3水文地质钻探解析
合集下载
第三章 水文地质钻探讲解
第一节 水文地质钻探的基本任务
一、水文地质钻探任务
水文地质钻探工作的任务，首先决定于勘探目的（供水或疏干）， 调查阶段（普查或勘探）；其次决定于勘探区的自然地理和地质构造， 以及水文地质特征等。一般的任务是：
（1）揭露地下水，确定含水层位，并查明含水层（体）的岩体、结 构及埋藏深度，以及含水层和隔水层在水平和垂直方向上的变化规律；
（2）根据勘探任务和勘探阶段来设计钻孔。区分供水水文地质 勘探还是矿床水文地质勘探，是哪个勘探阶段，了解需要解决的 问题是什么：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、评价地下水资源或进行地下水动态观测。 任务不同，方案也有区别。
（3）按照不同的水文地质条件，所要采用的地下水资源评 价或矿井涌水量预测的方法，来设计和布置相适应的水文地 质勘探钻孔。
河流三角洲地区，应垂直或平行河流呈网状布线。
5. 基岩地区勘探孔的布置
（1）裂隙岩层区 此类地区的地下水主要赋存
在风化裂隙和构造裂隙中，形 成网状和脉状水流系统。
为查明风化裂隙水埋藏分布 规律，勘探线垂直于分水岭布 线。孔深小于100m，因为风化 裂隙埋藏发育不会太深。
为查明层间裂隙含水层及各种富水带，勘探线应 垂直于含水层或含水带走向布置，孔深决定于层间裂 隙水的埋深和构造富水带发育深度，一般为100～ 200m。
第三章 水文地质钻探
水文地质调查中采用的勘探工程，包括钻探、坑探、槽探 和物探等，但最主要的是水文地质钻探。
水文地质钻探易在水文地质测绘和物探的基础上进行。 水文地质钻探工作的重要性： 水文地质钻探是直接探明地下水的一种最重要、最可靠的 勘探手段，是进行各种水文地质试验的必备工程，也是对水文 地质测绘、水文地质物探成果所作地质结论的检验方法。 水文地质钻探，由于其设备复杂沉重、成本昂贵、施工技 术复杂且工期长，对整个勘查的完成、勘查项目的投资均起决 定作用。
第三章 水文地质钻探
粘土
水泥
沥青 牛皮
橡胶
5. 止水方法
有同径止水和异径止水；管外止水和管内止水。
止水方法的选择，主要取决于钻孔的类型、结构、 地层岩性和钻探施工方法等多种因素。
一般常用管外异径止水。优点：效 果好便于检查；缺点：钻孔结构复杂， 施工难度大，各种规格的管材用量大。
管外同径止水或管外管内同径联合止水。优点：钻 孔结构简单，钻进效率高，管材用量较少。缺点：止 水效果差，检查不便。
冲洗液的作用：冷却钻头，润滑钻进，去除岩屑， 保护孔壁。 为了不坡坏含水层的孔隙性，最好使用清水钻进。 但是，清水钻进，对孔壁虽有压力护壁，但无泥浆钻
进时的护壁效果，所以孔壁容易坍塌，故一般情况下
还是多采用泥浆钻进，用泥浆作冲洗液，只是泥浆的
稠度较稀一些。
水文地质勘探孔的钻进和成孔工艺 ，应符合下列要 求： （1）基岩勘探孔，应采用清水钻进。 （2）松散层勘探孔，根据含水层特性和勘探要求，可 采用水压或泥浆钻进。 （3）冲洗介质的质量应符合国家现行的《供水管井技 术规范》GB50296的有关规定。 （4）在钻进有供水意义的含水层时，严禁采用向孔内 投放粘土块代替泥浆护壁。 （5）在下过滤器和填滤料前，应将孔内的稠泥浆换为 稀泥浆。 （6）抽水孔必须及时洗孔，抽水试验观测孔也应进行 洗孔，宜洗至水位变化反映灵敏。
般大于200mm。
开孔口径：主要满足孔内最大一级过滤管和填料厚 度要求，下护壁管和抽水泵体外径大小。 终孔直径：基岩区 ＞130mm
松散岩区 ＞150mm
3.
