1、專門水文地質學專門水文地質學（水文地質勘察）（水文地質勘察）主講教師：張衛民主講教師：張衛民2010年年 學位課程學位課程第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探 1水文地質鉆探的基本任務及特點水文地質鉆探的基本任務及特點 2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則 3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計 4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點一、水文地質鉆探的基本任務一、水文地質鉆探的基本任務 1、揭露含水層，探明含水層的埋藏深度、厚度、巖性、揭露含水層，探明含水層的埋藏

2、深度、厚度、巖性和水頭和水頭(位位)，查明含水層之間的水力聯系；，查明含水層之間的水力聯系； 2、進行各種水文地質試驗，確定含水層的富水性及各進行各種水文地質試驗，確定含水層的富水性及各種水文地質參數；種水文地質參數； 3、采取巖土樣和水樣，確定含水層的水質，測定巖土、采取巖土樣和水樣，確定含水層的水質，測定巖土物理性質和水理性質；物理性質和水理性質； 4、利用鉆孔監測地下水動態或將鉆孔作為開采井。利用鉆孔監測地下水動態或將鉆孔作為開采井。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點二、水文地質鉆探的特點二、水文地質鉆探的特點 1、鉆孔的孔

3、徑大、鉆孔的孔徑大 地質鉆孔地質鉆孔主要是獲取巖芯，確定地層剖面，主要是獲取巖芯，確定地層剖面，鉆孔鉆孔口徑口徑較小較小(一般小于一般小于150mm)。 水文地質鉆孔還水文地質鉆孔還要滿足抽水試驗或出水量的要求要滿足抽水試驗或出水量的要求，鉆，鉆孔口徑必須要滿足安裝抽水設備的要求。當鉆孔孔壁不孔口徑必須要滿足安裝抽水設備的要求。當鉆孔孔壁不穩定時，還要滿足安裝護壁管或穩定時，還要滿足安裝護壁管或過濾器過濾器的要求。的要求。 因此，因此，水文地質鉆孔水文地質鉆孔口徑比地質鉆孔口徑大得多?？趶奖鹊刭|鉆孔口徑大得多。 目前水文地質鉆孔或井的口徑目前水文地質鉆孔或井的口徑一般為一般為300-500 m

4、m，最大，最大可達可達1000 mm或更大或更大。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點二、水文地質鉆探的特點二、水文地質鉆探的特點 2、鉆孔結構復雜，類型多樣、鉆孔結構復雜，類型多樣 (1)(1)鉆孔結構復雜鉆孔結構復雜 為獲得為獲得各個含水層的水位、水質、水量、水溫及水各個含水層的水位、水質、水量、水溫及水文地質參數文地質參數資料，或為了資料，或為了阻止非開采層阻止非開采層以外含水層中劣以外含水層中劣質地下水進入水井之中，需要采取質地下水進入水井之中，需要采取分層止水分層止水的隔離措施。的隔離措施。 要要分層止水分層止水就必須就必

5、須變徑下管變徑下管(圖圖27)。 有時為減少施工困難，降低成本，對非抽水段也要有時為減少施工困難，降低成本，對非抽水段也要變徑。變徑。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點二、水文地質鉆探的特點二、水文地質鉆探的特點 2、鉆孔結構復雜，類型多樣、鉆孔結構復雜，類型多樣 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點二、水文地質鉆探的特點二、水文地質鉆探的特點 2、鉆孔結構復雜，類型多樣、鉆孔結構復雜，類型多樣 (1)(1)鉆孔結構復雜鉆孔結構復雜 為為阻止含水層中的細顆粒物質阻止含水層

6、中的細顆粒物質進入鉆孔或防止塌孔，進入鉆孔或防止塌孔，需下入需下入濾水管濾水管。 為為阻止地表污水或開采含水層以外的阻止地表污水或開采含水層以外的劣質地下水沿井劣質地下水沿井壁與井管之間的空隙流入含水層，必須對井壁與井管之間壁與井管之間的空隙流入含水層，必須對井壁與井管之間的非含水層要用的非含水層要用水泥或黏土封睹水泥或黏土封睹。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點二、水文地質鉆探的特點二、水文地質鉆探的特點 2、鉆孔結構復雜，類型多樣、鉆孔結構復雜，類型多樣 (2) (2) 類型多樣類型多樣 （1）勘探孔）勘探孔主要了解地質、水文地

