تاريخچه حفر گمانه بسيار قديمي است و پيشينيان براي جستجوي آب در دشتها و دره‌ها به حفر گمانه مي‌پرداخته‌اند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از چاه (گمانه) به صورت آرتزين خارج شده و يا چهارپايان کار آبکشي را انجام مي‌دادند. تا آنجا که تاريخ نشان مي‌دهد قديميترين گمانه‌ها در چين حفر
تاريخچه حفر گمانه بسيار قديمي است و پيشينيان براي جستجوي آب در دشتها و دره‌ها به حفر گمانه مي‌پرداخته‌اند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از چاه (گمانه) به صورت آرتزين خارج شده و يا چهارپايان کار آبکشي را انجام مي‌دادند. تا آنجا که تاريخ نشان مي‌دهد قديميترين گمانه‌ها در چين حفر شده و سيستم حفاري ضربه‌اي که امروزه در حفر گمانه مورد استفاده قرار مي‌گيرد، همان طريقه قديمي است که در چين متداول بوده است. براي حفر گمانه به اعماق مختلف ، اقطار و در سنگهاي گوناگون ، وسايل و تجهيزات و ماشين آلات حفاري در انواع و استانداردهاي مختف با تکنولوژيهاي گوناگون متداول است.
◄ حفاري شوئيدني (Wash boring) :
اين حفاري براي بدست آوردن نمونه‌هاي خاک ، حفاري اکتشافي براي بررسيهاي اوليه ، حفر گمانه براي برخي آزمونهاي برجا از جمله آزمايش SPT بکار مي‌رود.
• روش حفاري:
بالا و پايين رفتن سر مته باعث سست شدن مواد زير لوله تزريق آب مي‌شود. آب با فشار زياد از سوراخ سر مته خارج و خرده‌ها را به خارج هدايت مي‌کند.
• مزايا:
نياز به کارگري با مهارت کم دارد. در همه نقاطي که براي وسايل سبک قابل دسترس باشند، قابل اجرا است.
• محدوديتها:
اجراي عمليات ، مخصوصا در عمق بيش از 10 متر کند است. نفوذ در خاک مقاوم مشکل و در سنگ غير ممکن است. خارج کردن گراول از لوله جدار مشکل است و منجر به کاهش کيفيت نمونه‌ها مي‌شود. گرفتن نمونه دست نخورده مشکل است.
◄ حفاري مته دوراني (Ratary drill) :
اين روش هم نمونه‌هاي خاک و سنگ را بدست مي‌دهد و هم نمونه‌هايي براي انواع آزمايشهاي برجا ايجاد مي‌کند. اين روش در حفر گمانه‌هاي غير قائم براي زهکشي افقي يا ايجاد مهار کاربرد دارد.
• روش حفاري :
پيشروي توسط سر مته برنده که در انتهاي لوله حفاري قرار دارد و تحت فشار هيدروليکي است، انجام مي‌شود. ديواره چاه را معمولا گل نگاه مي‌دارد.
• مزايا :
روشي نسبتا سريع است و مي‌تواند در همه نوع مواد نفوذ کند. براي همه نوع نمونه گيري مناسب است.
• محدوديتها :
جابجا کردن وسايل در زمينهاي ناهموار و باتلاقي مشکل است و محتاج راه مناسب است. همچنين محتاج سکوي تسطيح شده است. کارايي حفاري با توجه به اندازه دستگاه متغير است.
◄ حفاري اوگر مارپيچي ممتد:
اين دستگاه سوراخهايي به قطر کوچک تا متوسط حفر مي‌کند و بطور پيوسته نمونه‌هاي دست خورده مي‌گيرد. معمولا در خاکهاي داراي چسبندگي ، که چاه بدون لوله جدار ريزش نمي کند، انجام مي‌شود.
• روش حفاري :
حفاري با چرخاندن رشته ممتد اوگرمارپيچي صورت مي‌گيرد.
• مزايا :
روش سريع در خاکهاي مقاوم و سنگ نرم است. پس از خروج اوگر ، اگر چاه باز باقي بماند، امکان نمونه گيري SPT وجود دارد.
• محدوديتها :
پس از خروج اوگر در مواد با چسبندگي کم يا دانه‌اي و يا بدون چسبندگي ، چاه ريزش مي‌کند و لذا عمق حفاري تا نزديکي سيستم ايستابي محدود مي‌شود. روشهاي نمونه گيري محدود و نمونه‌هاي بدست آمده دست خورده‌اند.
