حل أخطاء أخذ عينات الحفر: تقنيات الردم والتربة اللينة

يتمثل جوهر أخذ عينات الاستكشاف الجيولوجي في الحصول على عينات أساسية/تربة "أصلية، كاملة، وغير ملوثة"، مما يؤثر بشكل مباشر على التحليل الطبقي والقرارات الهندسية. ومع ذلك، في عمليات البناء الفعلية، غالبًا ما تؤدي مشاكل مثل التداخل الناتج عن حطام الردم، وانهيار جدار البئر في التربة الرخوة، وفقدان العينة من طبقات الرمل إلى أخذ عينات غير دقيق. يكمن الحل الأساسي في "تكييف العمليات مع الخصائص الطبقية، والتحكم في الدقة طوال العملية بأكملها، بدءًا من إزالة العوائق، وحماية البئر، وأخذ العينات". يمكن تطبيق التقنيات العملية التالية على طبقات طبقية مختلفة في الموقع.

أولا: طبقات التربة المعاد ردمها: قم بإزالة العوائق أولا، ثم قم بأخذ العينات لتجنب التلوث

تحديات أخذ العينات

تحتوي على الطوب والحصى والحديد التسليح والحطام الآخر، والذي يمكن أن يتسبب بسهولة في إتلاف مِثقب الحفر وتلويث العينة؛ وتكون جدران البئر السائبة عرضة للانهيار، مما يؤدي إلى أخذ عينات غير مستمر.

تقنيات أخذ العينات الدقيقة

إزالة العوائق الأولية: قبل البدء في الحفر، استخدم مجرفة للبحث عن العوائق الضحلة (0-3 أمتار)، وقم بإزالة القطع الكبيرة من نفايات البناء والقضبان يدويًا؛ بالنسبة للعوائق العميقة، استخدم "طريقة عزل الغلاف"، بإدخال غلاف بقطر 20-30 مم أكبر من لقمة الحفر لحماية جدار البئر وعزل الحطام.

توافق مِثقاب الحفر

اختر مثقابًا واسعًا وعالي الإزالة للخبث. اضبط ضغط الحفر على 8-12 كيلو نيوتن وسرعة الدوران على 60-80 دورة/دقيقة. استمر ببطء على سرعة منخفضة لتجنب اصطدام الحطام بمثقاب الحفر.

إجراء أخذ العينات

نظّف لقمة الحفر كل مترين إلى ثلاثة أمتار لإزالة الخبث. استخدم هواءً عالي الضغط لإخراج الشوائب السائبة من الحفرة. استخدم جهاز أخذ عينات نصف مغلق للتأكد من عدم تلوث العينة بالشوائب. بعد أخذ العينة مباشرةً، اغربلها وأزل الشوائب، مع وضع علامة على قسم العينة النظيف.

ضمان الدقة: بعد إزالة العوائق، تحقق من عمودية جدار البئر (خطأ ≤ 0.3 درجة) لتجنب انحرافات أخذ العينات الناجمة عن ميل البئر.

ثانيًا: طبقات التربة الرخوة: التركيز على حماية الحفرة وتقليل الاضطراب لمنع تشوه العينة

تحديات أخذ العينات

التربة الناعمة والطمي فضفاضة الملمس، مما يجعل جدار البئر عرضة للانهيار؛ ويمكن أن يؤدي الاضطراب الناجم عن مِثقب الحفر بسهولة إلى ضغط العينة وتشوهها، مما يتسبب في فقدان الخصائص الأصلية.

تقنيات أخذ العينات الدقيقة

إجراءات حماية البئر: استخدم ملاط ​​الطين لحماية الجدار (تركيز 1.1-1.2 جم/سم³)، أو قم بالدعم المسبق باستخدام غلاف رقيق الجدار لمنع انهيار جدار البئر؛ تجنب توقف الحفر لفترات طويلة (التربة اللينة تتماسك بسهولة وتدفن لقمة الحفر، مما يؤدي إلى إزعاج العينة).

التحكم في المعلمات

ضغط الحفر 5-8 كيلو نيوتن، سرعة الدوران 40-60 دورة في الدقيقة، معدل التغذية 2-5 مم/ثانية؛ السرعة المنخفضة والضغط المنخفض يقللان من الاضطراب في التربة اللينة؛ استخدم مستخرج قلب حلزوني لتقليل الاحتكاك والضغط بين العينة وقطعة الحفر.

حماية العينات

عند رفع جهاز أخذ العينات الأساسية، يجب أن تكون السرعة ≤0.2 متر/دقيقة لتجنب الاهتزازات العنيفة التي قد تُسبب انفصال العينة. بعد الرفع، اشطف طين السطح برفق بالماء النظيف، ثم ضع العينة فورًا في صندوق عينات مُحكم الإغلاق، واكتب عليه عمق العينة واسم التكوين. تجنب التعرض المباشر لأشعة الشمس (التربة الرخوة عُرضة للتشقق).

ضمان الدقة: أكمل عملية الختم خلال ساعتين من إخراج العينة. لا تضغط أو تفرك العينة يدويًا لضمان سلامة تركيبها الأصلي.

ثالثًا. تشكيلات شائعة أخرى: تقنيات التشغيل المُستهدفة

تكوينات الرمال

استخدم نظام حماية البئر ذو الطبقتين من "الطين + الغلاف" (تركيز الطين 1.2-1.3 جم / سم³)، واختر عينة أساسية من النوع الكيسي (لمنع فقدان عينة الرمل)، وزد معدل تدفق الطين (30-40 لتر / دقيقة) أثناء الحفر لحمل جزيئات الرمل للخارج.

تكوينات الصخور الصلبة

ضغط الحفر 12-18 كيلو نيوتن، سرعة الدوران 80-100 دورة/دقيقة، باستخدام مثقاب الماس، نظف الحفرة كل 5-6 أمتار؛ استخدم أنبوب أخذ العينات الأساسية من الماس، بسرعة رفع موحدة (0.3-0.5 متر/دقيقة) لتجنب كسر اللب.

المناطق المتشققة

قم بتقليل ضغط الحفر (6-10 كيلو نيوتن)، واستخدم أخذ العينات المقطعة (أخذ العينات كل 1-2 متر)، وقم بتثبيت العينات المكسورة باستخدام مادة رابطة (مثل راتنجات الإيبوكسي) لمنع التشتت.

خاتمة

تكمن المشكلة الأساسية في عدم دقة أخذ عينات الاستكشاف الجيولوجي في "عدم التوافق مع خصائص التكوين": فتربة الردم تُركز على "إزالة العوائق وعزلها"، بينما تُركز التربة اللينة على "حماية الحفر ومنع الاضطراب"، وتُركز طبقات الرمل على "منع الخسائر"، وتُركز الصخور الصلبة على "منع التشققات". خلال العمليات الميدانية، من الضروري أولاً دراسة نوع التكوين، ثم ضبط أدوات الحفر والمعلمات وطرق أخذ العينات وفقًا للتقنيات المذكورة أعلاه، مع ضمان إحكام إغلاق العينات ووضع العلامات عليها. تذكر: يكمن سر أخذ العينات في "مراعاة خصائص الطبقات وتقليل التدخل البشري" للحصول على بيانات استكشاف دقيقة وموثوقة.