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1、1 水文地质钻探的重要性和根本义务水文地质钻探的重要性和根本义务2 水文地质钻孔的构造和钻孔设计水文地质钻孔的构造和钻孔设计3 钻进过程中的水文地质观测义务钻进过程中的水文地质观测义务 4 水文地质勘探钻孔的布置原那么水文地质勘探钻孔的布置原那么第三章第三章 水文地质钻探水文地质钻探 水文地质勘察水文地质勘察1 1 1 1 水文地水文地水文地水文地质钻质钻探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本义务义务一、水文地质调查中采用的勘探工程一、水文地质调查中采用的勘探工程l钻探：借助机械或化学方式爆破能破碎岩土层，在地下构成规 格和质量符合设计要求的钻孔，以到达寻觅和开采矿产
2、固、液、气态及其他工程建立目的。回转钻进、冲击钻进、冲击回转钻进。l坑探：坑探是地质勘探义务的一种技术手段，是为了揭露地质及矿产景象而在地表或地下开掘不同类型坑道的义务。探槽、浅井、平巷、斜井和坚井等。 l物探：用物理的原理研讨地质构造和处置找矿勘探中问题的方法。重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。 水文地质勘察水文地质勘察二、水文地质钻探义务的重要性二、水文地质钻探义务的重要性l水文地质钻探按国家规范，水文地质钻探称为水文钻探是直接探明地下水的一种最重要、最可靠的勘探手段。l水文地质钻探是进展各种水文地质实验的必备工程，是对水文地质测绘、水文地质物探成果所作地质结论的检验方
3、法。l随着水文地质调查阶段的深化区域性水文地质调查、专门性水文地质调查，水文地质钻探义务量在整个勘查义务中占有越来越重要的位置。l水文地质钻探，设备复杂繁重、本钱昂贵、施工技术复杂且工期长，对整个勘查的完成、勘查工程的投资起决议作用。1 1 水文地水文地水文地水文地质钻质钻探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本义务义务水文地质勘察水文地质勘察三、水文地质钻探的根本义务三、水文地质钻探的根本义务 总体上讲： 在水文地质测绘、水文地质物探的根底上，进一步查明含水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水温等水文地质条件、特征和参数，处置和验证水文地质测绘和物探遥
4、感义务中难以处置的水文地质问题，为评价和合理开发利用地下水资源提供可靠的水文地质资料和根据。同时，在“以探为主、探采结合成井或专门打井后开采地下水，为工农业消费、国防建立和城镇居民及干旱地域人民提供消费生活用水或矿泉水饮料，直接为国民经济建立和人民生活效能。 1 1 水文地水文地水文地水文地质钻质钻探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本义务义务水文地质勘察水文地质勘察详细来讲：1揭露含水层，探明含水层的埋藏深度、厚度、岩性和水头 压力；查明含水层之间的水力联络。2借助钻孔进展各种水文地质实验，以确定含水层富水性和各种水文地质参数，如：浸透系数(K)、导水系数(T)等
5、。3经过钻孔或在钻进过程中采集水样、岩土样，以确定含水层的水质、水暖和测定岩土的物理力学和水理性质。4利用钻孔监测地下水动态或将钻孔作为供水井。1 1 1 1 水文地水文地水文地水文地质钻质钻探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本义务义务水文地质勘察水文地质勘察四、钻探义务必需遵照的准那么四、钻探义务必需遵照的准那么1水文地质钻探义务必需贯彻执行先水文地质测绘与物探，后钻探施工以 及坚持“先踏勘、后设计和“先设计、后施工的义务程序，即必需在水文地质测绘和物探义务的根底上布置水文地质钻孔，以及坚持没有地质、施工设计，不准施工开钻的原那么。2对于探采结合钻孔，应本着“以探
6、为主，探采结合的原那么进展，即应满足“探为主，在获取准确可靠的水文地质资料的同时结合成井。3水井钻探工程应在有充分水文地质资料的地域进展，并在钻探中采取必要措施搜集和论证水文地质资料，严峻按照成井工艺规程要求成井。1 1 水文地水文地水文地水文地质钻质钻探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本义务义务水文地质勘察水文地质勘察五、钻探义务的根本要求五、钻探义务的根本要求1水文地质钻探是以获取准确可靠的水文地质资料，满足地质设计要求，到达地质设计目的进展的，因此，要本着需求与可以的精神，在进展钻探设计和施工中采取真实可行的最优方法与工艺，满足地质设计要求。同时，要努力提高地