7、質條件；主要了解地質、水文地質條件； （2）試驗孔）試驗孔完成前者任務外，尚需進行水文地質試完成前者任務外，尚需進行水文地質試驗；驗； （3）觀測孔觀測孔主要供水文地質觀測和主要供水文地質觀測和取樣取樣； （4）開采孔開采孔取得水文地質資料，開發地下水資源取得水文地質資料，開發地下水資源。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點二、水文地質鉆探的特點二、水文地質鉆探的特點 3、對沖洗液有特殊要求、對沖洗液有特殊要求 在地質鉆孔施工過程中都使用在地質鉆孔施工過程中都使用泥漿泥漿作為沖洗液，起到作為沖洗液，起到冷卻鉆頭、沖出巖粉和防止孔壁坍

8、塌冷卻鉆頭、沖出巖粉和防止孔壁坍塌的作用，但的作用，但泥漿也會泥漿也會堵塞含水層堵塞含水層孔孔隙，影響井隙，影響井( (孔孔) )出水量。出水量。 在在水文地質鉆孔施工時一般不允許使用泥漿作為沖洗水文地質鉆孔施工時一般不允許使用泥漿作為沖洗液，而使用液，而使用清水清水作為沖洗液。作為沖洗液。 但有時孔壁不太完整情況下必須使用泥漿時，一定要但有時孔壁不太完整情況下必須使用泥漿時，一定要控制控制泥漿的粘度和密度泥漿的粘度和密度。在鉆進結束后進行徹底地洗井工。在鉆進結束后進行徹底地洗井工作。作。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點二、水文

9、地質鉆探的特點二、水文地質鉆探的特點 4、鉆探工序復雜、觀測項目多、鉆探工序復雜、觀測項目多 水文地質鉆探除獲取巖心外，還要進水文地質鉆探除獲取巖心外，還要進行止水、洗孔和抽行止水、洗孔和抽水試驗水試驗等工作，等工作，因此鉆探工序比較復雜。因此鉆探工序比較復雜。觀測項目多。觀測項目多。除除觀察描述巖心觀察描述巖心外，還要外，還要觀測孔內觀測孔內水位、水位、水溫、沖洗液消耗量以及進尺快慢水溫、沖洗液消耗量以及進尺快慢等。等。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探1水文地質鉆探的水文地質鉆探的基本基本任務任務及特點及特點二、水文地質鉆探的特點二、水文地質鉆探的特點 小結小結1、鉆孔的孔徑大、鉆孔的

10、孔徑大 2、鉆孔結構復雜，類型多樣、鉆孔結構復雜，類型多樣 3、對沖洗液有特殊要求、對沖洗液有特殊要求 4、鉆探工序復雜、觀測項目多、鉆探工序復雜、觀測項目多 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探 1水文地質鉆探的基本任務及特點水文地質鉆探的基本任務及特點 2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則 3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計 4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則 水文地質鉆探是一項成本高、技術復雜的工作，在布置水文地質鉆探是一項成本高、技術復雜的工作，在布置水文地質

11、鉆探時必須進行詳細分析論證，水文地質鉆探時必須進行詳細分析論證，力求以最少的鉆力求以最少的鉆探工作量取得較多的水文地質資料探工作量取得較多的水文地質資料。一、總原則一、總原則（1）投入最小、信息最大的原則）投入最小、信息最大的原則 （2）重點與宏觀控制的原則）重點與宏觀控制的原則 （3）當前與未來變化結合的原則）當前與未來變化結合的原則第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則二、一般原則二、一般原則1、布置鉆孔時要考慮水文地質鉆探的主要任務布置鉆孔時要考慮水文地質鉆探的主要任務 應明確是查明區域水文地質條，還是確定含水層水文地應明確是查明區域水文地質

12、條，還是確定含水層水文地質參數、尋找富水帶、評價地下水資源或進行地下水動態質參數、尋找富水帶、評價地下水資源或進行地下水動態觀測。觀測。主要任務不同，鉆孔布置方案不同。主要任務不同，鉆孔布置方案不同。 2、布置鉆孔時要考慮布置鉆孔時要考慮“一孔多用一孔多用” 如既是水文地質勘探孔，又是地下水動態觀測孔，或如既是水文地質勘探孔，又是地下水動態觀測孔，或是開采井。是開采井。 3、布置鉆孔時要考慮其代表性和控制意義布置鉆孔時要考慮其代表性和控制意義 4、鉆孔應布置成勘探線的形式鉆孔應布置成勘探線的形式第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則三、具體原則三、

13、具體原則 1、以查明區域水文地質條件為目的的鉆孔布置、以查明區域水文地質條件為目的的鉆孔布置 （1）一般應布置成勘探線的形式，以便能繪制水文地一般應布置成勘探線的形式，以便能繪制水文地質剖面，確定含水層的空間分布及水位、水質和富水性的質剖面，確定含水層的空間分布及水位、水質和富水性的變化規律。變化規律。 （2）勘探線一般應沿著水文地質條件變化最大的方向勘探線一般應沿著水文地質條件變化最大的方向布置，對勘探線上不同類型含水層及補給、徑流和排泄區布置，對勘探線上不同類型含水層及補給、徑流和排泄區都應布置控制鉆孔。都應布置控制鉆孔。 （3）勘探線的密度既要考慮水文地質條件復雜程度，勘探線的密度既要考