◄ اوگر ميان تهي:
اين دستگاه سوراخهايي با قطر کم تا متوسط براي نمونه گيري از خاک حفر مي‌کند.
• روش حفاري :
روش حفاري مشابه حالت قبل است با اين تفاوت که ساقه مجوف به داخل زمين پيچانده مي‌شود تا نقش يک لوله جدا را بازي کند.
• مزايا :
روش سريع خاکهاي ضعيف تا نسبتا مقاوم است. گرفتن نمونه‌هاي SPT و UD امکانپذير است. در خاکهاي مقاوم حاوي لايه‌هاي شني ، نفوذ به اعماق زياد مشکل و به داخل قطعات سنگ غير ممکن است. دست خوردگي قابل ملاحظه‌اي ممکن است بر اثر مته اوگر در خاک بوجود ايد.
◄ اوگرهاي با قطر زياد:
اين روش براي حفر سوراخهاي با قطر زياد (تا 10 سانتيمتر) براي کسب نمونه‌هاي دست خورده و بررسي لايه‌ها در خاکهاي داراي چسبندگي که گمانه نياز به حايل ندارد، مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
• روش حفاري :
با چرخاندن اوگر داراي قطر زياد خاک بريده شده و گمانه حفر مي‌شود.
• مزايا :
روشي سريع بوده و بررسي شرايط خاک در زير زمين از نزديک را امکانپذير مي‌سازد.
• محدوديتها :
عمق حفاري توسط سطح ايستابي و شرايط سنگ محدود مي‌شود. ماشينهاي بزرگتر محتاج راه دسترسي مناسب هستند. براي خاکهاي بدون چسبندگي ، رسهاي نرم و خاکهاي آلي مناسب نيست. نمونه‌ها دست خورده است.
◄ حفاري ضربه‌اي:
تنها در حفاري چاههاي آب بکار مي‌رود. نمونه‌هاي شسته شده توسط گل‌کش خارج مي‌شود. عمق تا سنگ بستر را مشخص مي‌کند.
• روش حفاري:
سر مته سنگين بالا آورده شده و رها مي‌شود تا مواد شکسته شده و يک مخلوطي از خرده‌ها و آب ايجاد شود که توسط گل‌کش با پمپهاي ماسه کش خارج مي‌شود. ديواره چاه توسط لوله جدار ، پابرجا نگاه داشته مي‌شود.
• مزايا:
روشي نسبتا اقتصادي جهت تعبيه گمانه‌هاي با قطر زياد (تا 60 سانتيمتر) در انواع مواد است.
• محدوديتها:
ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهاي قوي و سنگ به کندي انجام مي‌شود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشي از ضربات پر انرژي سر مته است، به شدت بر مقادير SPT تاثير مي‌گذارد. مغزه گيري و نمونه UD سنگ امکانپذير نيست.
◄ مته چکشي:
براي حفر چاه آب و چاههاي اکتشافي در داخل قطعه سنگها مناسب است.
• روش حفاري:
مشابه حفاري ضربه‌اي است. شمعي که توسط نيروي ديزل رانده مي‌شود براي راندن لوله جدار مضاعف استفاده مي‌شود. در حالي که جريان هوا تراشه‌ها را از لوله داخلي خارج مي‌کند.
• مزايا:
نفوذ نسبتا سريع در قطع سنگها و قلوه سنگها است.
• محدوديتها :
مشابه حفاري ضربه‌اي است، با اين تفاوت که پيشروي به مراتب سريعتر است.
◄ مته ضربه‌اي بادي:
اين روش براي حفر گمانه براي آتشباري ، دوغاب زني و مهار سنگ است. روش سريع براي حفر چالهاي با قطر کم در سنگ سخت است. بهترين کاربرد را در سنگهاي سخت توده‌اي دارد. نمونه‌ها منحصرا به ذرات و تراشه‌هاي کوچک است. براي نمونه گيري بکار نمي‌رود. در سنگهاي سست داراي شکستگي با لايه‌هاي رس يا شيل مرطوب ممکن است تمام لوله حفاري در سوراخ باقي بماند.
• روش حفاري :
ضربات و چرخيدن سر مته ، سنگ را خرد مي‌کند و تراشه‌ها توسط فشار هوا خارج مي‌شود.
برچسب‌ها: