技术领域
[0001] 本
发明属于工程地质勘察领域，更具体地说它是一种覆盖层取样器。
背景技术
[0002] 松散岩土覆盖层是人类工程活动经常要面对的一种介质。在工程建设勘察中，通过勘探手段及取出原状结构岩样，查明这种介质的物质组成、结构特征、颗粒级配、物理
力学性状等，是工程地质勘察阶段需要完成的一项重要技术内容。
[0003] 覆盖层的物质组成与结构一般较为复杂，软硬不均、粒径不一、松散
破碎、层位变化大，由于
地层的松散性和不均匀性所限制，钻进中容易出现
岩心岩样被冲蚀、被磨损、呈松散破碎状难以卡取等情况，因而覆盖层的取心取样，特别是取出保持原性状不变的原状结构样，一直成为工程地质勘察中需要解决的技术难题之一。
[0004] 目前国内已有的几种原状取样器，经试用证明都有一定的适用范围限制，一般较适用于单一性的软岩类覆盖层，如较纯的砂层、土层或含泥较重的小粒径碎石层等；由于这些取样器的取样
钻头多采用普通
钢材、且卡心装置多采用
卡簧式、爪簧式、
弹簧式等形式，均不宜承受硬
岩石块的磕碰、冲击等破坏，因此对于混合性硬岩类如砂卵石层、碎石层、
砾石层、砂夹石层、泥夹石层等都效果不佳，在含石块较多的地层使用会将这些取样器的取样钻头或卡心装置打坏了，不易取出理想的原状结构样。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为了克服上述现有背景技术的不足，研制提供一种地层适应性广、结构简单而实用，能取出保持原级配和原状结构样的覆盖层取样器。 [0006] 本发明的目的是通过如下措施来达到的：覆盖层取样器，其特征在于它包括位于端部的取样钻头，取样器外管，余土管，位于取样器外管和余土管之间的外
管接头，位于取样器外管内壁的芯样内筒，有止位环位于取样器外管的内壁且位于外管接头和芯样内筒之间，余土管的上端固定有盖头，盖头的上端有异径接头，所述取样钻头为经淬火或正火处理的
合金钻头。
[0007] 在上述技术方案中，所述的靴式取样钻头上有钢丝孔眼。
[0008] 在上述技术方案中，取样钻头为靴式结构，钻头底部加工成外圆15×700、内圆0
10×70 的尖靴形。
[0009] 在上述技术方案中，芯样内筒为厚0.5mm的渡锌
铁板。
[0010] 在上述技术方案中，异径接头的中部有两组对穿通
水孔。
[0011] 本发明覆盖层取样器的优点：
[0012] ①地层适应性较广，除一般取样器适用的单一性软岩类地层外，也适用于其他混合性硬岩类地层。
[0013] ②对岩样不扰动、上下不混层，保持原级配和原状结构，岩样代表性强，能满足地质描述和岩样试验的要求。
[0014] ③取样器的结构简单合理、容易操作、取样成功率高。
[0015] ④不受钻孔深度的限制，可用于深厚覆盖层的取样。
附图说明
[0016] 图1为本发明覆盖层取样器的结构示意图。
[0017] 图2为图1中标注部分的局部放大图。
[0018] 图中1.取样钻头，2.钢丝孔眼，3.取样外管，4.芯样内筒，5.止位环，6.外管接头，7.余土管，8.盖头，9.异径接头，10.通水孔。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例则已，同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
[0020] 参阅附图可知：本发明覆盖层取样器，它包括位于端部的取样钻头1，取样器外管3，余土管7，位于取样器外管3和余土管7之间的外管接头6，位于取样器外管3内壁的芯样内筒4，有止位环5位于取样器外管3的内壁且位于外管接头6和芯样内筒4之间，余土管7的上端固定有盖头8，盖头8的上端有异径接头9，异径接头9的中部有两组对穿通水孔10，所述取样钻头1为经淬火或正火处理的合金钻头；所述的靴式取样钻头1上有钢丝
0 0
孔眼2；取样钻头1为靴式结构，钻头底部加工成外圆15×70、内圆10×70 的尖靴形；芯样内筒为厚0.5mm的渡锌铁板。
[0021] 本发明覆盖层取样器可制成不同口径的钻孔取样器。一般为二种其外径尺寸：FS—130型取样器外管为Ф127、配装Ф130靴式取样钻头、用于常规Ф130口径的钻孔内取样；FS—110型取样器外管为Ф108、配装Ф110靴式取样钻头、用于常规Ф110口径的钻孔内取样。这两种口径既包含了覆盖层取样的常规钻孔口径。