14、慮水文地質條件復雜程度，又要與調查階段的要求相適應應。又要與調查階段的要求相適應應。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則三、具體原則三、具體原則 1、以查明區域水文地質條件為目的的鉆孔布置、以查明區域水文地質條件為目的的鉆孔布置第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則三、具體原則三、具體原則2、以地下水資源評價為目的的鉆孔布置、以地下水資源評價為目的的鉆孔布置 必須考慮擬采用的必須考慮擬采用的地下水資源評價方法地下水資源評價方法，使勘探孔所使勘探孔所提供的資料能滿足提供的資料能滿足建立正確的水文地質概

15、念模型、進行含建立正確的水文地質概念模型、進行含水層水文地質參數分區和控制地下水流場變化特征水層水文地質參數分區和控制地下水流場變化特征的要求。的要求。例如：例如： （1）當水源地主要依靠）當水源地主要依靠地下水的側向徑流補給地下水的側向徑流補給時，主時，主要勘探線必須沿著流量計算斷面布置。要勘探線必須沿著流量計算斷面布置。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則三、具體原則三、具體原則2、以地下水資源評價為目的的鉆孔布置、以地下水資源評價為目的的鉆孔布置 （2）對于對于傍河取水水源地傍河取水水源地，為計算河流側向補給量，必，為計算河流側向補給量，必

16、須布置須布置平行與垂直河流的勘探線平行與垂直河流的勘探線。 （3）當采用）當采用數值模擬方法數值模擬方法評價地下水資源時，為正確地評價地下水資源時，為正確地進行水文地質參數分區，正確給出預報時段的邊界水位或進行水文地質參數分區，正確給出預報時段的邊界水位或流量值，流量值，勘探孔布置一般呈網狀形式并能控制住邊界上的勘探孔布置一般呈網狀形式并能控制住邊界上的水位或流量變化水位或流量變化。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則三、具體原則三、具體原則 3、以供水為目的的鉆孔布置、以供水為目的的鉆孔布置 鉆孔應主要在地下水可能開采地段內，并盡可能考慮勘鉆孔

17、應主要在地下水可能開采地段內，并盡可能考慮勘探與開采相結合，發揮探與開采相結合，發揮“一孔多用一孔多用”。 4、以排水為目的的鉆孔布置、以排水為目的的鉆孔布置鉆孔應主要圍繞基坑，或采礦地段布置，并盡可能與排鉆孔應主要圍繞基坑，或采礦地段布置，并盡可能與排水孔設計相結合。水孔設計相結合。 5、鉆孔的密度、鉆孔的密度 一般來說，水文地質條件比較復雜，鉆孔可密些，水文一般來說，水文地質條件比較復雜，鉆孔可密些，水文地質條件簡單，鉆孔可疏些，但不要平均使用工作量。地質條件簡單，鉆孔可疏些，但不要平均使用工作量。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則三、具

18、體原則三、具體原則 6、鉆孔的代表性、鉆孔的代表性 無論是查明水文地質條件、求取水文地質參數，還是地無論是查明水文地質條件、求取水文地質參數，還是地下水動態，在確定其鉆孔位置時，要考慮其代表性和控制下水動態，在確定其鉆孔位置時，要考慮其代表性和控制意義意義由于水文地質條件的多變性，勘探目的的多樣性，還沒由于水文地質條件的多變性，勘探目的的多樣性，還沒有固定的模式可供使用，有固定的模式可供使用，一定要在充分分析水文地質條件一定要在充分分析水文地質條件的基礎上，的基礎上，按照勘探任務和評價方法的需要布置鉆孔按照勘探任務和評價方法的需要布置鉆孔。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔

19、的布置原則水文地質鉆孔的布置原則三、具體原則三、具體原則小結小結1、以查明區域水文地質條件為目的的鉆孔布置、以查明區域水文地質條件為目的的鉆孔布置2、以地下水資源評價為目的的鉆孔布置、以地下水資源評價為目的的鉆孔布置 3、以供水為目的的鉆孔布置、以供水為目的的鉆孔布置4、以排水為目的的鉆孔布置、以排水為目的的鉆孔布置5 5、鉆孔的鉆孔的密度密度 6、鉆孔的代表性、鉆孔的代表性第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則1 1、松散沉積區、松散沉積區 （1 1）盆地）盆地 盆地的盆地的主要

