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1、第4章 水文地质钻探第1页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探1水文地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 一、一、水文地质钻探的基本任务水文地质钻探的基本任务 1、探明地层剖面及含水层岩性、厚度、埋藏深度、探明地层剖面及含水层岩性、厚度、埋藏深度和水头和水头(位位)；2、采取岩土样和水样，确定含水层的水质、水、采取岩土样和水样，确定含水层的水质、水温及测定岩土物理性质和水理性质；温及测定岩土物理性质和水理性质；3、进行各种水文地质试验，确定含水层的富水、进行各种水文地质试验，确定含水层的富水性及各种水文地质参数；性及各种水文地质参数；4、利用钻孔监测地下水动态
2、或直接作为开采井。、利用钻孔监测地下水动态或直接作为开采井。第2页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 二、水文地质钻探的特点二、水文地质钻探的特点 从从上上述述水水文文地地质质钻钻探探任任务务来来看看，水水文文地地质质钻钻探探不不仅仅要要获获取取岩岩心心、探探明明地地层层剖剖面面，还还要要进进行行各各种种水水文文地地质质试试验验，查查明明含含水水层层的的水水理理性性质质和和富富水水性性，有有时时还还要要将将井井(孔孔)保保留留下下来来作作为为开开采采井井或或长长期期观观测测孔孔。因因此此水水文文地地质质钻钻探探比比
3、地地质质钻钻探探获获取取的的资资料料要要多多，它它具具有自己的一些特点：有自己的一些特点：第3页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 二、水文地质钻探的特点二、水文地质钻探的特点 1、钻孔的孔径大、钻孔的孔径大 一一般般地地质质钻钻孔孔主主要要是是获获取取岩岩芯芯，确确定定地地层层剖剖面面，故故口径较小口径较小(一般小于一般小于130mm)。水水文文地地质质钻钻孔孔还还要要满满足足抽抽水水试试验验或或出出水水量量的的要要求求，因因此此钻钻孔孔口口径径必必须须要要满满足足安安装装抽抽水水设设备备的的要要求求。当当钻钻孔
4、孔孔孔壁不稳定时，还要能满足安装护壁管或过滤器的要求。壁不稳定时，还要能满足安装护壁管或过滤器的要求。因因此此水水文文地地质质钻钻孔孔口口径径比比地地质质钻钻孔孔口口径径大大得得多多。目目前前水水文文地地质质钻钻孔孔或或井井的的口口径径一一般般为为300-500 mm，最大可达最大可达1000 mm。第4页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 二、水文地质钻探的特点二、水文地质钻探的特点 2、钻孔结构复杂，类型多样、钻孔结构复杂，类型多样 (1)(1)结构复杂结构复杂 水水文文地地质质钻钻探探的的目目的的是是要要查查
5、明明各各个个含含水水层层的的水水位位、水水质质、水水量量及及水水文文地地质质参参数数的的资资料料，因因此此需需要要进进行行分分层层止止水水来来隔隔离离各各含水层的水力联系。含水层的水力联系。要要进进行行止止水水就就必必须须变变径径下下管管(图图27)。因此水文地质钻孔结构比较复杂。因此水文地质钻孔结构比较复杂。第5页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 二、水文地质钻探的特点二、水文地质钻探的特点 2、钻孔结构复杂，类型多样、钻孔结构复杂，类型多样 第6页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文
6、地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 二、水文地质钻探的特点二、水文地质钻探的特点 2、钻孔结构复杂，类型多样、钻孔结构复杂，类型多样 (2)(2)类型多样类型多样 水文地质钻孔类型：水文地质钻孔类型：（1）勘探孔）勘探孔主要了解地质、水文地质条件；主要了解地质、水文地质条件；（2）试试验验孔孔完完成成前前者者任任务务外外，尚尚需需进进行行水水文文地地质质试试验；验；（3）观测孔）观测孔主要供水文地质观测和取样；主要供水文地质观测和取样；（4）开开采采孔孔取取得得水水文文地地质质资资料料，开开发发地地下下水水资资源。源。第7页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻
7、探 1水文地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 二、水文地质钻探的特点二、水文地质钻探的特点 3、对冲洗液有特殊要求、对冲洗液有特殊要求 在在地地质质钻钻孔孔施施工工过过程程中中都都使使用用泥泥浆浆作作为为冲冲洗洗液液，起起到到冷冷却却钻钻头头、冲冲出出岩岩粉粉和和防防止止孔孔壁壁坍坍塌塌的的作作用用，但但泥泥浆浆也也会堵塞含水层会堵塞含水层孔孔隙，影响井隙，影响井(孔孔)出水量。出水量。因因此此在在水水文文地地质质钻钻孔孔施施工工时时一一般般不不允允许许使使用用泥泥浆浆作作为为冲洗液，而使用冲洗液，而使用清水清水作为冲洗液。作为冲洗液。但但有有时时孔孔壁壁不不太太完完整整情情
8、况况下下必必须须使使用用泥泥浆浆时时，一一定定要要控控制制泥泥浆浆的的粘粘度度和和密密度度。在在钻钻进进结结束束后后进进行行彻彻底底地洗井工作。地洗井工作。第8页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 二、水文地质钻探的特点二、水文地质钻探的特点 4、钻探工序复杂、观测项目多、钻探工序复杂、观测项目多 水水文文地地质质钻钻探探除除获获取取岩岩心心外外，还还要要进进行行止止水水、洗洗孔和抽水试验孔和抽水试验等工作，因此钻探工序比较复杂。等工作，因此钻探工序比较复杂。观观测测项项目目多多。除除观观察察描描述述岩岩心心外外，
9、还还要要观观测测孔孔内内水水位位、水水温温、冲冲洗洗液液消消耗耗量量以以及及进进尺尺快快慢慢等等，所所以以水水文文地地质质钻钻探探人人员员应应技技术术全全面面，责责任任心心强强，必必须须按按规规定定进进行行各各种种观观测测工工作作，保保证证将将各各项项资资料料收收集集全全，数数据可靠。据可靠。第9页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的水文地质钻探的基本基本任务任务及特点及特点 二、水文地质钻探的特点二、水文地质钻探的特点 小结小结1、钻孔的孔径大、钻孔的孔径大 2、钻孔结构复杂，类型多样、钻孔结构复杂，类型多样 3、对冲洗液有特殊要求、对冲洗液有特殊要求 4
10、、钻探工序复杂、观测项目多、钻探工序复杂、观测项目多 第10页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的基本任务及特点水文地质钻探的基本任务及特点 2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录第11页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 水水文文地地质质钻钻探探是是一一项项成成本本高高、技技术术复复杂杂的的工工作作，在在布布置置水水文文地地质质钻钻探探时时必必须须进进行行详详细
11、细分分析析论论证证，力力求求以以最最少少的的钻钻探探工工作作量量取取得得较较多多的的水水文文地地质质资资料料，就就是是说说要要做做到到每每一一个个钻孔的布置都必须目的明确。钻孔的布置都必须目的明确。第12页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 一、一、一般的布置原则一般的布置原则1 1、为查明区域水文地质条件的钻孔、为查明区域水文地质条件的钻孔 一一般般应应布布置置成成勘勘探探线线的的形形式式，以以便便能能绘绘制制水水文文地地质质剖剖面面，确确定定含含水水层层的的空空间间分分布布及及水水位位、水水质质和和富富水水性性的的变变化化规
12、律。规律。勘勘探探线线一一般般应应沿沿着着水水文文地地质质条条件件变变化化最最大大的的方方向向布布置置，对对勘勘探探线线上上不不同同类类型型含含水水层层及及补补给给、径径流流和和排排泄泄区区都都应布置控制钻孔。应布置控制钻孔。勘勘探探线线的的密密度度既既要要考考虑虑水水文文地地质质条条件件复复杂杂程程度度，又要与调查阶段的要求相适应应。又要与调查阶段的要求相适应应。第13页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 一、一般的布置原则一、一般的布置原则1 1、为查明区域水文地质条件的钻孔为查明区域水文地质条件的钻孔第14页，本讲稿共55