过滤器
过滤器：指安装在钻孔中含水层（段）的一种带 孔井管。
过滤器作用：（1）保证含水层中地下水顺利进 入井管中；（2）防止井壁坍塌和防止含水层中细粒 物质进入井中造成水井淤塞。
水文地质及水井钻
当开发浅层含水层时，水井深度一般较小， 通常为50～200 m。利用深部裂隙水的水井，深 度 可 达 300 ～ 500m 。 地 热 井 的 深 度 已 达 1000 ～ 2000 m。
4
2.钻进地层
水文地质和水井钻工作一般都在第四系地 层进行，这些地层常是各类填土、粘土、砂层、 卵砾石、块石、漂石等地层，这必然给钻探工 作带来诸多的问题，如坍塌、缩径、扩径、漏 失和难于采取岩心、样品等。当在基岩地层钻 进时，也较多地会遇到裂隙、断裂带、破碎带 和溶洞。在这些复杂地层中钻进时，事故多、 效率低。
33
•砂类地层的取心钻进工艺——在砂类地层钻进， 为满足取心率的要求，一般采用双层岩心管钻具 钻进，外接肋骨钻头，内管接普遍硬合金钻头， 双管钻具可选用双动或单动双层岩心管。在选用 时应考虑到水文地质钻探泵量大的特点，双管钻 具应具有足够的通水断面，以保证冲洗液循环畅 通。
砂类地层钻进工艺应根据砂类地层进尺容易、 保持孔（井）壁稳定难的特点，用优质泥浆和适 当的泵量。一般采用轻压、中等转速、中等或稍 大泵量、适当控制钻具给进速度的操纵方法。
在水文地质和水井钻钻孔（井）工作中，回
转钻进又可分为取心钻进、扩孔钻进和全面钻进
三种。
27
1.钻探设备
目前，在水文地质和水井钻探（井）工作中， 各施工部门和单位，根据实际情况，或选用岩心 钻探设备，或选用专用水井钻机、工程钻机。
为适应钻进直径大的特点，水井专用钻机多 采用转盘式钻机，其转盘可以容纳较大的通孔和 传递较大的扭矩，为适应水文地质和水井钻钻进 岩粉（岩屑）多的特点，专用水井钻机均配备泵 量较大的泥浆泵。
在第四系粘性土类地层中钻进，尽可能用低 粘 度 、 小 密 度 的 冲 洗 液 ， 一 般 其 粘 度 不 超 过 19 mPa·s。
4
2.钻进地层
水文地质和水井钻工作一般都在第四系地 层进行，这些地层常是各类填土、粘土、砂层、 卵砾石、块石、漂石等地层，这必然给钻探工 作带来诸多的问题，如坍塌、缩径、扩径、漏 失和难于采取岩心、样品等。当在基岩地层钻 进时，也较多地会遇到裂隙、断裂带、破碎带 和溶洞。在这些复杂地层中钻进时，事故多、 效率低。
33
•砂类地层的取心钻进工艺——在砂类地层钻进， 为满足取心率的要求，一般采用双层岩心管钻具 钻进，外接肋骨钻头，内管接普遍硬合金钻头， 双管钻具可选用双动或单动双层岩心管。在选用 时应考虑到水文地质钻探泵量大的特点，双管钻 具应具有足够的通水断面，以保证冲洗液循环畅 通。
砂类地层钻进工艺应根据砂类地层进尺容易、 保持孔（井）壁稳定难的特点，用优质泥浆和适 当的泵量。一般采用轻压、中等转速、中等或稍 大泵量、适当控制钻具给进速度的操纵方法。
在水文地质和水井钻钻孔（井）工作中，回
转钻进又可分为取心钻进、扩孔钻进和全面钻进
三种。
27
1.钻探设备
目前，在水文地质和水井钻探（井）工作中， 各施工部门和单位，根据实际情况，或选用岩心 钻探设备，或选用专用水井钻机、工程钻机。
为适应钻进直径大的特点，水井专用钻机多 采用转盘式钻机，其转盘可以容纳较大的通孔和 传递较大的扭矩，为适应水文地质和水井钻钻进 岩粉（岩屑）多的特点，专用水井钻机均配备泵 量较大的泥浆泵。
在第四系粘性土类地层中钻进，尽可能用低 粘 度 、 小 密 度 的 冲 洗 液 ， 一 般 其 粘 度 不 超 过 19 mPa·s。
水文地质钻探
简易水文地质观测，系指钻孔钻进过程中所进行的水文地 质观测。通过这项工作可以获得大量水文地质资料，尽管多属 定性资料，但却是评价勘探区水文地质条件的重要基础，也是 合理布置专门水文地质钻孔及抽水试验的依据。由此可见，简 易水文地质观测是一项重要工作。
一、简易水文地质观测内容 钻孔简易水文地质观测的主要内容有：水位、水温、冲洗 液消耗量及漏失情况；孔中遇溶洞、老窑、大裂隙，以及流砂 和钻具突然陷落情况；水、气的涌出及油气的显示等。
在确定断层破碎带的导水性而布置钻孔时，应当通过断层破 碎带，最好通过上下盘的同一含水层(图7-4)或不同的含水层。 为了可靠地判断断层的导水性，可在断层一侧的含水层中布 置观测孔，在另一侧的含水层中抽水。若在抽水过程中，观 测孔的水位有明显的下降，则证明断层是导水的；反之，在 抽水过程中，观测孔的水位没有下降，或者下降不明显，同 时断层两盘含水层的水位，水化学成分、水温等也不一致， 说明断层是不导水的，至少也是导水不良的。
4
2、水温观测
在一般情况下，孔内水温的变化可作为判断新含水层出现的标 志。因此，在钻进过程中，如发现水温异常或有气体逸出时， 应按要求观测，必要时取样进行分析。当用泥浆冲洗液钻进时， 由于受泥浆的影响，难以测定地下水的真正温度，若系统观测 亦可间接判断含水层的出现及其间的水力联系。
3、冲洗液消耗量观测
在山前洪积扇地区，勘探对象主要为洪积扇中的地下水， 钻孔应沿水流方向布置，且在洪积扇的轴部加密钻孔(图7-2)， 以便了解洪积扇不同地带的含水层厚度、埋藏深度、富水性、 水质等情况。同时，还应在洪积扇的中、下部垂直水流方向布 置一些钻孔，用于计算地下水的天然流量。
图7-1、图7-2见下页。
12
图7·1 河谷水文地质勘探布置示意图 a一平面图，b一剖面图
一、简易水文地质观测内容 钻孔简易水文地质观测的主要内容有：水位、水温、冲洗 液消耗量及漏失情况；孔中遇溶洞、老窑、大裂隙，以及流砂 和钻具突然陷落情况；水、气的涌出及油气的显示等。