20、勘探線主要勘探線，應沿山前至盆地中心方向布置，應沿山前至盆地中心方向布置。盆地邊緣鉆孔盆地邊緣鉆孔，控制盆地的邊界條件，以查明山區地下，控制盆地的邊界條件，以查明山區地下水對盆地含水層的補給條件。水對盆地含水層的補給條件。盆地內部鉆孔盆地內部鉆孔，控制主要含水層在水平和垂直方向上的，控制主要含水層在水平和垂直方向上的變化規律。變化規律。區域地下水的排泄區區域地下水的排泄區，應布置一定量的鉆孔，查明其排，應布置一定量的鉆孔，查明其排泄條件。泄條件。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置

21、原則1 1、松散沉積區、松散沉積區（2 2）山間河谷、沖積階地地區山間河谷、沖積階地地區 垂直地下水流向或地貌單元布置垂直地下水流向或地貌單元布置；在傍河或在河床下取滲在傍河或在河床下取滲透水時，應結合擬建取水構筑物類型布置垂直和平行河床的透水時，應結合擬建取水構筑物類型布置垂直和平行河床的勘探線?？碧骄€。 （3 3）沖洪積扇地區沖洪積扇地區 先沿扇軸布置勘探線，選擇富水地段，再在富水地段布先沿扇軸布置勘探線，選擇富水地段，再在富水地段布置垂直扇軸（或垂直地下水流向）的勘探線。置垂直扇軸（或垂直地下水流向）的勘探線。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布

22、置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則1 1、松散沉積區、松散沉積區 （4 4）河流平原地區）河流平原地區 勘探線應勘探線應垂直于主要的現代河流方向布置垂直于主要的現代河流方向布置，以查明古河以查明古河道的分布規律和主要含水層在水平和垂直方向上的變化，布道的分布規律和主要含水層在水平和垂直方向上的變化，布置置網狀勘探線網狀勘探線來查明含水層的分布規律。來查明含水層的分布規律。 （5）濱海平原地區）濱海平原地區 先垂直海岸線布置，查明咸水與淡水的分界面，然后在先垂直海岸線布置，查明咸水與淡水的分界面，然后在分界面上游選擇一定距離（按咸水不能入侵到擬建水源地考分

23、界面上游選擇一定距離（按咸水不能入侵到擬建水源地考慮），垂直地下水流向布置甚探線。慮），垂直地下水流向布置甚探線。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則1 1、松散沉積區、松散沉積區（6）黃土地區）黃土地區 垂直和沿河谷、黃土洼地布置，平行（或垂直）黃土塬垂直和沿河谷、黃土洼地布置，平行（或垂直）黃土塬的長軸布置的長軸布置. （7）沙漠地區）沙漠地區 垂直和沿河流、古河道（包括河流消失帶）和潛蝕洼地垂直和沿河流、古河道（包括河流消失帶）和潛蝕洼地布置，或垂直沙丘覆蓋的沖積、潮積含水

24、層中的地下水流向布置，或垂直沙丘覆蓋的沖積、潮積含水層中的地下水流向布置布置 。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則 2 2、基巖區、基巖區（1）碎屑巖地區）碎屑巖地區 布置在下列富水地段：布置在下列富水地段： 厚層砂巖、礫巖分布區的斷裂破碎帶（張性斷裂破碎厚層砂巖、礫巖分布區的斷裂破碎帶（張性斷裂破碎帶、壓性斷裂主動盤一側破碎帶）；帶、壓性斷裂主動盤一側破碎帶）； 褶皺軸跡方向劇變的外側褶皺軸跡方向劇變的外側； 巖層傾角由陡變緩的偏緩地段；巖層傾角由陡變緩的偏緩地段； 背斜軸部

25、及傾沒端等構造變動顯著的地段背斜軸部及傾沒端等構造變動顯著的地段； 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則 2 2、基巖區、基巖區（1）碎屑巖地區）碎屑巖地區布置在下列富水地段：布置在下列富水地段： 產狀近于水平的巖層的裂隙密集帶和共軛裂隙的密集部產狀近于水平的巖層的裂隙密集帶和共軛裂隙的密集部位；位； 碎屑巖與火成巖巖脈或侵入體的接觸帶附近；碎屑巖與火成巖巖脈或侵入體的接觸帶附近； 地下水的集中排泄帶地下水的集中排泄帶 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原

26、則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則 2 2、基巖區、基巖區（2 2）可溶巖地區可溶巖地區 除按碎屑地區規定布置外，還應在可溶巖與其它巖層除按碎屑地區規定布置外，還應在可溶巖與其它巖層（包括非可溶巖和弱可溶巖）的接觸帶（包括非可溶巖和弱可溶巖）的接觸帶； 裂隙巖溶發育帶和巖溶微地貌（如溶蝕洼地、串珠狀裂隙巖溶發育帶和巖溶微地貌（如溶蝕洼地、串珠狀漏斗等）發育處。漏斗等）發育處。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則2 2、基巖

