益:

在河湖淺部沉積物調查、濕地沉積物調查、尾礦庫區地質調查等工作中進行多移動淺孔鉆探時,松散地層連續取樣成套設備比常規機械鉆進的速度快2~3倍,每米成本可以降低57%~62%,日均產值可以提高24%~35%,如在鳳陽縣石英砂生產區濠河水系綜合治理工程中完成鉆孔進尺680.1m,實現產值23.17萬元,相比常規鉆機節約綜合成本7.5萬元。目前,新設備已推廣應用于引江濟淮瓦埠湖段引航道疏浚治理工程、引江濟淮工程安徽段水質保護工程南新河清淤初設施工圖勘察、西淝河段疏浚工程等項目,經濟效益顯著,應用前景廣闊。




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