7、质、施工设计的准确程度，以便最大限制地减少因设计不当而呵斥的损失。2在钻探工程施工的全过程中，都要不断贯彻“优质、高效、低耗、平安和“质量第一的原那么，推行运用钻探新设备、新方法、新工艺，提高经济效益。同时，在加强全面质量管理的活动中，既要反对单纯追求进尺，忽视工程质量的倾向，也要反对忽视平安和不注重经济效益，片面追求脱离实际可以或超越规程规范的技术要求。1 1 水文地水文地水文地水文地质钻质钻探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本义务义务水文地质勘察水文地质勘察3要搞好钻孔各项原始资料的记录与整理义务。提交的资料必需真实、准确、可靠，对伪造钻孔原始资料数据者，必需严
8、肃处置。4从事水文地质及水井钻探的全体人员，必需仔细学习和严峻遵守。但本规程中有些条款只是普通性和原那么性的规定要求，在贯彻执行时允许施工单位根据详细情况制定实施细那么或补充规定。此外，有关现场管理制度，可参照和有关规定要求，结合各自的实际情况制定实施细那么或补充规定。1 1 水文地水文地水文地水文地质钻质钻探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本探的重要性和根本义务义务水文地质勘察水文地质勘察一、钻进方法一、钻进方法正循环回转钻进 反循环回转钻进冲击回转钻进 机械冲击钻进 特殊钻进技术与特种工艺 2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 钻孔冲洗作用：冷却钻头，去除孔底
9、岩屑，加固井壁。冲洗液：清水、泥浆、紧缩空气、乳化液。套管：水泥套管、钢管、铸铁管、玻璃钢、塑料管等。水文地质勘察水文地质勘察常用的钻进方法及选用原那么： 软岩和中硬岩层，用硬质合金回转钻头钻进； 中硬及部分中硬以上岩层，用铣齿牙轮钻头钻进； 中硬以上岩层及硬岩，用金刚石钻头钻进； 硬脆岩层，用液动气动孔内冲击器钻进或镶齿牙轮钻进更有效；2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察二、钻孔类型二、钻孔类型1. 地质孔 通常只在小、中比例尺的区域水文地质普查中布置，普通要经过钻探取心进展地层描画和进展简易水文地质观测，但不进展抽水实验。2. 水文地质孔 在各种比例
10、尺的水文地质普查与勘探中布置，普通要进展单孔稳定流抽水实验，必要时要进展多(群)孔非稳定流抽水实验，以获取不同要求的水文地质参数，评价与计算地下水资源。3. 探采结合孔 在各种比例尺的水文地质普查与勘探中均会遇到。4. 观测孔 有抽水实验观测孔和长期观测孔(简称长观孔)两种，通常只在大、中比例尺的水文地质勘探中布置。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察三、水文地质钻孔构造及钻进方法的特点三、水文地质钻孔构造及钻进方法的特点l 构造特点：水文钻孔的构造比普通地质钻孔要复杂得多。l 缘由：水文钻探的义务不仅是取出岩芯，探明地层剖面，还l 必需获得许多水文
11、地质数据，或将井孔保管下来，作为供水l 井或地下水动态观测井长期运用。l 要求：为了实现上述多种功用，对水文钻孔的构造和钻进方l 法就必然有多方面的要求。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察1.钻孔(井)构造包括孔径、孔段和孔深，除地质孔外，井身构造应包括：a.井管：包括井壁管、过滤管、沉淀管的直径、孔段和深度。b.填砾、止水与固井位置及深度。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察l井壁管：支撑和封锁井壁的无孔管。内径应满足抽水设备的安装和正常抽水要求，假设采用深井泵抽水时，安装泵管的井管内径应大于泵管外径约