27、區、基巖區（2 2）可溶巖地區可溶巖地區 對于對于北方巖溶北方巖溶水盆地，勘探線應水盆地，勘探線應沿區域巖溶水的補給沿區域巖溶水的補給區到排泄區的方向布置區到排泄區的方向布置，以查明不同地段的巖溶發育規律，以查明不同地段的巖溶發育規律。對于以管道流為主的對于以管道流為主的南方巖溶南方巖溶區布置水文地質勘探孔區布置水文地質勘探孔時，除考慮上述原則外，尚應考慮有利于查明區內時，除考慮上述原則外，尚應考慮有利于查明區內主要地主要地下暗河位置下暗河位置。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置

28、原則 2 2、基巖區、基巖區（3）巖漿巖和變質巖地區）巖漿巖和變質巖地區布置在斷裂破碎帶、巖脈發育帶、不同巖體接觸帶、布置在斷裂破碎帶、巖脈發育帶、不同巖體接觸帶、弱風化裂隙發育帶以及原生柱狀節理和原生空洞發育層。弱風化裂隙發育帶以及原生柱狀節理和原生空洞發育層。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則小結小結 1 1、松散沉積區、松散沉積區 （1）盆地）盆地 （2）山間河谷、沖積階地地區）山間河谷、沖積階地地區 （3）沖洪積扇地區）沖洪積扇地區 （4）河流平原地區）河流平原地區 （

29、5）濱海平原地區）濱海平原地區 （6）黃土地區）黃土地區 （7）沙漠地區）沙漠地區第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則四、不同水文地質條件地區的布置原則小結小結 2 2、基巖區、基巖區（1）碎屑巖地區）碎屑巖地區 （2）可溶巖地區）可溶巖地區 （3）巖漿巖和變質巖地區）巖漿巖和變質巖地區第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探 1水文地質鉆探的基本任務及特點水文地質鉆探的基本任務及特點 2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則 3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計 4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆

30、探過程中的觀測與編錄第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計1 1、孔深、孔深 鉆孔孔深主要根據鉆孔的目的要求、地質條件，并結合鉆孔孔深主要根據鉆孔的目的要求、地質條件，并結合生產技術條件來確定。生產技術條件來確定。 水文地質勘探鉆孔的深度，原則上應水文地質勘探鉆孔的深度，原則上應揭穿主要含水層揭穿主要含水層（含水帶）（含水帶）?；鶐r孔應穿透?；鶐r孔應穿透主要富水段主要富水段，巖溶區應揭穿，巖溶區應揭穿巖溶巖溶發育帶發育帶（或主要巖溶含水層）。（或主要巖溶含水層）。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質

31、鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 2 2、鉆孔結構及孔徑、鉆孔結構及孔徑 (1)結構結構: :水文地質水文地質鉆孔的結構鉆孔的結構應根據地層結構和鉆探應根據地層結構和鉆探任務確定，任務確定，一般應盡量使孔身結構簡單，盡可能一般應盡量使孔身結構簡單，盡可能“一徑一徑到底到底”。當需要取得不同含水層當需要取得不同含水層(段段)水文地質參數及水質、水水文地質參數及水質、水位、水量資料時，一般是采取位、水量資料時，一般是采取變徑下管止水變徑下管止水方法與其他方法與其他含水層含水層(段段)隔離，這時鉆孔結構就比較復雜隔離，這時鉆孔結構就比較復雜。 第三章第三章 水文地

32、質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 2 2、鉆孔結構及孔徑、鉆孔結構及孔徑 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 2 2、鉆孔結構及孔徑、鉆孔結構及孔徑 (2)孔徑孔徑: :一般是根據鉆孔任務一般是根據鉆孔任務先設計終孔孔徑先設計終孔孔徑，然后根，然后根據變徑次數推算出據變徑次數推算出開孔孔徑開孔孔徑，再根據抽水設備的口徑進行檢，再根據抽水設備的口徑進行檢驗。驗。 一般鉆孔孔徑應比抽水設備外徑大一般鉆孔孔徑應比抽水設備外徑大50mm，當需要設置，當需

33、要設置過濾器過濾器時，孔徑還必須滿足過濾器安裝的需要。時，孔徑還必須滿足過濾器安裝的需要。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 2 2、鉆孔結構及孔徑、鉆孔結構及孔徑 在松散巖區，在松散巖區，開孔開孔多在多在450mm以上，以上，終孔終孔多在多在290 mm以上；以上；基巖區，基巖區，開孔開孔多在多在290mm以上，以上，終孔終孔多在多在180 mm以上以上。變徑的位置，變徑的位置，多在含水層下部的隔水層頂部。多在含水層下部的隔水層頂部。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計

