鑽探機正文
根據取樣要求的不同，使用的取樣工具也各異，如麻花鑽，各種取土器等對地表露頭、淺部覆蓋層或基岩可採取土樣、岩樣、岩心、礦樣，以追索礦體、地質界線，了解岩性和構造，探查淺部礦體。其設備也可鑽地震爆破孔、小型工程勘察孔、灌漿孔、設備安裝孔和排水孔等。鑽孔深度一般為 2～30米，鑽孔直徑為幾十毫米至100多毫米。地表取樣鑽探的主要設備是取樣鑽機，它是一種構造簡單，可以人背肩扛的超輕型鑽機。一般採用小型汽油機作為動力，也有使用電動機、風動或液動馬達驅動的。鑽機的轉速從每分鐘幾十轉至2000轉不等。除採用螺旋鑽頭、硬合金鑽頭外，還廣泛採用金剛石鑽頭。操作時,一般由人力直接加壓和升降鑽具；孔深較大時,即配備簡易的加壓、給進和提升裝置。為了適應各種使用要求，世界有關國家生產了各種不同結構和型式的取樣鑽機約 100餘種。一般多為輕型手持式（如圖），
也有拖帶式和車裝式。傳動方式為機械傳動或液力傳動等。但功能愈多，結構愈複雜，設備的重量必然增大。 取樣鑽探與淺井和探槽進行比較，具有速度快、操作安全、使用方便、施工占地面積小和費用低等優點。
配圖
擴展閱讀
工程鑽探取樣(engineeringdrillingsampling)按地質勘察或工程設計施工技術要求，從鑽孔內指定孔段採取實物樣品的作業。是工程鑽探的主要任務之一。鑽孔取樣是工程地質勘察和供水水文地質勘察獲取地表以下的地質實物資料的主要手段，也是檢驗建築物基礎等地下工程施工質量的重要方法。各類勘察規範對鑽孔取樣都有嚴格要求。工程鑽探取樣通常分為取土(砂)樣、取岩樣和取水樣三種。
取土(砂)樣從土(砂)層取樣，分為取擾動土樣和取不擾動土樣兩種。天然成分和結構受到破壞的擾動土樣，一般是在鑽進過程中利用各種鑽進工具(如勺形鑽頭、螺旋鑽具、洛陽鏟等)在鑽孔內採取，或是從鑽探，中洗介質攜帶到地表的鑽屑中採取。保持原位天然成分和結構未被破壞的不擾動土樣的採取，則是在鑽進過程中使用專門的取土工具進行的一項專門作業。工程鑽探中使用的專門的取土工具稱為取土器。
取土器一般由接頭、余土管、取土管(含襯管)、管靴、封閉裝置等部件組成(圖1)。取土時，管靴切入土體，多餘的殘土進入余土管，有效土樣進入取土管中的襯管內。取土器必須順利地切入土體，以避免對土結構的擾動和保證提升時不掉土樣。取土器的封閉裝置是防止掉土樣的機構，有上部和下部封閉裝置兩類，上部封閉裝置起吸附作用，下部封閉裝置起承托或卡緊作用。
取土器的基本結構參數包括直徑、內間距比、外間距比、面積比、刃口形狀和角度、取土管長度和形式等。(1)直徑。採取的不擾動土樣的直徑，即管靴刃口內徑。主要由取土方法、土層性質和土工試驗用環刀的直徑決定。按現行規範要求，管靴刃口內徑(De)不宜小於76mm。(2)內間距比(Ci)。取土管(帶襯管時為襯管)內徑(Ds)和管靴刃口內徑之差與刃口內徑的百分比
表征取土管(襯管)內壁與土樣間的摩擦力，用於控制土樣的擾動和脫落。(3).外間距比(Co)。取土器管靴最大外徑(Dw)和取土管外徑(Dt)之差與取土管外徑的百分比