在确定断层破碎带的导水性而布置钻孔时，应当通过断层破 碎带，最好通过上下盘的同一含水层(图7-4)或不同的含水层。 为了可靠地判断断层的导水性，可在断层一侧的含水层中布 置观测孔，在另一侧的含水层中抽水。若在抽水过程中，观 测孔的水位有明显的下降，则证明断层是导水的；反之，在 抽水过程中，观测孔的水位没有下降，或者下降不明显，同 时断层两盘含水层的水位，水化学成分、水温等也不一致， 说明断层是不导水的，至少也是导水不良的。
4
2、水温观测
在一般情况下，孔内水温的变化可作为判断新含水层出现的标 志。因此，在钻进过程中，如发现水温异常或有气体逸出时， 应按要求观测，必要时取样进行分析。当用泥浆冲洗液钻进时， 由于受泥浆的影响，难以测定地下水的真正温度，若系统观测 亦可间接判断含水层的出现及其间的水力联系。
3、冲洗液消耗量观测
在山前洪积扇地区，勘探对象主要为洪积扇中的地下水， 钻孔应沿水流方向布置，且在洪积扇的轴部加密钻孔(图7-2)， 以便了解洪积扇不同地带的含水层厚度、埋藏深度、富水性、 水质等情况。同时，还应在洪积扇的中、下部垂直水流方向布 置一些钻孔，用于计算地下水的天然流量。
图7-1、图7-2见下页。
12
图7·1 河谷水文地质勘探布置示意图 a一平面图，b一剖面图
第三章水文地质补充调查与勘探ppt课件
二、 矿井涌水量观测及水质监测
（一）一般应分矿井、分水平设站进行观测，断裂破 碎带、陷落柱出水较大的应单设站观测。每月观测13次。涌水量每月观测不少于3次，水样监测每年不少 于2次，丰、枯水期各1次。涌水量出现异常、井下发 生突水或受降水影响矿井的雨季时段，观测频率应适 当增加。
（二）对井下新揭露的出水点，在涌水量尚未稳定或 尚未掌握其变化规律前，一般应每天观测一次。对溃 入性涌水，在未查明突水原因前，应每隔1-2小时观 测一次，以后可适当延长观测间隔时间，并采取水样 进行水质分析。涌水量稳定后，可按井下正常观测时 间观测。
封孔质量是否合格。
⑼观测孔竣工后，要严格抽水洗孔，以 确保观测层（段）不被淤塞。
（三）水文地质钻孔必须做好简易水文 地质观测。技术要求应参照并按相关规 程规范进行。对没有简易水文地质观测 资料的钻孔，应降低其质量等级或不予 验收
（三）水文地质复杂型和极复杂型矿井，当用 小口径抽水不能查明水文地质、工程地质（地 面岩溶塌陷）条件时，可进行井下放水试验。 井下条件不具备时，则应进行大口径、大流量 群孔抽水试验。群孔抽水试验必须单独编制设 计，经煤矿总工程师组织审查后实施。
（五）古井老窑的调查
调查古井老窑的位置及开采、充水、排 水的资料及老窑停采原因等情况。察看 地形，圈出采空区，并估算积水量。
（六）生产矿井调查
调查研究矿区内生产矿井的充水因素、 充水方式、突水层位、突水点的位置与 突水量、矿井涌水量的动态变化与开采 水平、开采面积的关系、以往发生水害 的观测研究资料和防治水措施及效果。
（三）地表水体调查
调查与收集矿区河流、水渠、湖泊、积水区、山 塘和水库等地表水体的历年水位、流量、积水量、 最大洪水淹没范围、含泥砂量、水质和地表水体 与下伏含水层的水力关系等。对可能渗漏补给地 下水的地段要进行详细调查，并进行渗漏量监测。
矿区水文地质钻探阐述
矿区水文地质钻探阐述摘要：随着我国经济的疾速开展和科技程度的不时进步，我国越来越注重能源的开采和运用，本文将结合矿区水文地质钻探过程中的一些详细内容，对此进行讨论。
在矿区的生产和开采过程中，很容易招致一些地质灾祸的发作，比方：公开水位上升、侵腐严重、矿区地表坍塌和土壤构造砂化严重等，这些都障碍了矿区的开采与生产开展。
为了确保矿区的开采与生产在安全的环境下进行，对矿区四周的水文天文环境进行勘探是很有必要的。
对矿区水文天文环境的勘探有很多种办法，其中就包括：对矿区四周的水文天文环境进行测定、采集，水文天文环境的勘查以及矿区公开水的变化，依据搜集和整理出来的数据进行科学的实验和剖析。
本文经过钻探过程中的一些详细环节，展开讨论。
一、重要意义经过水文地质钻探能够很直观、很全面的判别矿区四周能否存在含水岩层，它所处的位置是深还是浅、岩层属性怎样、空间散布是不是合理等。
同时也能够经过水文地质钻探搞分明各含水岩层之间存在这什么的联络，以及地表与含水岩层之间有什么关联。
在水文地质钻探过程中，能够经过对矿区的公开水进行抽样检测，来判别出各个含水岩层的详细水文材料信息;同时也能够完成对矿区四周的低下水位进行实时检测。
二、钻孔品种在水文地质钻探过程中，由于钻孔所要承当的任务不同，能够将其分为五品种型：1、勘探孔这种钻孔普通都是在范围比拟小的水文地质勘探中运用。
在运用过程中，大都是用钻头钻取一局部岩矿心，并依据钻取上来的这些岩矿心对公开的岩层以及地质构造进行一个简单的观测记载。
但在这个过程当中并不会进行取水检验。
这主要是由于在这个环节当中，重点要要理解矿区四周的土壤地质构造以及公开水的状况。
2、观测孔观测孔普通可分为取水检验观测孔和长期观测孔。
这种钻孔普通都会在勘测范围比拟大的状况下运用。
而且这两种钻孔所要承当的任务也是不同。
取水检验孔主要是用在特定岩层上，借以丈量该区域下地水情况;而长期观测孔则是对该区域的公开水进行一个持久有效的察看。
水文地质勘查：钻探工程原始地质编录(三)
在进行钻探与测井资料的综合利用时，一般应遵循以下原则： （1）测井厚度误差一般在0.05 m±、深度误差在0.1％±且测井深度的误差表现 为均匀误差，一般不会出现钻探中的人为原因所造成的突然误差。因此岩层的定深、 定厚一般应采用测井成果。但当钻探质量高于测井质量时，也可采用钻探成果。 （2）若测井曲线对某一含水层反映较差、界面不清，而钻探采取率又很高时，含 水层的定深、定厚应选用钻探成果。 （3）对于全孔综合成果，应首先综合确定主要含水层、标志层的位置，其间的各 层深度、厚度一般以测井为准。岩性应以钻探取心为准，当采取率很低时，应参考测 井曲线分析确定。