34、一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 3 3、過濾器、過濾器 過濾器過濾器是指安裝在鉆孔含水層（段）的一種是指安裝在鉆孔含水層（段）的一種帶孔井管，帶孔井管，其作用是保證含水層中地下水順利進入井管中，同時防止其作用是保證含水層中地下水順利進入井管中，同時防止井壁坍塌及含水層細粒物質進入井中造成水井淤塞。井壁坍塌及含水層細粒物質進入井中造成水井淤塞。對于松散層鉆孔對于松散層鉆孔，為了防止孔壁坍塌和保證地下水順，為了防止孔壁坍塌和保證地下水順利進入孔內，需要設置過濾器；利進入孔內，需要設置過濾器；對于基巖含水層對于基巖含水層，當孔壁破碎不完整時，也需要安裝，當孔壁破碎不完整時，也需要安裝過

35、濾器來保護孔壁。過濾器來保護孔壁。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 3 3、過濾器、過濾器 一般應根據含水層巖性、厚度和埋藏情況對一般應根據含水層巖性、厚度和埋藏情況對過濾器類過濾器類型和下置深度型和下置深度做出設計。做出設計。過濾器長度，一般應與含水層（段）厚度一致。當含過濾器長度，一般應與含水層（段）厚度一致。當含水層較厚時，可設計非完整井抽水，每段過濾器長度一水層較厚時，可設計非完整井抽水，每段過濾器長度一般般202030m30m?？變瘸恋砉荛L度?？變瘸恋砉荛L度5m5m左右。左右。 第三章第三章 水文

36、地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 4 4、孔斜、孔斜為保證下管順利和抽水設備安裝及正常運行，應對孔為保證下管順利和抽水設備安裝及正常運行，應對孔斜提出要求。斜提出要求。 一般要求孔深一般要求孔深小于小于lOOmlOOm時，孔斜時，孔斜不得超過不得超過1.51.5度度，當，當孔深孔深大于大于lOOmlOOm時，每增加時，每增加lOOmlOOm孔斜不得超過孔斜不得超過1 1度度，并要求，并要求每每50m50m測一次孔斜，以檢查是否符合設計要求。測一次孔斜，以檢查是否符合設計要求。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質

37、鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計5、止水、止水 為了獲得各個含水層的水位、水量及水文地質參數，為了獲得各個含水層的水位、水量及水文地質參數，在多層結構含水層中進行鉆探，需要分層止水，以進行在多層結構含水層中進行鉆探，需要分層止水，以進行分層抽水試驗。分層抽水試驗。（1）止水部位的選擇）止水部位的選擇止水部位止水部位應選在隔水性能好、厚度較大而穩定的巖層應選在隔水性能好、厚度較大而穩定的巖層中。中。（2 2）止水方法及材料選擇止水方法及材料選擇應根據應根據止水要求和孔內地質條件止水要求和孔內地質條件來確定來確定。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文

38、地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計5、止水、止水 （2）止水方法及材料選擇）止水方法及材料選擇 1 1）暫時性止水：）暫時性止水：水文地質勘探孔，只滿足分層觀測及水文地質勘探孔，只滿足分層觀測及試驗時，常用試驗時，常用粘土、海帶、橡膠、牛皮粘土、海帶、橡膠、牛皮等進行暫時性止水。等進行暫時性止水。 2）永久性止水：）永久性止水：對勘探開采孔或開采孔，需用對勘探開采孔或開采孔，需用粘土，粘土，水泥、瀝青水泥、瀝青等材料進行永久性止水。等材料進行永久性止水。 3）止水效果檢查：）止水效果檢查：止水效果如何，必須進行檢查，常止水效果如何，必須進行檢查，常用檢查方

39、法是在止水管內抽水或注水，觀測其管外水位變用檢查方法是在止水管內抽水或注水，觀測其管外水位變化?；?。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 6、回填與封堵、回填與封堵 對水井中的非開采含水層和隔水層，提出井壁與井管之對水井中的非開采含水層和隔水層，提出井壁與井管之間回填封堵的位置、使用材料及要求。間回填封堵的位置、使用材料及要求。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計表表2.42.4常用止水材料對比常用止水材料對比表表 材料名稱材料名稱適用條件適用條件優缺點優缺點海帶海帶1松