12、50mm。l过滤管：普通与含水层厚度大体一致，厚度超越30m时，可选用20-30m安装在主要含水层处；假设含水层透水性很差时，可适当加长。l沉淀管：底部用以堆积井内砂粒和沉淀物的无孔管。应与相连的过滤管同径，安装长度普通为46m，底部应封锁，顶部在0.5m范围内应加工成过滤管构造。l井管采用丝扣或电焊衔接，假设运用其他方法衔接时，应保证接头不错动或渗漏。井管衔接成管柱后，轴心线应一致。l管柱底端和过滤管部位应装设扶正器，确保管柱处在井孔中心位置。2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 1井管构造 由井壁管、过滤管和沉淀管等三部分组成，相互相合和要求应符合以下各条规定。水文地质勘察水
13、文地质勘察a. 具有良好的强度，能接受地层和静水侧压力以及管柱自重产生的拉压力。b. 能抵抗井水腐蚀，有较好的防腐蚀性能。c. 无毒、无味，对井水不污染，能溶于水中的有害物质含量低于国家规定目的。d. 管身圆直，端口平整，衔接结实，密封良好，无渗漏、无残缺、无裂纹。2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 2井管性能根本要求 水文地质勘察水文地质勘察 3井壁管类型选择井管类型井 管 特 性适 用 条 件孔 深水 质铸铁井管抗压、抗侧压强度较高，耐冲击、抗拉强度较低，有一定防腐蚀性能中深孔、浅孔适于一般水质的水井中使用钢质井管抗拉、抗压、抗侧压抗弯强度高，有一定的抗腐蚀性能，成本较高深
14、孔、中深孔玻璃钢井管耐腐蚀性能良好，质量轻，有较高的强度，但成本较高中深孔、深孔适于一般水质的水井和腐蚀性较大的水井中聚氯乙烯井管（PVC）耐腐蚀性良好，质量轻，价格低，强度较低浅孔、中深孔2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察1钻孔的直径口径较大。 普通地质勘探孔的主要义务是取岩芯，故口径较小直径普通小于150mm。水文钻孔，除取岩芯外，还必需满足抽水实验或作为消费井取水的要求。为保证抽出更多的水量和便于下入水泵，当前水文地质钻孔或水井的直径普通均在300一500mm，最大孔径可达1000mm或更大。 2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设
15、计 2.水文地质钻孔构造特点水文地质勘察水文地质勘察2钻孔的构造复杂 水文钻孔，为了分层获得不同深度含水层的水质、水量及动态资料，或为阻止非开采层以外含水层中的劣质地下水进入水井之中，常需对揭露的各个含水层采取分层止水的隔离措施。变径下管止水那么是最有效的隔离方法图3一1。有时，为减轻随钻进深度添加而加大的钻机荷载或为节省井壁管材，也需变径。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察3为了保证地下水顺利地进入钻孔水井，同时又能阻止含水层中的细颗粒物质进入钻孔或防止塌孔，在钻孔揭露的含水层段，常需下入复杂的滤水安装，即过滤器；而对井壁与井管之间的非含水层段，
16、那么需用粘土、水泥等止水资料进展封堵，以阻止地表污水或开采含水层以外的劣质地下水沿孔壁和井管之间的空隙流入开采含水层中。因此，水文钻孔的构造是较复杂的图3l。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察4为了防止钻进时所用的泥浆即冲洗液堵塞含水层，影响水井的出水量，对水文孔钻进时所用的冲洗液质量密度、稠度等有严峻要求。普通要求尽量用清水钻进；在砂砾石含水层钻进时，泥浆粘度要求在1825秒之间。在钻进终了后，必需仔细地进展洗井义务。对城市生活和工业用水井，正常运转时的井水含砂量要求小于百万分之一；农业灌溉水井，应小于五十万分之一。5为保证水泵顺利下入井中，并长
17、期平安地义务，对水文钻孔，特别是将用于供水的井，对其孔身斜度孔斜应有严峻要求，普通要求孔身斜度每100m小于1度。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察3. 典型钻孔(井)构外型式1 一径成孔(井)除孔口管外，一径终究的钻孔，即一种口径、一道管柱的钻孔。这类钻孔通常是较稳定的第四纪松散地层或基岩为主的水文地质钻孔、探采结合孔或观测孔。有井管、过滤管填砾或不填砾。没有井管、过滤管的基岩裸孔。下井管、过滤管并填砾孔之孔径普通应比管直径大150-200mm。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察2 多径成孔(井) 具