表征取土管外壁與孔壁的摩擦力，用於控制取土器的切入阻力。(4)面積比(Ar)。取土器管靴最大斷面積和不擾動土樣斷面積之差與不擾動土樣斷面積的百分比
用於控制土樣擾動程度和切入阻力。Ar值小，土樣的擾動程度和切入阻力均小。Ar值取決於管壁的厚度，在保證取土器強度和剛度的條件下，管壁愈薄愈好。(5)管靴刃口角(α)和形式。刃口角直接影響土樣的擾動程度和對土體的切入，一般為10°左右。管靴形式由弧形發展為單斜、雙斜和漸縮束節三種。漸縮束節形是將管靴分為上下兩節，下節壁薄且直徑較小，以減小面積比，其長度為5～15cm。(6)取土管長度(z)和形式。z由取土管直徑、土工試驗需要的土樣長度和土的種類決定。取土管常用形式有圓筒、可分半合和半合焊接三種。可分半合式取土管卸土樣方便，在中國使用較廣。常用取土器的技術參數列於附表。
取土器的種類很多，一般按適用地層分為軟土、一般粘性土、砂質粘性土、較硬粘性土、黃土取土器和砂層取樣器；按其下端是否封閉分為敞口式和封閉式兩類，封閉式又有自由活塞式和固定活塞式兩種；按上部封閉裝置分為無封閉裝置式和封閉裝置式，後者又有球閥式、板閥式和活塞式等。
取土方法使取土器沉入取樣土層的方法，有壓入、擊入、迴轉壓入和振動壓入等方法。連續快速壓入法對土樣擾動最小，振動壓入法對土樣擾動最大，一般不允許採用。
土樣編錄、封裝、儲運土樣取出後必須立即用蘸有熔融石蠟的棉紙或膠布密封土樣筒接縫，標明上下端，貼上填有明細的標籤。儲運中嚴格防止振動、日曬、雨淋和冷凍。
砂礫層取樣在鬆散的砂層和砂礫層中取樣，要求樣品保持原顆粒級配，不遺漏礫石間的細砂和土顆粒，能分清泥、砂夾層。專門的取樣器除上端有封閉裝置外，下端還設有可以在採樣後提鑽前利用彈簧或抓撈切齒等將下口封閉住的機構。此外，還有凍結取砂法。
取岩樣從岩石層取樣，分為取岩心和取岩屑(粉)兩類。取岩屑是採集鑽頭碎岩時形成的岩石碎粒(粉)作為地質資料的作業，可在地面利用岩粉收集槽、水力或氣動旋流器等，或在鑽孔內使用取粉管、抽筒等收集。一般，空氣鑽進和反循環鑽進時岩屑樣品的可靠性較高。取岩心則是用鑽取岩心的工具從鑽孔內採取圓柱狀岩體或建造物樣品，又稱取心或采心。工程鑽探要求取出的岩心具有相應孔段地層(建造物)的完整性、純潔性、代表性、部位準確性和一定的岩心採取率：
工程地質勘察對岩樣完整性、真實性的要求用岩體質量指標(RQD)表示：
取心工具鑽取岩心的工具。常稱取心鑽具或岩心鑽具。常用的有單管、雙管、孔底反循環和繩索取心鑽具。
(1)單管取心鑽具。由單層岩心管(見鑽探管件)和取心鑽頭組成，其結構簡單，適於在地層取心不困難或岩心採取率要求不高的情況下使用。
(2)雙管取心鑽具。由內、外兩層岩心管和雙管取心鑽頭組成。鑽進時沖洗液從兩層岩心管間的環隙流至孔底，沿鑽具外側返回地表，少量沖洗液由孔底進入內管和岩心的環形間隙中。雙管取心鑽具按取心時內外管轉動與否分為雙動和單動兩種：雙動雙管取心鑽具在工作時內外兩層岩心管一同迴轉；單動的只是外管迴轉並帶動鑽頭，而內管不轉動，因此更有利於保護岩心。
