工程地质勘探是工程地质勘察的重要方法和手段。工程地质勘探常用的手段有钻探、坑探及地球物理勘探三类。
钻探和坑探是直接勘探手段，能比较可靠地了解地下地质情况。钻探工程是使用最广泛的一类勘探手段，普遍应用于各类工程。
地球物理勘探简称物探，是一种间接的勘探手段，它可以简便而迅速地探测地下地质情况，且具有立体透视性的优点。但其勘探成果具多解性，使用时往往受到一些条件的局限。
1.钻 探
1）定 义
钻探是指用钻探机具钻进地层的勘探方法。主要作用有：获得用于鉴别、分类和试验的岩芯和土样，划分地层；了解地质构造和不良地质现象的分布；在孔内进行工程地质性能原位测试、水文地质试验、测井和现场监测；获得有关地下水情况的资料。
2）主要作用
获得用于鉴别、分类和试验的岩芯和土样，划分地层；了解地质构造和不良地质现象的分布；在孔内进行工程地质性能原位测试、水文地质试验、测井和现场监测；获得有关地下水情况的资料。
3）工程地质钻探特点
钻探工程的布置，不仅要考虑自然地质条件，还需结合工程类型和特点；钻探深度一般都不大，除了大型水利工程、深埋隧道、核电站以及为了解决专门的地质问题等，孔深一般为十几米到几十米，所以经常采用轻便型的钻机；钻孔多具有综合目的，一个钻孔除需查明地层岩性、地质结构和水文地质条件外，还应进行各种试验、长期观测和取样（岩、土样和水样），有时试验和钻进交替进行，所以钻探速度较慢；在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面，均有特殊要求。
4）钻进方式
（1）冲击式钻进。利用卷扬机借钢丝绳将钻具提升到一定高度，利用钻具自重，迅猛放落，钻具在下落时产生冲击动能，使岩土破碎而加深钻孔。
（2）振动式钻进。通过钻杆将震动器激发的震动传递给孔底管状钻头周围的土中，使土的抗剪阻力急剧降低，同时在一定轴向压力下使钻头贯入土层之中。
（3）回转式钻进。通过钻杆将旋转力矩传递至孔底钻头，同时施加一定的轴向压力使钻头在回转中切入岩土层达到加深钻孔的目的，产生旋转力矩的动力源可以是人力或机械。轴向压力则依靠钻机的加压以及钻具自重。
（4）冲洗式钻进。通过高压射水破坏孔底土层实现钻进。土层被破碎后被水流冲出地面。这是一种简单、快速、成本低廉的钻进方法，适用于砂层、粉土层和不太坚硬的黏性土。但冲出地层的粉屑往往是各土层物质的混合，代表性很差，给地层的判断划分带来困难。
5）手 钻
通常勘探6 m以内浅部地层，适用于小型工程或中型工程的勘察，常采用小口径麻花钻（图5.8）、小口径勺形钻、洛阳铲（图5.9）及北京铲等。
图5.8 小麻花钻钻孔示意图
图5.9 洛阳铲
麻花钻是用人力回转入土，将土的结构破坏，然后拔出，根据钻头土的性质来分析覆土层的情况。勺形钻适用于软土，钻进后提钻时不会将软土滑落。洛阳铲最初由河南省洛阳制作，用来探测黄河大堤被动物打洞的隐患，或用于当地探测墓穴。
在北京地区，由于建筑垃圾普遍存在，洛阳铲强度不够，利用洛阳铲很难钻进，后经改造，钢铲头由半圆形改为圆桶形，加一窗口，并设一开口缝，同时用铝合金空心杆代替木杆。改进后的铲可以打碎砖块，穿透杂填土层，在北京应用较广，俗称北京铲。
为了完成勘探工作的任务，工程地质钻探有以下几项特殊的要求：(www.xing528.com)
（1）对要求鉴别地层和取样的钻孔，均应采取回转方式钻进，以取得岩土样品。遇到卵石、漂石、碎石、块石等类地层不适用于回转式钻进，可改用振动回转方式钻进。
（2）在地下水位以上的地层中应进行干钻，不得使用冲洗液，不得向孔内注水，但可采用能隔离冲洗液的二重或三重管钻进取样。
（3）钻进岩层宜采用金刚石钻头。
（4）在湿陷性黄土中应使用螺旋钻头钻进，亦可采用薄壁钻头锤击钻进。操作应符合“分段钻进、逐次缩减、坚持清孔”的原则。
（5）对可能坍塌的地层应采取钻孔护壁措施，在浅部填土及其他松散地层中，可采用套管护壁。在地下水位以下的饱和软黏土层、粉土层和砂层中宜采用泥浆护壁。在破碎岩层中需要采用优质泥浆、水泥浆或化学浆液护壁，冲洗液漏失严重时，采取充填、封闭等堵漏措施。
（6）钻进中应使孔内水头压力大于或等于孔周边地下水的压力，提钻时应能通过钻头向孔底透水或通气，防止孔底土层由于负压、管涌而受到扰动破坏。
（7）在土层中采用螺旋钻头钻进时，应分回次提取扰动土样，回次进尺不宜超过1.0 m，在主要持力层或重点研究部位，回次进尺不宜超过0.5 m，并应满足鉴别厚度小至20 cm的薄层要求。
2．坑 探
坑探在工程地质勘探中占有重要地位，与一般的钻探工程相比，它的特点是：地质人员能直接观察地质结构细节，准确可靠；可不受限制地从中采取原状结构试样；可用于进行大型现场试验。尤其对研究软弱夹层和破碎带的空间分布特点等意义更大。但是，坑探工程的使用往往受自然地质条件的限制，成本高、周期长，所以在勘探中的比重较之钻探要低得多。
工程地质勘探中常用的坑探工程有探槽、试坑、浅井、竖井（斜井）、平硐和石门（平巷），如图5.10所示。其中前三种为轻型坑探工程，后三种为重型坑探工程。不同坑探工程的特点和适用条件见表5.3。
图5.10 常用坑探工程
表5.3 各种坑探工程的特点和适用条件
3.地球物理勘探
地球物理勘探简称物探，是利用仪器在地面、空中、水上测量地质体物理场的分布情况，通过对测得的数据进行分析，并结合有关的地质资料推断地质体形状的勘探方法。物探有以下几个方面的作用：
（1）由于被探测对象与周围介质之间有明显的物理性质差异，通过物探可判明隐蔽的地质界线界面或异常点。
（2）作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘察点，为钻探成果的内插和外推提供依据。
（3）可以测定岩土体的波速、动弹性模量、动剪切模量、卓越周期、电阻率、放射性辐射参数、土对金属的腐蚀等参数。
注意：地震时，从震源发出的地震波在土层中传播时，经过不同性质地质界面的多次反射，将出现不同周期的地震波。若某一周期的地震波与地基土层固有周期相近，由于共振的作用，这种地震波的振幅将得到放大，此周期称为卓越周期。
近年来，物探发展很快，不断有新的技术方法出现，如瞬态多道面波法、地震CT法、电磁波CT法等。当前，常用的工程物探方法有电法、电磁法、地震波法和声波法、地球物理测井等。在工程地质物探方法中采用最多、最普遍的是电法勘探。
4.勘探孔回填
勘探完工后，勘探孔应及时回填，否则可能造成以下危害：妨碍人、畜安全；形成地表污染源进入地下水的通道；在堤防附近形成管涌通道；在有深层承压水的情况下，在隔水层中形成通道，引起基坑突涌等现象。因此，钻探结束后，勘探孔可根据不同要求选用合适材料进行回填和封堵。
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