18、有两个或两个以上变径孔段的钻孔，即多次变径，并用一套或多套管柱的钻孔。通常是上部为第四纪松散层、下部为基岩或具有两个以上主要含水层的水文地质钻孔、探采结合孔及地质孔。通常只在第四纪地层中下井管、过滤管并填砾或不填砾。基岩除破碎带、猛烈风化带需下管外，普通为裸孔。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察4.钻孔构造确实定l 根据钻孔类型、水文地质条件、终孔直径及深度、钻进工艺方法、抽 水方法及钻探设备等要素综合确定。l 进展抽水实验的钻孔，其松散地层的钻孔直径要能满足根据估计出水量选用的过滤管直径和填砾间隙的要求。基岩钻孔直径那么普通以满足根据估计出水量能
19、下入之抽水设备口径要求或过滤管直径要求为根据确定。l 在条件具备与可以时，要采用一径成井工艺；在松散、破碎、严重漏失等复杂地层应采用既护壁性能好又易于破壁解淤的优质泥浆钻进，争取少下或不下套管，以简化钻孔构造。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察四、水文地质钻探的设计四、水文地质钻探的设计 在钻探义务确定之后，水文地质技术人员的重要义务之一，便是编制水文钻孔的设计书，它是钻孔施工的根据。1. 编制根据 水文地质钻探施工设计的编制是根据工程的水文地质设计书或工程委托方案义务书或合同的要求. 在现场踏勘的根底上，按照现有的消费定额、资料耗费定额、人员和设
20、备配备与费用定额等资料为根据进展编制. 根据需求与可以，选用设备和选择最优施工方法与工艺，以确保工程质量和获取量佳的技术经济效益。 2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察2.主要内容 1 施工工程的根本情况和设计根据 工区的地理位置、交通条件、地形地貌、气候和生活条件。 地质条件：包括地层划分和岩石可钻性级别、地质构造和水文地质条件，着重阐明影响钻探施工的主要地质要素。 施工目的与要求：包括钻孔布置与义务量、工程质量目的、水文地质实验与观测要求等。2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察2 供水、供电设计 根据现
21、场踏勘了解的当地水源条件，选择供水方法和设备；采用电力驱动时提出供电方法与要求。3 施工期限与费用预算 根据工程要求，编制施工进度方案。包括选择设备，确定 施工组织方式、开动钻机台数、钻孔施工顺序调度安排及工期要求，进展技术经济目的测算并编制工程费用预算等。 2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 水文地质勘察水文地质勘察4 钻探技术设计 包括钻孔构造、冲洗介质、成井工艺及保证质量与平安的技术措施，并附典型钻孔构造设计图。 2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 l孔深l 水文钻孔的深度，应根据钻探义务来确定，普通要求到达揭露 或打穿主要含水层。l开孔、终孔的直
22、径及孔身变径位置l 开孔直径，在松散岩层中，普通应大于480mm；在稳定岩石中，应大于290mm。为简化水井构造，应尽可以采用“一径终究。当不得不变径时，在松散岩层中的终孔直径不得小于290mm；在稳定岩石中，不得小于180mm。变径的位置，多在含水层下部的隔水层顶部。水文地质勘察水文地质勘察2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 l 不同口径井管的下置深度及所选用的井管资料。l 钻孔中止水段的位置和止水方法。l 过滤器的类型和过滤器下置深度。l 对水井中的非开采含水层段，提出井壁与井管之间隙的回填封堵段的位置、运用资料及要求。l 钻进方法及技术要求，包括对冲洗液质量、岩芯采取
23、率、岩土水样采集、洗孔及孔斜等的要求，以及对观测和编录方面的技术要求。l 设计书应附设计钻孔的地层岩性剖面、井孔构造剖面和钻孔平面位置图。水文地质勘察水文地质勘察2 2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 l 根据设计要求，在施工单位总工程师的主持下，由地质、钻探技术人员共同编制。l 根据地质工程管理权限上报审批，即局(或下达义务的主管单位)管地质工程的施工设计，由施工单位审查后报上级审批；施工单位自管地质工程或承包工程工程的施工设计，由施工单位审批后报上级备案。l 在钻探施工中，如发现设计与实际情况不符时，应及时进展修订或补充，部局管工程凡关系到义务量与经费数量较大的修订要报上级