40、散巖層和基巖鉆孔暫時止水；松散巖層和基巖鉆孔暫時止水；2海帶膨脹性強，止水快，效果好，但不能用海帶膨脹性強，止水快，效果好，但不能用作永久止水，亦不適合于破碎段止水作永久止水，亦不適合于破碎段止水粘土粘土1水壓和水流不太大，隔水層厚度水壓和水流不太大，隔水層厚度大于大于5m的的止水；止水；2適于松散巖層和裂隙巖溶巖層適于松散巖層和裂隙巖溶巖層止水止水方法簡單，操作方便，成本低，效果好，但方法簡單，操作方便，成本低，效果好，但被鉆具碰動時，易失去止水效果被鉆具碰動時，易失去止水效果水泥水泥適合于各種條件的永久性止水適合于各種條件的永久性止水方法簡單，效果好，但成本稍高，固結時間方法簡單，效果好，

41、但成本稍高，固結時間較長較長牛皮牛皮1潛水及出水量大、水壓高的承壓潛水及出水量大、水壓高的承壓水；水；2孔壁完整的換徑處孔壁完整的換徑處膨脹性強，效果好，但成本高，不適于長期膨脹性強，效果好，但成本高，不適于長期止水止水橡膠橡膠1完整基巖鉆孔；完整基巖鉆孔；2松散層可試用松散層可試用可塑性強，效果好，但成本高，工序麻煩，可塑性強，效果好，但成本高，工序麻煩，只適用于暫時性止水只適用于暫時性止水第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計一、鉆孔孔身結構的設計一、鉆孔孔身結構的設計 小結小結 1 1、孔深、孔深 2 2、鉆孔結構及孔徑、鉆孔結構及孔徑 3 3、過濾器

42、、過濾器 4 4、孔斜、孔斜 5、止水、止水 6 6、回填與封堵、回填與封堵第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計二、鉆進方法及技術要求二、鉆進方法及技術要求 1 1、鉆進方法、鉆進方法 鉆進方法鉆進方法應根據地層巖性和鉆孔任務確定。應根據地層巖性和鉆孔任務確定。 對對基巖地層基巖地層一般采用一般采用回轉鉆進回轉鉆進；對于；對于松散巖層松散巖層，當不需要，當不需要取巖心時，可采用取巖心時，可采用沖擊鉆沖擊鉆進，當需要取巖心時，應采用進，當需要取巖心時，應采用回轉回轉鉆進鉆進。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計二、鉆進方

43、法及技術要求二、鉆進方法及技術要求2 2、沖洗液、沖洗液 理論上，理論上，水文地質鉆孔最好使用水文地質鉆孔最好使用清水清水鉆進鉆進。實際工作中實際工作中，為節省護孔管材和提高鉆進效率，經常使用為節省護孔管材和提高鉆進效率，經常使用泥漿泥漿鉆進鉆進。 但使用但使用泥漿粘度過大泥漿粘度過大，對含水層透水性會產生嚴重不利影，對含水層透水性會產生嚴重不利影響。因此，必須響。因此，必須嚴格控制泥漿的粘度嚴格控制泥漿的粘度第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計二、鉆進方法及技術要求二、鉆進方法及技術要求 3 3、巖心采取、巖心采取 對對巖心采取巖心采取的要求應以能滿足的

44、要求應以能滿足鑒定巖性和分層鑒定巖性和分層的需要。的需要。 對松散巖層來說，一般對松散巖層來說，一般2-3m2-3m取一個巖取一個巖( (土土) )樣，變層時應加樣，變層時應加密取樣。對基巖來說，密取樣。對基巖來說，完整巖層完整巖層巖心采取率不得小于巖心采取率不得小于7070，無巖心長度不得超過無巖心長度不得超過2m2m，構造破碎帶、風化帶、巖溶帶不得構造破碎帶、風化帶、巖溶帶不得小于小于30 。 水文地質鉆孔設計書水文地質鉆孔設計書應附有鉆孔的地層巖性剖面圖、井應附有鉆孔的地層巖性剖面圖、井孔結構剖面和鉆孔平面位置孔結構剖面和鉆孔平面位置圖。圖。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探3 水

45、文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計二、鉆進方法及技術要求二、鉆進方法及技術要求小結小結 1 1、鉆進方法、鉆進方法 2 2、沖洗液、沖洗液 3 3、巖心采取、巖心采取第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探 1水文地質鉆探的基本任務及特點水文地質鉆探的基本任務及特點 2水文地質鉆孔的布置原則水文地質鉆孔的布置原則 3 水文地質鉆孔設計水文地質鉆孔設計 4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄 水文地質鉆探成果是靠鉆探過程中的觀測和編錄取得的。水文地質鉆探成果是靠鉆探過程中的觀

46、測和編錄取得的。觀測和編錄還能及時發現問題并指導鉆探施工，因此在鉆探觀測和編錄還能及時發現問題并指導鉆探施工，因此在鉆探過程中水文地質觀測和編錄要及時。觀測和編錄的內容主要過程中水文地質觀測和編錄要及時。觀測和編錄的內容主要有：有： 1 1、巖心觀測；、巖心觀測； 2 2、水文地質觀測；、水文地質觀測； 3 3、水文地質鉆探的編錄工作、水文地質鉆探的編錄工作 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄一、巖心觀測一、巖心觀測 巖心觀測是確定巖心觀測是確定地層巖性及其空隙性的主要手段地層巖性及其空隙性的主要手段。在水文。在水文地質鉆探過