[0022] 靴式取样钻头采用合金钻头料加工，钻头底部加工成外圆15×700、内圆10×700的尖靴形（如图2所示），有利于取样钻头锤击压入岩层时岩样顺利进入芯样内筒；将取样钻头下半部分进行淬火（或正火）处理，以提高靴式取样钻头的硬度、强度及韧性；在钻头底部钻上对称性孔眼两组，孔内穿上一小股钢丝，起到可靠的卡芯作用，可防止起钻时芯样内筒的岩样脱落。
[0023] 芯样内筒采用厚0.5mm的渡锌铁板卷制，以减少岩样进入芯样内筒的摩擦阻力；其长度可根据孔内情况、覆盖层组成、取样及试验需要等不同，分别加工成300mm、400mm或
600mm等长度，注意装配时应采用相对应长度的取样器外管。
[0024] 取样器外管上部内壁上位于芯样内筒的顶部设计安装一个止位环，芯样内筒下部被取样钻头上端卡位，这样则保证了芯样内筒的
定位，防止其在取样器外管内上下串动；取样器外管上部接外管接头，再连接长度约600mm左右的余土管；取样器进行孔内取样操作后起钻，拆开下部钻头和上部外管接头，即可取出芯样内筒及岩样，这样可避免用榔头直接敲打取样器外管而造成芯样的损坏。
[0025] 余土管上部连接盖头，再连接异径接头；异径接头中部钻上φ10mm的对穿通水孔两组，可防止提钻过程中
钻杆柱及余土管内的冲洗液柱压力破坏或压出取样内筒的芯样。
[0026] 异径接头上部连接一般钻孔用常规钻杆。
[0027] 本发明覆盖层取样器的实际操作步骤如下：
[0028] ①需要进行覆盖层取样时，先用钻具将孔底沉淀捞取干净（沉淀应不超过0.2m为宜）。
[0029] ②按孔径将相对应尺寸并组装好的取样器用常规钻杆连接下入孔底，通过丈量上余确认取样器是否到位。
[0030] ③钻孔地面上的常规钻杆连接打锤，软岩层位采用50～100kg打锤、硬岩层位采用100～200kg打锤。
[0031] ④通过钻机卷扬机提升与快速下放打锤来锤击钻杆及取样器，通过控制与调节提升高度来保持适宜合理的锤击进尺速度；丈量计算上余，当孔深锤击进尺达到取样内筒长度（注意应扣除沉淀和取样钻头长度）则可停止。
[0032] ⑤记录取样起止钻孔深度；平稳提升取样器。
[0033] ⑥卸开钻头及外管接头；平稳推出取样内筒。
[0034] ⑦密封包裹好样筒；待描述或送试验。
[0035] 试用实例：
[0036] 本发明FS—130型和FS—110型两种规格的覆盖层取样器，先后投入金沙江乌东德
水电站预可研及可研阶段的工程地质勘察试用与应用：
[0037] 乌东德坝址水上钻孔覆盖层厚达60-79m，以前采用常规钻探方法进行钻探，其结果效率低、取心
质量差，常常起钻时提出空管，再下钻用钢丝钻头捞取岩心，只能取出较大粒径卵石或块石，地层中的砂层、细颗粒、含泥层等往往都被冲洗液冲跑，从沉淀管内也只能取出已被分选、搅动、层位已不清的部分混合颗粒砂样，岩心采取率一般在30%左右，更无法取出真正的原状结构样。
[0038] 通过采用回转干烧钻方法取出的岩心样也已破坏了其原状结构，无法进行对岩样的进一步试验，这样使得难以查明砂卵石覆盖层的真实组成、结构形式和原状级配，无法满足地质要求。
[0039] 国内厂商生产的取样器，如土层取样器、双管内环刀式取样器、双管爪簧式取样器、φ108mm原状样取砂器、双管超前靴式取样器等，经投入试用都适用范围明显受到限制，这些取样器在乌东德坝址河床的粉细砂层、泥土层或含泥较多的小碎石层中较为实用，但遇到砂卵石层、砂夹石层、稍大粒径砾石层等含石较多的覆盖层就都不能见效，也不易取出理想的原状结构样来，还时常将这些取样器打坏了，使用中取样总体成功率仅30%左右。 [0040] 本发明覆盖层取样器，投入乌东德河床水上钻孔覆盖层进行试用及广泛的应用，在先后实施的坝址区8个水上钻孔的覆盖层取样中，应用发明的新型取样器共取出包含各类单一性软岩与混合性硬岩的原状样109组，取样成功率也达到95%左右。
[0041] 本
说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的
现有技术。