钻孔柱状图格式示意图
3）钻孔柱状图基本的图面设计 钻孔柱状图基本的图面设计：上方 图名、下方有图例、图签，中间是图面。 图面的主要内容有：钻孔基本情况 （如孔口标高、孔深、坐标、开竣工日 期等）、地层单位、地层代号、各岩层 的层厚及累计厚度、分层孔深、岩心采 取率、岩性柱状及比例尺、岩性描述 (包括颜色、成分、结构、构造、接触 关系等)以及取样化验、孔内简易水文 地质观测和地球物理测井成果等。
钻孔柱状图编制方法示意图
现在，钻孔 柱状图一般都是 用绘图软件自动 生成。这为编制 勘查线剖面图及 含水层三维立体 图打下了基础。
绘图软件自动生成钻孔柱状图
小结
本次课程讲述了钻探工程原始地质编录中岩心轴夹角测量、岩层真 厚度的计算、钻孔资料整理与综合和编制钻孔柱状图。要求大家掌握这些 知识点的相关内容。
钻探与测井资料综合评价后，对于钻孔最终综合成果，应重新填写钻孔综合成果 表（下表），为钻孔柱状图的编制提供可靠的资料。综合成果部分应填绘地层单位、 层号、岩层厚度、岩性柱状、累深、倾角、岩石名称及岩性描述。
_____勘查区______号钻孔综合成果表
钻孔柱状图格式示意图
3）钻孔柱状图基本的图面设计 钻孔柱状图基本的图面设计：上方 图名、下方有图例、图签，中间是图面。 图面的主要内容有：钻孔基本情况 （如孔口标高、孔深、坐标、开竣工日 期等）、地层单位、地层代号、各岩层 的层厚及累计厚度、分层孔深、岩心采 取率、岩性柱状及比例尺、岩性描述 (包括颜色、成分、结构、构造、接触 关系等)以及取样化验、孔内简易水文 地质观测和地球物理测井成果等。
钻孔柱状图编制方法示意图
现在，钻孔 柱状图一般都是 用绘图软件自动 生成。这为编制 勘查线剖面图及 含水层三维立体 图打下了基础。
绘图软件自动生成钻孔柱状图
小结
本次课程讲述了钻探工程原始地质编录中岩心轴夹角测量、岩层真 厚度的计算、钻孔资料整理与综合和编制钻孔柱状图。要求大家掌握这些 知识点的相关内容。
钻探与测井资料综合评价后，对于钻孔最终综合成果，应重新填写钻孔综合成果 表（下表），为钻孔柱状图的编制提供可靠的资料。综合成果部分应填绘地层单位、 层号、岩层厚度、岩性柱状、累深、倾角、岩石名称及岩性描述。
_____勘查区______号钻孔综合成果表
3水文地质钻探全解
§2 水文地质钻孔的布置原则
水文地质钻探是一项成本高、技术复杂的工作，在布置
水文地质钻探时必须进行详细分析论证，力求以最少的钻 探工作量取得较多的水文地质资料。
一、总原则
（1）投入最小、信息最大的原则
（2）重点与宏观控制的原则
（3）当前与未来变化结合的原则
第三章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点 二、水文地质钻探的特点
1、钻孔的孔径大 地质钻孔主要是获取岩芯，确定地层剖面，钻孔口径 较小(一般小于150mm)。 水文地质钻孔还要满足抽水试验或出水量的要求，钻 孔口径必须要满足安装抽水设备的要求。当钻孔孔壁不 稳定时，还要满足安装护壁管或过滤器的要求。 因此，水文地质钻孔口径比地质钻孔口径大得多。 目前水文地质钻孔或井的口径一般为300-500 mm，最大 可达1000 mm或更大。
（1）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量计算断面布置。
第三章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
三、具体原则
2、以地下水资源评价为目的的钻孔布置 （2）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。 （3）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，勘探孔布置一般呈网状形式并能控制住边界上的 水位或流量变化。
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
小结 1、钻孔的孔径大 2、钻孔结构复杂，类型多样 3、对冲洗液有特殊要求
4、钻探工序复杂、观测项目多
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
水文地质钻探是一项成本高、技术复杂的工作，在布置
水文地质钻探时必须进行详细分析论证，力求以最少的钻 探工作量取得较多的水文地质资料。
一、总原则
（1）投入最小、信息最大的原则
（2）重点与宏观控制的原则
（3）当前与未来变化结合的原则
第三章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点 二、水文地质钻探的特点
1、钻孔的孔径大 地质钻孔主要是获取岩芯，确定地层剖面，钻孔口径 较小(一般小于150mm)。 水文地质钻孔还要满足抽水试验或出水量的要求，钻 孔口径必须要满足安装抽水设备的要求。当钻孔孔壁不 稳定时，还要满足安装护壁管或过滤器的要求。 因此，水文地质钻孔口径比地质钻孔口径大得多。 目前水文地质钻孔或井的口径一般为300-500 mm，最大 可达1000 mm或更大。
（1）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量计算断面布置。
第三章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
三、具体原则