47、程中，地質鉆探過程中，要求每次提鉆后立即對巖心進行編號要求每次提鉆后立即對巖心進行編號，仔，仔細細觀察、描述、測量和編錄觀察、描述、測量和編錄。觀測內容包括觀測內容包括巖性、厚度、裂巖性、厚度、裂隙發育特征及充填膠結情況，計算巖心采取率及裂隙率或巖隙發育特征及充填膠結情況，計算巖心采取率及裂隙率或巖溶率溶率。1、巖心地質描述、巖心地質描述 對巖心觀察描述內容與對地面巖石露頭描述的內容基本對巖心觀察描述內容與對地面巖石露頭描述的內容基本相同。重點放在相同。重點放在判斷巖石的透水性判斷巖石的透水性上。上。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的

48、觀測與編錄一、巖心觀測一、巖心觀測2、計算巖心采取率、計算巖心采取率研究巖心采取率，可以判斷研究巖心采取率，可以判斷堅硬巖石的破碎程度及巖堅硬巖石的破碎程度及巖溶發育強度溶發育強度，分析巖石的，分析巖石的透水性和確定含水層位透水性和確定含水層位。一般一般基基巖巖中中, ,巖心采取率要求不得小于巖心采取率要求不得小于7070，構造破碎帶、，構造破碎帶、風化風化裂隙帶、巖溶帶中裂隙帶、巖溶帶中, ,巖心采取率不得小于巖心采取率不得小于3030。 3、統計裂隙率及巖溶率、統計裂隙率及巖溶率裂隙率或巖溶率，可統計全孔、某層位或某個深度內裂隙率或巖溶率，可統計全孔、某層位或某個深度內的，視要求而定。的，

49、視要求而定。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄一、巖心觀測一、巖心觀測4、采取巖樣或土樣、采取巖樣或土樣按設計層位和深度，采取巖樣或土樣，以供觀察、鑒定、按設計層位和深度，采取巖樣或土樣，以供觀察、鑒定、分析和實驗之用。分析和實驗之用。 5、準確劃分含水層（段）、準確劃分含水層（段）按要求在終孔前在孔內進行綜合物探測井，以準確劃分按要求在終孔前在孔內進行綜合物探測井，以準確劃分含水層（段），取得有關參數資料。含水層（段），取得有關參數資料。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過

50、程中的觀測與編錄一、巖心觀測一、巖心觀測小結小結1、巖心地質描述、巖心地質描述 2、計算巖心采取率、計算巖心采取率3、統計裂隙率及巖溶率、統計裂隙率及巖溶率4、采取巖樣或土樣、采取巖樣或土樣5、準確劃分含水層（段）、準確劃分含水層（段）第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄二、水文地質觀測二、水文地質觀測 1、沖洗液的觀測、沖洗液的觀測 沖洗液沖洗液質和量質和量的變化能反映鉆進巖層的巖性和透水性。的變化能反映鉆進巖層的巖性和透水性。 鉆進過程中要隨時觀測沖洗液的鉆進過程中要隨時觀測沖洗液的消耗量及顏色、稠度消耗量及顏色、稠度和水溫

51、和水溫的變化，并記錄其變化的位置。的變化，并記錄其變化的位置。第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄二、水文地質觀測二、水文地質觀測2、孔中水位的觀測、孔中水位的觀測 當鉆孔中揭露新的含水層時，孔內的水位會發生變化，當鉆孔中揭露新的含水層時，孔內的水位會發生變化，所以在鉆進過程中要隨時測量孔中的所以在鉆進過程中要隨時測量孔中的水位水位。 為不影響鉆進工作，通常是利用起、下鉆之間的時間間為不影響鉆進工作，通常是利用起、下鉆之間的時間間隙。當發現水位明顯上升或下降時應測量其隙。當發現水位明顯上升或下降時應測量其初見水位和穩初見水位和穩定水位定水位，并記錄其位置和水位高程。，并記錄其位置和水位高程。 第三章第三章 水文地質鉆探水文地質鉆探4 水文地質鉆探過程中的觀測與編錄水文地質鉆探過程中的觀測與編錄二、水文地質觀測二、水文地質觀測3、鉆孔涌水現象觀測、鉆孔涌水現象觀測 孔口涌水，表明承壓水頭高于地面，應立即停鉆，記錄鉆孔口涌水，表明承壓水頭高于地面，應