24、赞同。3.编制与审批水文地质勘察水文地质勘察3 3 钻进过程中的水文地程中的水文地质观测义务在钻进过程中水文地质观测的主要工程1观测冲洗液的耗费量及其颜色、稠度等特性的变化，记录其增减变化量及位置。2钻孔中水位的变化。当发现含水层时，要测定初见水位和天然稳定水位。 为获得各种水文地质资料，除在终孔后进展物探测井和抽水实验外，中心的义务就是在钻进过程中进展水文地质观测。水文地质勘察水文地质勘察3及时描画岩芯，统计岩芯采取率；丈量其裂隙率或岩溶 率。4丈量钻孔的水温变化值及其位置。5观测和记录钻孔的涌水、涌砂、涌气景象、及其起止深度及数量。6观测和记录钻进速度、孔底压力及钻具忽然下落掉钻、孔壁坍塌
25、、缩径等景象和其深度。7按钻孔设计书的要求及时采集水、气、岩、土样品。8在钻进义务终了后，按要求进展综合性的水文地质物探测井义务。3 钻进过程中的水文地程中的水文地质观测义务水文地质勘察水文地质勘察4 4 水文地水文地质勘探勘探钻孔的布置原那么孔的布置原那么 水文地质钻探是一项费用昂贵、技术复杂的义务。因此，水文地质人员在布置水文钻探时，必需持严肃、仔细的态度，力求以最小的钻探义务量，获得最多和更好的地质、水文地质成果，就是说钻孔的布置必需有明确的目的性。 水文地质勘察水文地质勘察4 4 水文地水文地质勘探勘探钻孔的布置原那么孔的布置原那么 一、布置钻孔时要思索水文钻探的主要义务，应明确是查明
26、区域水文地质条件，还是确定含水层水文地质参数、寻觅基岩富水带、评价地下水资源或进展地下水动态观测；主要义务不同，钻孔布置方案必然有所区别。二、布置钻孔时要思索“一孔多用，如：既是水文地质勘探孔，又可保管作为地下水动态观测孔；或者既是勘探孔，又可留用为开采井。三、无论是查明水文地质条件、求取水文地质参数，还是进展地下水动态观测，在确定其钻孔位置时，均应思索其代表性和控制意义。水文地质勘察水文地质勘察4 4 水文地水文地质勘探勘探钻孔的布置原那么孔的布置原那么 四、为分析、认识区域水文地质条件的变化规律，水文地质钻孔应布置成勘探线的方式。1. 查明区域水文地质条件布置的钻孔，普通都布置成勘探线的方
27、式。主要勘探线应沿着区域水文地质条件含水层类型、岩性构造、埋藏条件、富水性、水化学特征等变化最大的方向布置。l在山前冲洪积平原地域，主要的勘探线应沿着冲洪积扇的主轴方向布置；而辅助勘探线那么垂直于冲洪扇的主轴方向布置；l在河谷地域和山间盆地，主要勘探线应垂直河谷和山间盆地布置；l在裂隙岩溶地域，主要勘探线应穿过裂隙岩溶水的补给、径流、排泄区和主要的富水带。水文地质勘察水文地质勘察4 4 水文地水文地质勘探勘探钻孔的布置原那么孔的布置原那么 2. 地下水资源评价的勘探孔，其布置方案必需思索拟采用的地下水资源评价方法。勘探孔所提供资料应满足建立正确的水文地质概念模型、进展含水层水文地质参数分区和控
28、制地下水流场变化特征的要求。当水源地主要依托地下水的侧向径流补给时，主要勘探线必需沿着流量计算断面布置。对于傍河取水水源地，为计算河流侧向补给量，必需布置平行与垂直河流的勘探线。当采用数值模拟方法评价地下水资源时，为正确地进展水文地质参数分区，正确给出预告时段的边境水位或流量值，勘探孔布置普通呈网状方式并能控制住边境上的水位或流量变化。水文地质勘察水文地质勘察4 4 水文地水文地质勘探勘探钻孔的布置原那么孔的布置原那么 3. 以供水勘查为目的的勘探孔，按总原那么布置钻孔时，应思索勘探开采结合，钻孔普通应布置在含水层带富水性最好、成井把握性最大的地段。水文地质勘察水文地质勘察思索题思索题o水文地
29、质调查中采用的勘探工程，包括 、 、 。其中最主要的是水文地质 。o水文地质钻探的根本义务？o水文地质钻孔构造及钻进方法的特点?o水文地质钻孔设计书的内容主要包括哪些？ 水文地质勘察水文地质勘察o在钻进过程中水文地质观测的主要工程？o水文地质勘探钻孔的布置原那么？o为查明区域水文地质条件布置的钻孔，普通主要勘探线应沿着区域水文地质条件变化最 的方向布置。o在山前冲洪积平原地域，主要勘探线应沿着冲洪积扇的 方向布置；在河谷地域，主要勘探线应 河谷布置。o以供水勘查为目的的探采结合孔，钻孔普通应布置在含水层富水性 、成井把握性最大的地段。o对于傍河取水水源地，为计算河流侧向补给量，必需布置 河流的勘探线。思索题思索题水文地质勘察水文地质勘察各种类型钻头各种类型钻头水文地质勘察水文地质勘察2 水文地水文地质钻孔的构造和孔的构造和钻孔孔设计 各种类型钻头各种类型钻头水文地质勘察水文地质勘察牙轮钻头牙轮钻头