2、以地下水资源评价为目的的钻孔布置 （2）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。 （3）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，勘探孔布置一般呈网状形式并能控制住边界上的 水位或流量变化。
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
小结 1、钻孔的孔径大 2、钻孔结构复杂，类型多样 3、对冲洗液有特殊要求
4、钻探工序复杂、观测项目多
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
水文地质勘查技术手段-钻探(一)课件
主要钻探设备
动力机
是带动钻机钻进的动力。
水泵
是钻探三大机械之一。
回转式钻机 冲击式钻机
柴油机 电动机
有手把式、油压 、全油压钻机等
**钻探设备
有硬质合金钻头 、金刚石钻头
辅助钻探设备
钻塔 管材 工具
有桅杆塔、人字塔、三 角塔、四角金属塔
钻塔主要用于升降与悬挂钻具、起 下套管，其底坐用于固定、安装钻 探机械设备等。要求有足够的强度 和稳定性、高度和结构要合理等。 钻塔要向整体起立、整体移动发展。
水文地质勘察
水文地质勘察技术手段
目录/Contents
01
遥感技术
02
水文地质测绘
03
水文地质物探
04
水文地质坑探
05
水文地质钻探
06
水文地质试验
07
地下水动态监测
08
同位素技术
复习
复习： 坑探：轻型和重型两种——轻型坑探工程包括剥土、 浅坑、探槽、探井，重型坑探工程包括竖井、平硐等。
点A第DD击二RE添L节A加TED相TI水T关LE文标WO地题RD文质S 字勘察技术手段
天津劳尔MJ400车载水文水井钻机
HZ-130Y-1A型钻机
点AD第D击R二E添L节A加TED相TIT水关LE标文WO题地RD文S质字勘察技术手段—水文地质钻探
聚晶金刚石复合片钻头
常见的各式钻头
第二节 水文地质勘察技术手段—水文地质钻探
钻杆
点AD第D击R二E添L节A加TED相TIT水关LE标文WO题地RD文S质字勘察技术手段—水文地质钻探
2）钻孔深度小，对垂直度有一定要求 孔深一般在 数十m至数百m之间，特殊的超过千m以上；因钻 孔上部需要安装水泵、下部要安装过滤器，所以要 求钻孔在100m 以内偏斜≯1º、1000m以内偏斜≯5º。
浅谈水文地质钻探
浅谈水文地质钻探作者：黄君来源：《城市建设理论研究》2013年第14期中图分类号：F407.1 文献标识码：A 文章编号：随着我国国民经济的迅速发展，国家对矿产资源的需求日益增加，尤其是对稀有矿产资源的需求显得更为紧急，所以，我们国家在近几年来加大了对地质找矿的力度和投入，主要表现在以下两个方面：一方面国家加大了对地质找矿的投入和力度，另一方面还挖掘了民间企业对地质找矿的投入和力度。
一、水文地质钻探的优点水文地质钻探是矿区水文地质勘查中最基本的勘探手段，也是主要而可靠的手段，具有其它勘查方法不可替代的优点，主要体现在以下几方面：（一）、水文地质钻探可以确定各含水层之间及含水层与地表水体之间的水力联系；（二）、水文地质钻探可以实现地下水位动态观测；（三）、水文地质钻探可以用做抽水试验，测定各含水层的水文地质参数；（四）、水文地质钻探可直接揭露地下水(含水层)，能够确定含水层的埋藏深度、厚度、岩性、空隙率和分布状况；（五）、水文地质钻探可以取水样做水质分析。
二、水文地质钻孔的基本类型根据钻孔在地质勘查中所肩负的主要任务不同，可将水文地质孔分为五类:勘探孔、试验孔、观测孔、开采孔和探放水孔。
（一）、勘探孔通常只在小、中比例尺的区域水文地质普查中布置，一般要通过钻探取心进行地层描述和进行简易水文地质观测，但不进行抽水试验。
主要用于了解矿区地质和水文地质情况，如地层的岩性、构造、含水层数、厚度、埋深和结构等（二）、试验孔在各种比例尺的水文地质普查与勘探中布置，一般要进行单孔稳定流抽水试验，必要时要进行多(群)孔非稳定流抽水试验，以获取不同要求的水文地质参数，评价与计算地下水资源。
主要用于抽水试验，同时也可用于了解水文地质情况（三）、观测孔有抽水试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。
主要用于指定层段抽水试验时地下水位观测和地下水长期动态观测，同时了解水文地质条件或采取水样、岩样（四）、开采孔在各种比例尺的水文地质普查与勘探中均会遇到。
水文地质钻探工艺-第二讲 水文地质钻探的目的和任务
五、钻探工作的基本要求
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， 达到地质设计目的进行的，因此，要本着需要与可能的精神，在进行钻探 设计和施工中采取切实可行的最优方法与工艺，满足地质设计要求。同时， 要努力提高地质、施工设计的准确程度，以便最大限度地减少因设计不当 而造成的损失。 2．在钻探工程施工的全过程中，都要始终贯彻“优质、高效、低耗、安全” 和“质量第一”的原则，推广应用钻探新设备、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，也要反对忽视安全和不注重经济效益，片面追求脱 离实际可能或超越规程规范的技术要求。
2020年11月1日3时12分
§1 水文地质钻探的重要性和基本任务 钻探与成井工艺
一、水文地质调查中采用的勘探工程 水文地质水井钻探是研究地下水在现代勘探和开发过程中
所采用的钻探工艺的基本原理和基本方法。它包括的范围是： 水文地质钻探和水井钻进的工艺过程、成井工艺以及使用维修 等内容。
(一)水文地质水井钻探的任务、分类 1、水文地质和水井钻探的任务 水文地质水井钻的任务取决于水文地质勘察的性质、阶段。
一般情况下其任务是（包括7个方面）：
2020年11月1日3时12分
§1 水文地质钻探的重要性和基本任务 钻探与成井工艺
1、水文地质和水井钻探的任务 （1）查明水文地质条件，确定含水层的层位、厚度、埋 藏深度；查明岩石成分和岩性结构；研究含水层构造等。 （2）测定各含水层的地下水位（视见水位和稳定水位）； 确定含水层的水力性质及其彼此之间的水力联系。 （3）采取岩芯、土样、水样；测定岩石的物理性质和颗 粒组成，测定地下水的物理性质和化学成分，以及气体成分。
2020年11月1日3时12分
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， 达到地质设计目的进行的，因此，要本着需要与可能的精神，在进行钻探 设计和施工中采取切实可行的最优方法与工艺，满足地质设计要求。同时， 要努力提高地质、施工设计的准确程度，以便最大限度地减少因设计不当 而造成的损失。 2．在钻探工程施工的全过程中，都要始终贯彻“优质、高效、低耗、安全” 和“质量第一”的原则，推广应用钻探新设备、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，也要反对忽视安全和不注重经济效益，片面追求脱 离实际可能或超越规程规范的技术要求。
2020年11月1日3时12分
§1 水文地质钻探的重要性和基本任务 钻探与成井工艺
一、水文地质调查中采用的勘探工程 水文地质水井钻探是研究地下水在现代勘探和开发过程中
所采用的钻探工艺的基本原理和基本方法。它包括的范围是： 水文地质钻探和水井钻进的工艺过程、成井工艺以及使用维修 等内容。
(一)水文地质水井钻探的任务、分类 1、水文地质和水井钻探的任务 水文地质水井钻的任务取决于水文地质勘察的性质、阶段。
一般情况下其任务是（包括7个方面）：
2020年11月1日3时12分
§1 水文地质钻探的重要性和基本任务 钻探与成井工艺
1、水文地质和水井钻探的任务 （1）查明水文地质条件，确定含水层的层位、厚度、埋 藏深度；查明岩石成分和岩性结构；研究含水层构造等。 （2）测定各含水层的地下水位（视见水位和稳定水位）； 确定含水层的水力性质及其彼此之间的水力联系。 （3）采取岩芯、土样、水样；测定岩石的物理性质和颗 粒组成，测定地下水的物理性质和化学成分，以及气体成分。
2020年11月1日3时12分
基岩山区找水水文地质调查分析
基岩山区找水水文地质调查分析基岩山区是指由岩石构成的山区地貌，地质构造复杂，水资源相对较少，因此在基岩山区进行水文地质调查分析具有特殊的意义。
本文将以某基岩山区为例，对其进行水文地质调查分析，旨在深入了解该地区水资源分布情况及其地质特征。
一、地质概况该基岩山区地处山地环境，地形复杂，地势起伏大。
地质构造以花岗岩、片麻岩为主，存在断裂带和褶皱构造，岩层较为稳定，但容易发生滑坡、崩塌等地质灾害。
地下水主要储存在岩层裂隙中，地表水以河流和小溪为主，水文地质条件较为复杂。
二、水文地质调查1.水文资料调查通过查阅地方水务部门和地质矿产局的资料，了解该地区的水文地质基本情况，包括地下水埋深、水质情况、水量利用状况等，为后续工作提供基础数据。
2.地质地貌调查通过实地走访和航拍，掌握该地区的地质地貌特征，包括地表岩层分布、地形地貌特点、地质构造情况等，为水文地质分析提供基础。
3.水文地质钻探选择代表性地点进行水文地质钻探，获取地下水裂隙分布情况、水位深度、水质情况等数据，为地下水资源评价提供依据。
4.水文地质研究结合调查数据，对该基岩山区的水文地质特征进行分析研究，包括地下水补给补给途径、水文地质条件等，为水资源合理开发利用提供科学依据。
对可能存在的地质灾害隐患进行评价，并提出相应的防灾措施。
三、水文地质分析1.地下水条件分析根据水文地质调查数据，分析地下水储集层的岩性、厚度、孔隙度等地质参数，评价地下水资源的蕴藏条件和开采潜力，为地下水资源合理开发提供理论依据。
2.地表水情况分析通过水文地质调查，了解该基岩山区的地表水分布状况、水量变化规律等，分析地表水资源的利用潜力和存在的问题，为制定合理的水资源管理对策提供依据。
3.地质灾害评价根据地质调查数据，对该基岩山区可能发生的地质灾害进行评价，包括滑坡、崩塌、地裂等情况，提出相应的防治措施，为区域安全稳定提供支持。
基岩山区的水文地质调查分析工作需要充分考虑地质特征和水文条件，通过综合的调查和研究，掌握地区水资源分布情况及其地质特点，为地方水资源合理开发和地质灾害防治提供科学依据。
矿区水文地质勘探规范(3)
2、水文地质测绘比例尺：区域一般采用1∶50000— 1∶10000；矿区一般采用1∶10000—1∶2000。
3、测绘前期工作：水文地质测绘一般在地质测绘的 基础上进行，应全面搜集和充分利用航(卫)片解释、 区域水文地质普查和相邻矿区的资料。
钻孔简易水文地质观测与编录
1、 观测和详细记录钻进中涌(漏)水、掉块、 塌孔、缩(扩)径、逸气、涌砂、掉钻等现象发 生的层位和深度，测量涌(漏)水量，有条件时， 应观测钻进中动水位和冲洗液消耗量的变化， 必要时应测量稳定水位并进行简易放(注)水试 验。
矿区环境地质调查评价是在地质、水文地质、工程地 质勘查工作的基础上，对矿区的地质环境作出评价。
矿区水文地质工程地质勘探和环境地质调查评价，应 与矿产地质勘探紧密结合，将地质、水文地质、工程 地质、环境地质作为一个整体，运用先进和综合手段 进行。
矿区水文地质勘探
一、水文地质勘探复杂程度划分 依据主要矿体与当地侵蚀基准面的关系，地下水的补给
条件，地表水与主要充水含水层水力联系密切程度，主要 充水含水层和构造破碎带的富水性、导水性、第四系覆盖 情况以及水文地质边界的复杂程度划分为三型：
水文地质条件简单的矿床：主要矿体位于当地侵蚀基准面 以上，地形有利于自然排水，矿床主要充水含水层和构造 破碎带富水性弱至中等，或主要矿体虽位于当地侵蚀基准 面以下，但附近无地表水体，矿床主要充水含水层和构造 破碎带富水性弱，地下水补给条件差，很少或无第四系覆 盖，水文地质边界简单。
1 抽水试验前应获得自然流场水位、流量变化趋势和速率的资料；试验过程中，严禁抽出的 水就地排放造成回渗或倒灌；注意观测地面塌陷、沉降现象。具有多层含水层的矿区，需要 分层评价时，应进行分层抽水试验。根据需要进行单孔或多孔抽水试验。
3、测绘前期工作：水文地质测绘一般在地质测绘的 基础上进行，应全面搜集和充分利用航(卫)片解释、 区域水文地质普查和相邻矿区的资料。
钻孔简易水文地质观测与编录
1、 观测和详细记录钻进中涌(漏)水、掉块、 塌孔、缩(扩)径、逸气、涌砂、掉钻等现象发 生的层位和深度，测量涌(漏)水量，有条件时， 应观测钻进中动水位和冲洗液消耗量的变化， 必要时应测量稳定水位并进行简易放(注)水试 验。
矿区环境地质调查评价是在地质、水文地质、工程地 质勘查工作的基础上，对矿区的地质环境作出评价。
矿区水文地质工程地质勘探和环境地质调查评价，应 与矿产地质勘探紧密结合，将地质、水文地质、工程 地质、环境地质作为一个整体，运用先进和综合手段 进行。
矿区水文地质勘探
一、水文地质勘探复杂程度划分 依据主要矿体与当地侵蚀基准面的关系，地下水的补给
条件，地表水与主要充水含水层水力联系密切程度，主要 充水含水层和构造破碎带的富水性、导水性、第四系覆盖 情况以及水文地质边界的复杂程度划分为三型：
水文地质条件简单的矿床：主要矿体位于当地侵蚀基准面 以上，地形有利于自然排水，矿床主要充水含水层和构造 破碎带富水性弱至中等，或主要矿体虽位于当地侵蚀基准 面以下，但附近无地表水体，矿床主要充水含水层和构造 破碎带富水性弱，地下水补给条件差，很少或无第四系覆 盖，水文地质边界简单。
1 抽水试验前应获得自然流场水位、流量变化趋势和速率的资料；试验过程中，严禁抽出的 水就地排放造成回渗或倒灌；注意观测地面塌陷、沉降现象。具有多层含水层的矿区，需要 分层评价时，应进行分层抽水试验。根据需要进行单孔或多孔抽水试验。
水文地质钻探与钻孔抽水试验
附表二
钻孔简易水文观测记录表
粤北岩溶石山地区地下水资源勘查监测 时 间 孔深 水位观测 ZK 冲洗液消耗量 年 月 日 钻进中遇 见 备注
单位时间 单位进尺
自
至
自
至
开始钻进 钻进停止 水箱中加 消耗水量 消耗水量 的钻孔掉 提钻后 下钻前 合 计 时水箱中 时水箱中 水数量 (公升/ (公升/ 块漏水等 水位(米) 水位(米) 读数(米) 读数(米) (CM) 时) 米) 记录
（三）、岩芯水文地质编录
③根据收集到的岩溶裂隙，构造破碎等特殊现象资料，分析其构造形痕 的内在联系及富水性、修改完善该孔作抽水试验时的钻孔结构及井管安 置设计，指导施工生产。 ④现场编制钻孔岩心柱状图、对岩溶或裂隙构造发育区段现场测定岩心 线岩溶率。
⑤终孔后校正孔深，按“六大指标”完成情况验收钻孔质量、作出质量 评定并移交下一步抽水试验或观测孔使用。
（二）、水文钻孔设计书的编制
1、设计书的内容：①设计孔深；②分层孔深；③钻孔结构和地质柱状
图；④地质岩性、结构构造及主要水文地质特征、溶洞裂隙发育情况等；
⑤水文地质要求；⑥钻探技术；⑦备注（补充完善钻孔结构或测、出水 管安装等）。
2、钻孔结构：指设计的钻孔要打多大口径，什么孔深需要换径，不同 口径段的钻孔，那些孔段需要安装护壁管（套管或过滤管），抽水试验 使用抽水设备不同时，出水管和测水管如何安装（同心式或并列式）等， 都应表示在钻孔结构图上。
（二）、水文钻孔设计书的编制
⑤钻孔简易水文观测：简易水文观测是获得初见水位，发现
含水层，地下水的水力性质，含水层位置和富水性，为下一 步专门水文地质提供定性评价必不可少的基础工作，观测内 容包括钻进过程中每个回次的进尺孔深，回次提钻后和下钻 前的水位观测（前后时间间隔不小于3-5分钟），冲洗液消 耗量（开始钻进时和停止钻进后水箱读数，水箱中加水数， 计算单位时间耗水量，单位进尺耗水量），钻进中遇见的掉 块，坍塌孔深、漏水、钻具自由下落等记录。钻进过程如发 现涌水，需停钻测定水头高度并进行放水试验（附表二）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、一般原则
1、布置钻孔时要考虑水文地质钻探的主要任务 应明确是查明区域水文地质条，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，钻孔布置方案不同。 2、布置钻孔时要考虑“一孔多用”
如既是水文地质勘探孔，又是地下水动态观测孔，或是开采
井。 3、布置钻孔时要考虑其代表性和控制意义
§2 水文地质钻孔的布置原则
水文地质钻探是一项成本高、技术复杂的工作，在布置水文
地质钻探时必须进行详细分析论证，力求以最少的钻探工作量取 得较多的水文地质资料。
一、总原则
（1）投入最小、信息最大的原则
（2）重点与宏观控制的原则
（3）当前与未来变化结合的原则
第三章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
4、钻探工序复杂、观测项目多 水文地质钻探除获取岩心外，还要进行止水、洗孔和抽水试 验等工作，因此钻探工序比较复杂。 观测项目多。除观察描述岩心外，还要观测孔内水位、水温、 冲洗液消耗量以及进尺快慢等。
第三章 水文地质钻探
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点 二、水文地质钻探的特点
1、钻孔的孔径大 地质钻孔主要是获取岩芯，确定地层剖面，钻孔口径较小 (一般小于150mm)。 水文地质钻孔还要满足抽水试验或出水量的要求，钻孔口 径必须要满足安装抽水设备的要求。当钻孔孔壁不稳定时，还 要满足安装护壁管或过滤器的要求。 因此，水文地质钻孔口径比地质钻孔口径大得多。 目前 水文地质钻孔或井的口径一般为300-500 mm，最大可达1000 mm或更大。
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
小结 1、钻孔的孔径大 2、钻孔结构复杂，类型多样 3、对冲洗液有特殊要求
4、钻探工序复杂、观测项目多
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
§2
§3
水文地质钻孔的布置原则
水文地质钻孔设计
§4
水文地质钻探过程中的观测与编录
第三章 水文地质钻探
第三章 水文地质钻探
§2 三、具体原则
1、以查明区域水文地质条件为目的的钻孔布置
水文地质钻孔的布置原则
第三章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
三、具体原则
2、以地下水资源评价为目的的钻孔布置 必须考虑拟采用的地下水资源评价方法，使勘探孔所提供的 资料能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。例如： （1）当水源地主要依靠地下水的侧向径流补给时，主要勘探 线必须沿着流量计算断面布置。
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
3、对冲洗液有特殊要求 在地质钻孔施工过程中都使用泥浆作为冲洗液，起到冷却 钻头、冲出岩粉和防止孔壁坍塌的作用，但泥浆也会堵塞含水 层孔隙，影响井(孔)出水量。 在水文地质钻孔施工时一般不允许使用泥浆作为冲洗液， 而使用清水作为冲洗液。 但有时孔壁不太完整情况下必须使用泥浆时，一定要控制 泥浆的粘度和密度。在钻进结束后进行彻底地洗井工作。
有时为减少施工困难，降低成本，对非抽水段也要变径。
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
2、钻孔结构复杂，类型多样
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
2、钻孔结构复杂，类型多样 (1)钻孔结构复杂 2）下过滤器：为阻止含水层中的细颗粒物质进入钻孔或防 止塌孔，需下入过滤器。 3）封睹：为阻止地表污水或开采含水层以外的劣质地下水 沿井壁与井管之间的空隙流入含水层，必须对井壁与井管之间 的非含水层要用水泥或黏土封睹（p35，图3.1）。
专门水文地质学
主讲教师：刘金辉
2015年
学位课程Βιβλιοθήκη 第三章 水文地质钻探§1 水文地质钻探的基本任务及特点
§2
§3
水文地质钻孔的布置原则
水文地质钻孔设计
§4
水文地质钻探过程中的观测与编录
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
一、水文地质钻探的基本任务
1、揭露含水层，探明含水层的埋藏深度、厚度、岩性和水 头(位)，查明含水层之间的水力联系； 2、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； 3、采取岩土样和水样，确定含水层的水质，测定岩土物理 性质和水理性质； 4、利用钻孔监测地下水动态或将钻孔作为开采井。
第三章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
三、具体原则
2、以地下水资源评价为目的的钻孔布置 （2）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。 （3）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，勘探 孔布置一般呈网状形式并能控制住边界上的水位或流量变化。
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
2、钻孔结构复杂，类型多样 (1)钻孔结构复杂
1）分层止水：为获得各个含水层的水位、水质、水量、 水温及水文地质参数资料，或为了阻止非开采含水层中劣质地 下水进入水井之中，需要采取分层止水的隔离措施。 要分层止水就必须变径下管(图2．7)。
第三章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
二、水文地质钻探的特点
2、钻孔结构复杂，类型多样 (2) 类型多样 1）勘探孔—主要了解地质、水文地质条件； 2）试验孔—完成前者任务外，还要进行水文地质试验；
3）观测孔—主要供水文地质观测和取样；
4）开采孔—取得水文地质资料，开发地下水资源。
4、钻孔应布置成勘探线的形式
第三章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
三、具体原则
1、以查明区域水文地质条件为目的的钻孔布置 （1）一般应布置成勘探线的形式，以便能绘制水文地质剖面， 确定含水层的空间分布及水位、水质和富水性的变化规律。 （2）勘探线一般应沿着水文地质条件变化最大的方向布置， 对勘探线上不同类型含水层及补给、径流和排泄区都应布置控制 钻孔。 （3）勘探线的密度，既要考虑水文地质条件复杂程度，又要 与调查阶段的要求相适应应。