13、页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 一、一般的布置原则一、一般的布置原则2 2、为地下水资源评价布置的勘探孔、为地下水资源评价布置的勘探孔其其布布置置方方案案必必须须考考虑虑拟拟采采用用的的地地下下水水资资源源评评价价方方法法。勘勘探探孔孔所所提提供供的的资资料料应应满满足足建建立立正正确确的的水水文文地地质质概概念念模模型型、进进行行含含水水层层水水文文地地质质参参数数分分区区和和控控制制地地下下水水流场变化特征流场变化特征的要求。的要求。当当水水源源地地主主要要依依靠靠地地下下水水的的侧侧向向径径流流补补给给时时，主主要要勘探线必须沿着流
14、量计算断面布置。勘探线必须沿着流量计算断面布置。对对于于傍傍河河取取水水水水源源地地，为为计计算算河河流流侧侧向向补补给给量量，必必须布置平行与垂直河流的勘探线。须布置平行与垂直河流的勘探线。第15页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 一、一般的布置原则一、一般的布置原则 2 2、为地下水资源评价布置的勘探孔、为地下水资源评价布置的勘探孔当当采采用用数数值值模模拟拟方方法法评评价价地地下下水水资资源源时时，为为正正确确地地进进行行水水文文地地质质参参数数分分区区，正正确确给给出出预预报报时时段段的的边边界界水水位位或或流流量量值
15、值，勘勘探探孔孔布布置置一般一般呈网状形式并能控制住边界上的水位或流量呈网状形式并能控制住边界上的水位或流量变化。变化。3 3、以供水为勘查目的的勘探孔、以供水为勘查目的的勘探孔钻钻孔孔应应主主要要在在地地下下水水可可能能开开采采地地段段内内，并并尽尽可可能能考考虑虑勘勘探探与与开开采相结合，发挥采相结合，发挥“一孔多用一孔多用”。4、以排水为目的的勘探孔、以排水为目的的勘探孔钻钻孔孔应应主主要要围围绕绕基基坑坑，或或采采矿矿地地段段布布置置，并并尽尽可可能能与与排排水水孔孔设设计计相相结结合。合。第16页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻
16、孔的布置原则 一、一般的布置原则一、一般的布置原则5 5、勘探孔的密度、勘探孔的密度 既既要要考考虑虑水水文文地地质质条条件件复复杂杂程程度度，又又要要与与相相应应调调查查阶阶段段相相适适应应。一一般般来来说说，水水文文地地质质条条件件比比较较复复杂杂，钻钻孔孔可可密密些些，水水文文地地质质条件简单，钻孔可疏些，但不要平均使用工作量。条件简单，钻孔可疏些，但不要平均使用工作量。6、钻孔的代表性、钻孔的代表性 无无论论是是查查明明水水文文地地质质条条件件、求求取取水水文文地地质质参参数数，还还是是地地下下水水动动态态，在在确确定其钻孔位置时，要考虑其代表性和控制意义定其钻孔位置时，要考虑其代表性
17、和控制意义由由于于水水文文地地质质条条件件的的多多变变性性，勘勘探探目目的的的的多多样样性性，还还没没有有固固定定的的模模式式可可供供使使用用，一一定定要要在在充充分分分分析析水水文文地地质质条条件件的的基基础础上上，按按照照勘勘探探任任务务和和评评价价方法的需要布置钻孔方法的需要布置钻孔。第17页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 一、一般的布置原则一、一般的布置原则小结小结1 1、为查明区域水文地质条件的钻孔、为查明区域水文地质条件的钻孔 2 2、为地下水资源评价布置的勘探孔、为地下水资源评价布置的勘探孔 3 3、以供水为勘
18、查目的的勘探孔、以供水为勘查目的的勘探孔 4 4、以排水为目的的勘探孔、以排水为目的的勘探孔5 5、勘探孔的密度、勘探孔的密度 6、钻孔的代表性、钻孔的代表性第18页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 二、二、不同水文地质条件地区的布置原则不同水文地质条件地区的布置原则1 1、松散沉积区、松散沉积区 （1 1）山间盆地）山间盆地 山间盆地内的山间盆地内的主要勘探线主要勘探线，应沿山前至盆地中心方向布置。，应沿山前至盆地中心方向布置。盆盆地地边边缘缘钻钻孔孔，控控制制盆盆地地的的边边界界条条件件，以以查查明明山山区区地地下下水水对
19、对盆地含水层的补给条件。盆地含水层的补给条件。盆地内部钻孔盆地内部钻孔，控制主要含水层在水平和垂直方向上的变化规律。，控制主要含水层在水平和垂直方向上的变化规律。区区域域地地下下水水的的排排泄泄区区，应应布布置置一一定定量量的的钻钻孔孔，查查明明其其排排泄泄条条件。件。第19页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 二、不同水文地质条件地区的布置原则二、不同水文地质条件地区的布置原则1 1、松散沉积区、松散沉积区（2 2）山前倾斜平原地区）山前倾斜平原地区 勘勘探探线线应应控控制制山山前前倾倾斜斜平平原原含含水水层层的的分分布布及及
20、其其在在纵纵向向（从从山山区区到到平平原原）和和横横向向上上的的变变化化特特点点，即即主主要要勘勘探探线线应应平平行行冲冲、洪洪积积扇轴，扇轴，辅助勘探线辅助勘探线则垂直冲、洪积扇轴。则垂直冲、洪积扇轴。（3 3）河流平原地区）河流平原地区 勘勘探探线线应应垂垂直直于于主主要要的的现现代代河河流流方方向向布布置置，以以查查明明古古河河道道的的分分布布规规律律和和主主要要含含水水层层在在水水平平和和垂垂直直方方向向上上的的变变化化，布布置置网网状勘探线状勘探线来查明含水层的分布规律。来查明含水层的分布规律。第20页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文
21、地质钻孔的布置原则 二、不同水文地质条件地区的布置原则二、不同水文地质条件地区的布置原则1 1、松散沉积区、松散沉积区（4 4）滨海平原地区）滨海平原地区 勘勘探探线线应应垂垂直直海海岸岸线线布布置置，在在海海滩滩、砂砂堤堤、各各级级海海成成阶阶地地上上，均均应应布布有有勘勘探探孔孔，以以查查明明含含水水层层的的岩岩性性、岩岩相相、富富水水性性等等的的变化规律。变化规律。第21页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 二、不同水文地质条件地区的布置原则二、不同水文地质条件地区的布置原则2 2、基岩区、基岩区（1 1）裂隙岩层分布地区
22、）裂隙岩层分布地区 为为查查明明风风化化裂裂隙隙水水埋埋藏藏分分布布规规律律，勘勘探探线线一一般般沿沿着着河河谷谷至分水岭的方向布置至分水岭的方向布置，孔深一般小于，孔深一般小于100m100m。为为查查明明层层间间裂裂隙隙含含水水层层及及各各种种富富水水带带，勘勘探探线线应应垂垂直直于于含含水水层层或或含含水水带带走走向向的的方方向向布布置置，其其孔孔深深决决定定于于层层状状裂隙水的埋藏深度和构造富水带发育深度。裂隙水的埋藏深度和构造富水带发育深度。第22页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 二、不同水文地质条件地区的布置原则
23、二、不同水文地质条件地区的布置原则2 2、基岩区、基岩区（2 2）岩溶地区）岩溶地区 对对于于北北方方岩岩溶溶水水盆盆地地，勘勘探探线线应应沿沿区区域域岩岩溶溶水水的的补补给给区区到到排排泄泄区区的的方方向向布布置置，以以查查明明不不同同地地段段的的岩岩溶溶发发育育规律。规律。对对于于以以管管道道流流为为主主的的南南方方岩岩溶溶区区布布置置水水文文地地质质勘勘探探孔孔时时，除除考考虑虑上上述述原原则则外外，尚尚应应考考虑虑有有利利于于查查明明区区内内主主要要地下暗河位置地下暗河位置。第23页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 二
24、、不同水文地质条件地区的布置原则二、不同水文地质条件地区的布置原则小结小结 1 1、松散沉积区、松散沉积区（1）山间盆地）山间盆地（2）山前平原）山前平原（3）河流平原）河流平原（4）滨海平原）滨海平原2 2、基岩区、基岩区（1）裂隙岩层分布地区）裂隙岩层分布地区（2）岩溶地区）岩溶地区 第24页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的基本任务及特点水文地质钻探的基本任务及特点 2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录第25页，本讲稿
25、共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 一、钻孔孔身结构的设计及技术要求一、钻孔孔身结构的设计及技术要求 1 1、孔深、孔深 钻钻孔孔孔孔深深主主要要根根据据钻钻孔孔的的目目的的要要求求、地地质质条条件件，并并结结合合生生产产技技术术条条件件来来确确定定。水水文文地地质质勘勘探探钻钻孔孔的的深深度度，原原则则上上应应揭揭穿穿主主要要含含水水层层。基基岩岩孔孔应应穿穿透透主主要要富富水水段段，岩岩溶溶区区应应揭揭穿穿岩岩溶溶发发育育带带（或或主主要要岩岩溶溶含含水层）。水层）。第26页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地
26、质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 一、钻孔孔身结构的设计及技术要求一、钻孔孔身结构的设计及技术要求 2 2、钻孔结构及孔径、钻孔结构及孔径 水水文文地地质质钻钻孔孔的的结结构构应应根根据据地地层层结结构构和和钻钻探探任任务务确确定定，一一般般应应尽尽量量使使孔孔身身结结构构简简单单，尽尽可可能能“一一径径到到底底”。当当需需要要取取得得不不同同含含水水层层(段段)水水文文地地质质参参数数及及水水质质、水水位位、水水量量资资料料时时，一一般般是是采采取取变变径径下下管管止止水水方方法法与与其他含水层其他含水层(段段)隔离，这时钻孔结构就比较复杂。隔离，这时钻孔结构就
27、比较复杂。第27页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 一、钻孔孔身结构的设计及技术要求一、钻孔孔身结构的设计及技术要求 2 2、钻孔结构及孔径、钻孔结构及孔径 第28页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 一、钻孔孔身结构的设计及技术要求一、钻孔孔身结构的设计及技术要求 2 2、钻孔结构及孔径、钻孔结构及孔径 钻钻孔孔孔孔径径一一般般是是根根据据钻钻孔孔任任务务先先设设计计终终孔孔孔孔径径，然然后后根根据据变变径径次次数数推推算算出出开开孔孔孔孔
28、径径，再再根根据据抽抽水水设设备备处处的的口口径径进进行行检检验验，一一般般钻钻孔孔孔孔径径应应比比抽抽水水设设备备外外径径大大50mm，当当需需要要设设置置过过滤滤器器时时，孔孔径径还必须满足过滤器安装的需要。还必须满足过滤器安装的需要。在松散岩区，在松散岩区，开孔开孔多在多在480mm以上，以上，终孔终孔多在多在290 mm以上；以上；基岩区，基岩区，开孔开孔多在多在290mm以上，以上，终孔终孔多在多在180 mm以上。以上。变径的位置，多在含水层下部的隔水层顶部。变径的位置，多在含水层下部的隔水层顶部。第29页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与
29、技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 一、钻孔孔身结构的设计及技术要求一、钻孔孔身结构的设计及技术要求 3 3、过滤器、过滤器 过过滤滤器器是是指指安安装装在在钻钻孔孔含含水水层层（段段）的的一一种种带带孔孔井井管管，其其作作用用是是保保证证含含水水层层中中地地下下水水顺顺利利进进入入井井管管中中，同同时时防防止止井井壁壁坍坍塌塌及及含含水水层层细细粒粒物物质质进进入入井井中中造造成水井淤塞。成水井淤塞。对对于于松松散散层层钻钻孔孔，为为了了防防止止孔孔壁壁坍坍塌塌和和保保证证地地下下水顺利进入孔内，需要设置过滤器；水顺利进入孔内，需要设置过滤器；对对于于基基岩岩含含水水层层，当当孔孔壁壁破破碎
30、碎不不完完整整时时，也也需需要安装过滤器来保护孔壁。要安装过滤器来保护孔壁。第30页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 一、钻孔孔身结构的设计及技术要求一、钻孔孔身结构的设计及技术要求 3 3、过滤器、过滤器 一一般般应应根根据据含含水水层层岩岩性性、厚厚度度和和埋埋藏藏情情况况对对过过滤滤器器类型和下置深度类型和下置深度做出设计。做出设计。过过滤滤器器长长度度，一一般般应应与与含含水水层层（段段）厚厚度度一一致致。当当含含水水层层较较厚厚时时，可可设设计计非非完完整整井井抽抽水水，每每段段过过滤滤器器长长度度一般一般
31、202030m30m。孔内沉淀管长度。孔内沉淀管长度5m5m左右。左右。第31页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 一、钻孔孔身结构的设计及技术要求一、钻孔孔身结构的设计及技术要求 小结小结 1 1、孔深、孔深 2 2、钻孔结构及孔径、钻孔结构及孔径 3 3、过滤器、过滤器 第32页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 二、钻孔止水的设计及技术要求二、钻孔止水的设计及技术要求 为为了了获获得得各各个个含含水水层层的的水水位位、水水量量及及水水文文
32、地地质质参参数数，在在多多层层结结构构含含水水层层中中进进行行钻钻探探，需需要要分分层层止止水水，以以进进行行分分层抽水试验。层抽水试验。1 1、止水部位的选择、止水部位的选择止止水水部部位位应应选选在在隔隔水水性性能能好好、厚厚度度较较大大而而稳稳定定的的岩岩层中。层中。2、止水方法及材料选择、止水方法及材料选择应根据应根据止水要求和孔内地质条件止水要求和孔内地质条件来确定。来确定。第33页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 二、钻孔止水的设计及技术要求二、钻孔止水的设计及技术要求 2、止水方法及材料选择、止水方法及
33、材料选择（1 1）暂时性止水）暂时性止水水水文文地地质质勘勘探探孔孔，只只满满足足分分层层观观测测及及试试验验时时，常常用用粘粘土土、海带、橡胶、牛皮海带、橡胶、牛皮等进行暂时性止水。等进行暂时性止水。（2）永久性止水）永久性止水对对勘勘探探开开采采孔孔或或开开采采孔孔，需需用用粘粘土土，水水泥泥、沥沥青青等等材材料料进进行行永久性止水。永久性止水。（3）止水效果检查）止水效果检查止止水水效效果果如如何何，必必须须进进行行检检查查，常常用用检检查查方方法法是是在在止止水水管管内抽水或注永，观测其管外水位变化。内抽水或注永，观测其管外水位变化。第34页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水
34、文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 表表2.42.4常用止水材料对比表常用止水材料对比表 材料名称材料名称适用条件适用条件优缺点优缺点海带海带1松松散散岩岩层层和和基基岩岩钻钻孔孔暂暂时时止止水水；2管径与孔径相差二级以上管径与孔径相差二级以上海海带带膨膨胀胀性性强强，止止水水快快，效效果果好好，但但不不能能用用作永久止水，亦不适合于破碎段止水作永久止水，亦不适合于破碎段止水粘土粘土1水水压压和和水水流流不不太太大大，隔隔水水层层厚厚度度大大于于5m的的同同异异径径止止水水；2适适于于松松散岩层和裂隙岩溶岩层止水散岩层和裂隙岩溶岩层止水方方法法简简单单，操操作作
35、方方便便，成成本本低低，效效果果好好，但但被钻具碰动时，易失去止水效果被钻具碰动时，易失去止水效果水泥水泥适合于各种条件的永久性止水适合于各种条件的永久性止水方方法法简简单单，效效果果好好，但但成成本本稍稍高高，固固结结时时间间较长较长牛皮牛皮1潜潜水水及及出出水水量量大大、水水压压高高的的承承压压水；水；2孔壁完整的换径处孔壁完整的换径处膨膨胀胀性性强强，效效果果好好，但但成成本本高高，不不适适于于长长期期止水止水橡胶橡胶1完完整整基基岩岩钻钻孔孔；2松松散散层层可可试试用用可可塑塑性性强强，效效果果好好，但但成成本本高高，工工序序麻麻烦烦，只适用于暂时性止水只适用于暂时性止水第35页，本讲
36、稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 三、三、钻探冲洗液的设计及技术要求钻探冲洗液的设计及技术要求 理理论论上上，水水文文地地质质钻钻孔孔最最好好使使用用清清水水钻钻进进。实实际际工工作作中中，为为节节省省护护孔孔管管材材和和提提高高钻钻进进效效率率，经经常常使使用用泥泥浆浆钻进。钻进。但但使使用用泥泥浆浆粘粘度度过过大大，对对含含水水层层透透水水性性会会产产生生严严重重不不利利影影响响。因因此此，必必须须严严格格控控制制泥泥浆浆的的粘粘度度。一一般般水水文文地地质质钻钻孔孔钻钻进进时时的的泥泥浆浆粘粘度度最最好好小小于于18
37、18秒秒，地地质质勘勘探探孔孔使使用用的泥浆粘度可以放宽到的泥浆粘度可以放宽到20202525秒秒。第36页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 四、钻孔孔斜的设计及技术要求四、钻孔孔斜的设计及技术要求 为为保保证证下下管管顺顺利利和和抽抽水水设设备备安安装装及及正正常常运运行行，应应对对孔孔斜斜提提出出要要求求。一一般般要要求求孔孔深深小小于于lOOmlOOm时时，孔孔斜斜不不得得超超过过1 1度度，当当孔孔深深大大于于lOOmlOOm时时，每每增增加加lOOmlOOm孔孔斜斜不不得得超超过过3 3度度，并并要要求求每
38、每50m50m测测一一次次孔孔斜斜，以以检检查查是否符合设计要求。是否符合设计要求。第37页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 五、钻进方法及技术要求五、钻进方法及技术要求 钻进方法钻进方法应根据地层岩性和钻孔任务确定。应根据地层岩性和钻孔任务确定。对对基基岩岩地地层层一一般般采采用用回回转转钻钻进进；对对于于松松散散岩岩层层，当当不不需需要要取取岩岩心心时时，可可采采用用冲冲击击钻钻进进，当当需需要要取取岩岩心心时，应采用时，应采用回转钻进回转钻进。钻钻进进技技术术要要求求包包括括对对冲冲洗洗液液和和岩岩心心采采取取
39、等等的的要要求求。对对于于水水文文地地质质钻钻孔孔应应尽尽量量使使用用清清水水钻钻进进，当当必必须须使使用用泥浆时，必须提出泥浆粘度和密度的要求。泥浆时，必须提出泥浆粘度和密度的要求。第38页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 五、钻进方法及技术要求五、钻进方法及技术要求 对对岩岩心心采采取取的的要要求求应应以以能能满满足足鉴鉴定定岩岩性性和和分分层层的的需要。需要。对对松松散散岩岩层层来来说说，一一般般2-3m2-3m取取一一个个岩岩(土土)样样，变变层层时时应应加加密密取取样样。对对基基岩岩来来说说，岩岩心心采采取
40、取率率不不得得小小于于7070，无无岩心长度不得超过岩心长度不得超过2m2m。水水文文地地质质钻钻孔孔设设计计书书应应附附有有钻钻孔孔的的地地层层岩岩性性剖剖面面图图、井孔结构剖面和钻孔平面位置图。井孔结构剖面和钻孔平面位置图。第39页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 小结小结一、钻孔孔身结构的设计及技术要求一、钻孔孔身结构的设计及技术要求 二、钻孔止水的设计及技术要求二、钻孔止水的设计及技术要求 三、钻探冲洗液的设计及技术要求三、钻探冲洗液的设计及技术要求 四、钻孔孔斜的设计及技术要求四、钻孔孔斜的设计及技术要求
41、五、钻进方法及技术要求五、钻进方法及技术要求 第40页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探 1水文地质钻探的基本任务及特点水文地质钻探的基本任务及特点 2水文地质钻孔的布置原则水文地质钻孔的布置原则 3 水文地质钻孔设计与技术要求水文地质钻孔设计与技术要求 4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录第41页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 水文地质钻探成果是靠钻探过程中的观测和编录水文地质钻探成果是靠钻探过程中的观测和编录取得的。观测和编录还能及时发现问题并指导钻探取得
42、的。观测和编录还能及时发现问题并指导钻探施工，因此在钻探过程中水文地质观测和编录要及施工，因此在钻探过程中水文地质观测和编录要及时。观测和编录的内容主要有：时。观测和编录的内容主要有：1 1、岩心观测；、岩心观测；2 2、水文地质观测；、水文地质观测；3 3水文地质钻探的编水文地质钻探的编录工作录工作 第42页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 一、岩心观测一、岩心观测 岩岩心心观观测测是是确确定定地地层层岩岩性性及及其其空空隙隙性性的的主主要要手手段段。在在水水文文地地质质钻钻探探过过程程中中，要要求求每每次
43、次提提钻钻后后立立即即对对岩岩心心进进行行编编号号，仔仔细细观观察察、描描述述、测测量量和和编编录录。观观测测内内容容包包括括岩岩性性、厚厚度度、裂裂隙隙发发育育特特征征及及充充填填胶胶结结情情况况，计计算岩心采取率及裂隙率或岩溶率。算岩心采取率及裂隙率或岩溶率。1、岩心地质描述、岩心地质描述 对对岩岩心心观观察察描描述述内内容容与与对对地地面面岩岩石石露露头头描描述述的的内容基本相同。重点放在内容基本相同。重点放在判断岩石的透水性判断岩石的透水性上。上。第43页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 一、岩心观测
44、一、岩心观测2、计算岩心采取率、计算岩心采取率研研究究岩岩心心采采取取率率，可可以以判判断断坚坚硬硬岩岩石石的的破破碎碎程程度度及及岩岩溶溶发发育育强强度度，进进而而分分析析岩岩石石的的透透水水性性和和确确定定含含水水层层位位。一一般般基基岩岩中中要要求求不不得得小小于于7070，构构造造破破碎碎带带、风风化化裂隙带、岩溶带中不得小于裂隙带、岩溶带中不得小于5050。3、统计裂隙率及岩溶率、统计裂隙率及岩溶率裂裂隙隙率率或或岩岩溶溶率率，可可统统计计全全孔孔、某某层层位位或或某某个深度内的，视要求而定。个深度内的，视要求而定。第44页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水
45、文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 一、岩心观测一、岩心观测4、采取岩样或土样、采取岩样或土样按按设设计计层层位位和和深深度度，采采取取岩岩样样或或土土样样，以以供供观观察察、鉴定、分析和实验之用。鉴定、分析和实验之用。5、准确划分含水层（段）、准确划分含水层（段）按按要要求求在在终终孔孔前前在在孔孔内内进进行行综综合合物物探探测测井井，以以准确划分含水层（段），取得有关参数资料。准确划分含水层（段），取得有关参数资料。第45页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 一、岩心观测一、岩心观测
46、小结小结1、岩心地质描述、岩心地质描述 2、计算岩心采取率、计算岩心采取率3、统计裂隙率及岩溶率、统计裂隙率及岩溶率4、采取岩样或土样、采取岩样或土样5、准确划分含水层（段）、准确划分含水层（段）第46页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 二、水文地质观测二、水文地质观测 1、冲洗液的观测、冲洗液的观测 冲冲洗洗液液质质和和量量的的变变化化能能反反映映钻钻进进岩岩层层的的岩岩性性和和透透水水性性，因因此此钻钻进进过过程程中中要要随随时时观观测测冲冲洗洗液液的的消消耗耗量量及颜色、稠度和水温及颜色、稠度和水温的变
47、化，并记录其变化的位置。的变化，并记录其变化的位置。第47页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 二、水文地质观测二、水文地质观测 2、孔中水位的观测、孔中水位的观测 当当钻钻孔孔中中揭揭露露新新的的含含水水层层时时，孔孔内内的的水水位位会会发发生生变变化化，所所以以在在钻钻进进过过程程中中要要随随时测量孔中的时测量孔中的水位水位。为为不不影影响响钻钻进进工工作作，通通常常是是利利用用起起、下下钻钻之之间间的的时时间间间间隙隙。当当发发现现水水位位明明显显上上升升或或下下降降时时应应测测量量其其初初见见水水位位和
48、和稳稳定定水水位位，并记录其位置和水位高程。并记录其位置和水位高程。第48页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 二、水文地质观测二、水文地质观测 3、钻孔涌水现象观测、钻孔涌水现象观测孔孔口口涌涌水水，表表明明承承压压水水头头高高于于地地面面，应应立立即即停停钻，记录钻进深度，测定钻，记录钻进深度，测定稳定水位和涌水量稳定水位和涌水量。4、水温观测、水温观测 当当钻钻进进揭揭露露不不同同含含水水层层时时，要要分分别别测测定定其其水水温温。对对厚厚层层含含水水层层，要要分分上上、中中、下下三三段段，分分别别测测定
49、定地地下下水水温温度。测量水温时，应同时观测气温度。测量水温时，应同时观测气温。第49页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 二、水文地质观测二、水文地质观测 5、孔内现象观测、孔内现象观测 钻钻进进过过程程中中对对孔孔内内发发生生的的能能帮帮助助分分析析判判断断水水文文地地质质条条件件的的各各种种现现象象都都应应进进行行观观测测和和记记录录。这这些些现现象象包包括括：进进尺尺突突然然变变快快、异异常常响响声声、钻钻具具陷陷落落、涌涌砂砂、孔孔壁壁坍坍塌塌等等。当当出出现现这这些些现现象象时时都都要要分分析析产产
50、生生原原因因并并记记录录其其位置及起止深度。位置及起止深度。6、取水样、取水样评评价价地地下下水水水水质质，一一般般可可在在测测定定含含水水层层稳稳定定水水位位后采取。后采取。第50页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探过程中的观测与编录水文地质钻探过程中的观测与编录 二、水文地质观测二、水文地质观测 小结小结1、冲洗液的观测、冲洗液的观测2、孔中水位的观测、孔中水位的观测3、钻孔涌水现象观测、钻孔涌水现象观测4、水温观测、水温观测 5、孔内现象观测、孔内现象观测 6、取水样、取水样第51页，本讲稿共55页第四章第四章 水文地质钻探水文地质钻探4 水文地质钻探