(3)孔底反循環取心鑽具。能在鑽進中造成孔底粗徑鑽具部位沖洗液沿粗徑鑽具外側流向孔底，再經鑽頭唇面沿著岩心管和岩心之間的環隙向上流動的取心鑽具。它具有多種結構型式，用於取心困難地層。
(4)繩索取心鑽具。由單動雙層岩心管、繩索取心鑽頭和繩索打撈器組成，用於繩索取心鑽進。
取心方法一般常用的有提鑽取心、繩索取心和反循環連續取心三種方法。此外，還有特殊用途的定向取心法和補樣取心法等。
(1)提鑽取心法。在取心鑽進回次終止時，採用適當方法將岩心卡斷並夾持在岩心管內(稱岩心卡取)，然後將孔內鑽具全部提到地面，從岩心管中取出岩心的取心法。這是套用最普遍的取心方法。岩心卡取包括卡斷和夾持兩種方式，常用的有卡料(碎石、鐵絲等)、卡簧(也稱岩心提斷器)、乾鑽和沉澱卡取四種方式。
(2)繩索取心法。鑽進回次終止卡取岩心後，不提升鑽具，通過鑽桿柱內腔下入用鋼絲繩連線的打撈器，將盛有岩心的內管卡住提至地面的取心方法(圖2)。繩索取心法可減少停鑽升降鑽具作業次數和提高岩心採取率。但需用長壽命鑽頭(如金剛石鑽頭)和專門的鑽具。
(3)反循環連續取心法。鑽進中，在破碎孔底岩石的同時，利用沖洗鑽孔的循環介質連續地將岩心經鑽桿柱內孔輸送到地面的取心方法。鑽進中形成的岩心達到一定長度即被孔底鑽具中的切斷器楔斷，並隨循環介質向地面上升。這種取心法岩心採取率高、質量好，有助於準確判別地層。
(4)定向取心法。利用專門的裝置和鑽具，採取帶有定向標記的岩心(稱定向岩心)的取心方法。定向取心，是用單個鑽孔的數據確定地下岩層和結構面的產狀，從而節省鑽探工作量。但定向取心需具備以下三個條件：(1)已知取心段鑽孔的頂角和方位角；(2)岩心上能觀察到結構面；(3)能給孔底岩心定向，即在岩心未與孔底岩體斷離之前在其端面或側面上能人為地造出相關標記。其中以孔底岩心定向為定向取心的關鍵，通常有地面定向和孔內定向兩種方法。地面定向法是，通過鑽桿或導向裝置把連線在鑽桿下端的定向取心工具按已定方向下到孔底，取出定向岩心。此法操作工序繁瑣，累計誤差大，一般只用於淺孑L和垂直孔。孔內定向法是，用列印、刻痕或鑽眼等方法在未斷根的孔底岩心上作出定向標記。此法常用於深孔和斜孔。定向岩心取出後就能根據岩心上的定向標記和取心孔段的測斜(見鑽孔偏斜)資料，通過復位實測法、圖解法或計算法求出地下岩層或結構面的產狀。
(5)補樣取心法。在鑽探施工過程中，由於某種原因，取出的岩心數量或質量沒有達到要求時，進行補取岩心樣品工作所採用的方法。有撈取法、井壁取心法和人工偏斜鑽進取心法等。撈取法是用岩心管連線特製鑽頭下入孔內撈取脫落或未採取上來的岩心；井壁取心法是採用井壁取樣器在鑽孔孔壁上補取樣品；人工偏斜鑽進取心法是利用偏斜器鑽出新孔而取出岩心。
取水樣採取供進行水質分析評價的水的作業。採取水樣需使用專門的取水器。常用的取水器有：玻璃瓶一重錘取水器，用於水位線以下取水；虹吸取水器，用於淺部取水；定深取水器(圖3)，用於預定深度取水。
