第3章 水文地质钻探与物探

专门水文地质学
§2 水文钻探的技术要求 二、钻进过程中的水文地质观测工作 观测工作的主要目的
1）及时发现孔底地层岩石的变化，并进行观测以弥补岩芯 ）及时发现孔底地层岩石的变化， 采取率的不足； 采取率的不足； 2)及时发现钻孔是否揭露了某个含水层（带）； 及时发现钻孔是否揭露了某个含水层（ 及时发现钻孔是否揭露了某个含水层 3)帮助确定含水层（带）的埋藏深度、厚度及其富水性； 帮助确定含水层（ 帮助确定含水层 的埋藏深度、厚度及其富水性； 4)分别取得不同含水层的水头、水温和水化学成分的资料； 分别取得不同含水层的水头、水温和水化学成分的资料； 分别取得不同含水层的水头 5)为最终确定水井的成井结构提供所需的地质依据。 为最终确定水井的成井结构提供所需的地质依据。 为最终确定水井的成井结构提供所需的地质依据
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§2 水文钻探的技术要求 一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的设计
1)孔深 应根据钻探任务来确定，一般要求揭露或打穿主 孔深 应根据钻探任务来确定， 要含水层。 要含水层。 2)孔径 2)孔径 开孔直径：在松散岩层中一般应大于450mm； 开孔直径：在松散岩层中一般应大于 ； 在坚硬岩石中应大于290mm。 在坚硬岩石中应大于 。 井径变化：应尽可能采用“一径到底” 井径变化：应尽可能采用“一径到底”； 必要时依据取水泵型号确定。 必要时依据取水泵型号确定。
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§2 水文钻探的技术要求 一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的设计
3)不同口径井管的下置深度及所选用的井管材料。 不同口径井管的下置深度及所选用的井管材料。 不同口径井管的下置深度及所选用的井管材料 4)钻孔中止水段的位置和止水方法。 钻孔中止水段的位置和止水方法。 钻孔中止水段的位置和止水方法 5)过滤器的类型和过滤器下置深度。 过滤器的类型和过滤器下置深度。 过滤器的类型和过滤器下置深度
主要勘探线应沿着区域水文地质条件（含水层类型、岩性结构、 主要勘探线应沿着区域水文地质条件（含水层类型、岩性结构、埋藏 条件、富水性、水化学特征等）变化最大的方向布置； 条件、富水性、水化学特征等）变化最大的方向布置； 对区内每个主要含水层的补给、径流、排泄和水量、 对区内每个主要含水层的补给、径流、排泄和水量、水质不同的地段 均应有勘探钻孔控制。 均应有勘探钻孔控制。
冲洗液要求
一般要求尽量用清水钻进；在砂砾石含水层钻进时， 一般要求尽量用清水钻进；在砂砾石含水层钻进时，泥浆黏 度要求为18-25s。 。 度要求为
① 洗井要求
城市生活和工业用水井， 城市生活和工业用水井，正常运行时的井水含砂量要求小于 百万分之一， 百万分之一，而农业灌溉水井则应小于五十万分之一 。
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§2 水文钻探的技术要求
二、钻进过程中的水文地质观测工作 钻进过程中水文地质观测
5)观测和记录钻孔的涌水、涌砂、涌气现象及其起止深 观测和记录钻孔的涌水、涌砂、 观测和记录钻孔的涌水 度和数量； 度和数量； 6)观测和记录钻进速度、孔底压力及钻具突然下落（掉 观测和记录钻进速度、孔底压力及钻具突然下落（ 观测和记录钻进速度 钻）、孔壁坍塌、缩径等现象和其深度； ）、孔壁坍塌、缩径等现象和其深度； 孔壁坍塌 7)按钻孔设计书的要求及时采集水、气、岩、土样品； 按钻孔设计书的要求及时采集水、 按钻孔设计书的要求及时采集水 土样品； 8)在钻进工作结束后，按要求进行综合性的水文地质物 在钻进工作结束后， 在钻进工作结束后 探测井工作。 探测井工作。
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§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的特点
(2)钻孔的结构复杂； 钻孔的结构复杂； 钻孔的结构复杂
分层取样 分层止水 分层取水 变径下管
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§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的特点
(3)洗井要求严格； 洗井要求严格； 洗井要求严格
槽探
为了揭露被覆盖的岩层或矿体，在地表挖掘的沟槽。 为了揭露被覆盖的岩层或矿体，在地表挖掘的沟槽。一般采用 与岩层或矿层走向近似垂直的方向， 与岩层或矿层走向近似垂直的方向，长度可根据用途和地质情况决 槽底宽0.6 0.6米 定。断面形状一般呈倒梯形 ，槽底宽0.6米，通常要求槽底应深入 基岩约0.3米 探槽最大深度一般不超过3 基岩约0.3米，探槽最大深度一般不超过3米。 0.3
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§1 水文钻探的基本任务 1、水文钻探工作的重要性
(3)是对地下水资源调查、水 是对地下水资源调查、 是对地下水资源调查 文地质物探成果所作地质结论 文地质物探成果所作地质结论 的检验方法。 的检验方法。
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§1 水文钻探的基本任务
基本任务
（1）揭露含水层，探明水文地质条件 揭露含水层， 包括：含水层的埋藏深度、厚度、岩性和水头压力， 包括：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系； 查明含水层之间的水力联系； （2）获取水文地质参数 借助钻孔进行各种水文地质试验， 借助钻孔进行各种水文地质试验，确定含水层富水 性和各种水文地质参数； 性和各种水文地质参数；
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钻孔结构图
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§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的设计
6)对水井中的非开采含水层段，提出井壁与井管间隙的 对水井中的非开采含水层段， 对水井中的非开采含水层段 回填封堵段的位置、使用材料及要求。 回填封堵段的位置、使用材料及要求。 7)钻进方法及技术要求，包括对冲洗液质量、岩芯采取 钻进方法及技术要求，包括对冲洗液质量、 钻进方法及技术要求 率、岩土水样采集、洗孔及孔斜等的要求，以及对观 岩土水样采集、洗孔及孔斜等的要求， 测和编录方面的技术要求。 测和编录方面的技术要求。
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§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的特点
(4)孔深斜度要求严格； 孔深斜度要求严格； 孔深斜度要求严格
为保证水泵顺利下入井中，并长期安全地工作，一般 为保证水泵顺利下入井中，并长期安全地工作， 要求孔身斜度每深l00m小于1 要求孔身斜度每深l00m小于1º l00m小于
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§1 水文钻探的基本任务 1、水文钻探工作的重要性
(1) 直接探明地下水的一种最重要、最可靠的勘探手段； 直接探明地下水的一种最重要 最可靠的勘探手段； 地下水的一种最重要、
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§1 水文钻探的基本任务 1、水文钻探工作的重要性
(2)是进行各种水文地质试验的必备工程； 是进行各种水文地质试验的必备工程； 是进行各种水文地质试验的必备工程
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§3 水文勘探钻孔的布置原则
2)主要为地下水资源评价布置的勘探孔，其布置方案必须考 主要为地下水资源评价布置的勘探孔， 主要为地下水资源评价布置的勘探孔 虑拟采用的地下水资源评价方法
勘探孔所提供的资料应满足建立正确的水文地质概念模型、 勘探孔所提供的资料应满足建立正确的水文地质概念模型、进行含水 层水文地质参数分区和控制地下水流场变化特征的要求。 层水文地质参数分区和控制地下水流场变化特征的要求。 当水源地主要依靠地下水的侧向径流补给时，主要勘探线必须沿着流 当水源地主要依靠地下水的侧向径流补给时， 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， 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 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。 当采用数值模拟方法评价地下水资源时， 当采用数值模拟方法评价地下水资源时，为正确地进行水文地质参数 分区，正确给出预报时段的边界水位或流量值， 分区，正确给出预报时段的边界水位或流量值，勘探孔布置一般呈网 状形式并能控制住边界的水位或流量变化。 状形式并能控制住边界的水位或流量变化。
4)以线为主，点线结合的原则 4)以线为主， 以线为主
为分析、认识区域水文地质条件的变化规律，水文钻孔应布置 为分析、认识区域水文地质条件的变化规律， 成勘探线的形式。 成勘探线的形式。
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§3 水文勘探钻孔的布置原则
1)为查明区域水文地质条件，钻孔一般布置成勘探 为查明区域水文地质条件， 为查明区域水文地质条件 线的形式
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§2 水文钻探的技术要求
一、水文钻孔的结构和钻孔设计 水文钻孔的特点
(1) 钻孔口径较大
一要满足取岩芯，二要满足抽水试验或作为生 一要满足取岩芯， 产井取水; 产井取水 地质勘探孔直径一般小于150mm,水文钻孔 水文钻孔 地质勘探孔直径一般小于 或水井的直径一般约为300-500mm. 或水井的直径一般约为
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§1 水文钻探的基本任务
基本任务
（3）取样 ）
通过钻孔（或在钻进过程中）采集水样、岩土样， 通过钻孔（或在钻进过程中）采集水样、岩土样，确定含水层 的水质、水温和测定岩土的物理力学和水理性质； 的水质、水温和测定岩土的物理力学和水理性质；
（4）动态监测 ）
利用钻孔监测地下水动态或将钻孔作为供水井。 利用钻孔监测地下水动态或将钻孔作为供水井。
第三章 水文地质钻探与物探
内容
1 2 3 4
水文钻探的基本任务 水文钻探的技术要求 水文勘探钻孔的布置原则 水文地质物探
专门水文地质学
水文地质钻探与物探
勘 探 工 程
钻 探
坑 探
槽 探
物 探
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水文地质钻探与物探
坑探： 坑探：
地质勘探工作的一种技术手段， 地质勘探工作的一种技术手段，是为了揭露地质及矿产现象而在 地表或地下挖掘不同类型坑道的工作,包括探糟、浅井、平巷、 地表或地下挖掘不同类型坑道的工作,包括探糟、浅井、平巷、斜井 和坚井等。 和坚井等。 特点是人员可进入工程内部， 特点是人员可进入工程内部，对所揭露的地质现象能进行直接 观测及采样，能检验钻探和物化探资料或成果的可靠程度， 观测及采样，能检验钻探和物化探资料或成果的可靠程度，获得较 精确的地质资料。 精确的地质资料。
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§2 水文钻探的技术要求
二、钻进过程中的水文地质观测工作 钻进过程中水文地质观测
1)观测冲洗液的消耗量及其颜色、稠度等特性的变化， 观测冲洗液的消耗量及其颜色、稠度等特性的变化， 观测冲洗液的消耗量及其颜色 记录其增减变化量及位置； 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 钻孔中水位的变化，当发现含水层时， 钻孔中水位的变化 位和天然稳定水位； 位和天然稳定水位； 3)及时描述岩芯，统计岩芯采取率，测量其裂隙率或岩 及时描述岩芯，统计岩芯采取率， 及时描述岩芯 溶率； 溶率； 4)测量钻孔的水温变化及其位置； 测量钻孔的水温变化及其位置； 测量钻孔的水温变化及其位置
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§2 水文钻探的技术要求
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§3 水文勘探钻孔的布置原则
1）明确重点的原则
布置钻孔时要考虑水文钻探的主要任务， 布置钻Biblioteka Baidu时要考虑水文钻探的主要任务，应明确是查明区域水 文地质条件，还是确定含水层水文地质参数、寻找富水带、 文地质条件，还是确定含水层水文地质参数、寻找富水带、评价地 下水资源或进行地下水动态观测；主要任务不同，钻孔布置方案必 下水资源或进行地下水动态观测；主要任务不同， 然有所区别。 然有所区别。
2) 一孔多用的原则
如既是水文地质勘探孔，又可保留作为地下水动态观测孔；或 如既是水文地质勘探孔，又可保留作为地下水动态观测孔； 者既是勘探孔，又可留用为开采井。 者既是勘探孔，又可留用为开采井。
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§3 水文勘探钻孔的布置原则
3)代表性的原则 3)代表性的原则
无论是查明水文地质条件、求取水文地质参数，还是进行地下水 无论是查明水文地质条件、求取水文地质参数， 动态观测，在确定其钻孔位置时，均应考虑其代表性和控制意义。 动态观测，在确定其钻孔位置时，均应考虑其代表性和控制意义。
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§3 水文勘探钻孔的布置原则
3)以供水为勘察目的的勘探孔，按总原则布置钻孔 以供水为勘察目的的勘探孔， 以供水为勘察目的的勘探孔 开采结合， 时，应考虑勘探-开采结合，钻孔一般应布置在含 应考虑勘探 开采结合 水层（ 富水性最好、成井把握性最大的地段。 水层（带）富水性最好、成井把握性最大的地段。