水文地質(zhì)鉆孔施工方法

1、鉆探：借助機(jī)械或化學(xué)方式（爆破能）破碎巖土層，在地下形成規(guī) 格和質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求的鉆孔，以達(dá)到尋找和開采礦產(chǎn)（固、液、氣態(tài)）及其他工程建設(shè)目的?；剞D(zhuǎn)鉆進(jìn)、沖擊鉆進(jìn)、沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)坑探：坑探是地質(zhì)勘探工作的一種技術(shù)手段，是為了揭露地質(zhì)及礦產(chǎn)現(xiàn)象而在地表或地下挖掘不同類型坑道的工作。探槽、淺井、平巷、斜井和堅(jiān)井等。 水文地質(zhì)鉆探（按國家標(biāo)準(zhǔn)，水文地質(zhì)鉆探稱為水文鉆探）是直接探明地下水的一種最重要、最可靠的勘探手段，水文地質(zhì)鉆探是進(jìn)行各種水文地質(zhì)試驗(yàn)的必備工程，是對(duì)水文地質(zhì)測(cè)繪、水文地質(zhì)物探成果所作地質(zhì)結(jié)論的檢驗(yàn)方法，在水文地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明含水層的巖性、層次、構(gòu)造、厚度、埋深分布及水量、水

2、質(zhì)、水溫等水文地質(zhì)條件、特征和參數(shù)。 在水文地質(zhì)測(cè)繪、水文地質(zhì)物探的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步查明含水層的巖性、層次、構(gòu)造、厚度、埋深分布及水量、水質(zhì)、水溫等水文地質(zhì)條件、特征和參數(shù)，解決和驗(yàn)證水文地質(zhì)測(cè)繪難以解決的問題。常用的鉆進(jìn)方法及選用原則：1軟巖和中硬巖層，用硬質(zhì)合金回轉(zhuǎn)鉆頭鉆進(jìn)； 2中硬及部分中硬以上巖層，用銑齒牙輪鉆頭鉆進(jìn)； 3中硬以上巖層及硬巖，用金剛石鉆頭鉆進(jìn)；4硬脆巖層，用液動(dòng)孔內(nèi)沖擊器鉆進(jìn)或鑲齒牙輪鉆進(jìn)更有效；地質(zhì)孔、通常只在小、中比例尺的區(qū)域水文地質(zhì)普查中布置，一般要通過鉆探取心進(jìn)行地層描述和簡(jiǎn)易水文地質(zhì)觀測(cè)，但不進(jìn)行抽水試驗(yàn)。水文地質(zhì)孔、在各種比例尺的水文地質(zhì)普查與勘探中布置，一般

3、要進(jìn)行單孔穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，必要時(shí)要進(jìn)行多孔非穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，以獲取不同要求的水文地質(zhì)參數(shù)，評(píng)價(jià)與計(jì)算地下水資源。觀測(cè)孔、有抽水試驗(yàn)觀測(cè)孔和長(zhǎng)期觀測(cè)孔(簡(jiǎn)稱長(zhǎng)觀孔)兩種，通常只在大、中比例尺的水文地質(zhì)勘探中布置。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：水文鉆孔的結(jié)構(gòu)比一般地質(zhì)鉆孔要復(fù)雜得多。 原因：水文鉆探的任務(wù)不僅是取出巖芯，探明地層剖面，還必須取得許多水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，或?qū)⒕妆Ａ粝聛?，作為供水井或地下水?dòng)態(tài)觀測(cè)井長(zhǎng)期使用，要求：為了實(shí)現(xiàn)上述多種功用，對(duì)水文鉆孔的結(jié)構(gòu)和鉆進(jìn)方法就必然有多方面的要求。1.鉆孔(井)結(jié)構(gòu)、包括孔徑、孔段和孔深，除地質(zhì)孔外，井身結(jié)構(gòu)應(yīng)包括：井管：包括井壁管、過濾管、沉淀管的直徑、孔段和深度。 井

4、管類型井管特性孔深水質(zhì)鑄鐵井管抗壓、抗側(cè)壓強(qiáng)度較高，耐沖擊、抗拉強(qiáng)度較低，有一定防腐蝕性能中深孔、淺孔適于一般水質(zhì)的水井中使用中深孔淺孔適于一般水質(zhì)的水井中使用鋼質(zhì)井管抗拉、抗壓、抗側(cè)壓抗彎強(qiáng)度高，有一定的抗腐蝕性能，成本較高深孔中深孔玻璃鋼井管耐腐蝕性能良好，質(zhì)量輕，有較高的強(qiáng)度，但成本較高中深孔深孔適于一般水質(zhì)的水井和腐蝕性較大的水井中聚氯乙烯井管（pvc）耐腐蝕性良好，質(zhì)量輕，價(jià)格低，強(qiáng)度較低淺孔 中深孔井壁管：支撐和封閉井壁的無孔管。內(nèi)徑應(yīng)滿足抽水設(shè)備的安裝和正常抽水要求，若采用深井泵抽水時(shí)，安裝泵管的井管內(nèi)徑應(yīng)大于泵管外徑約50mm。過濾管：一般與含水層厚度大體一致，厚度超過30m時(shí)

5、，可選用20-30m安裝在主要含水層處；若含水層透水性很差時(shí)，可適當(dāng)加長(zhǎng)。沉淀管：底部用以沉積井內(nèi)砂粒和沉淀物的無孔管。應(yīng)與相連的過濾管同徑，安裝長(zhǎng)度一般為46m，底部應(yīng)封閉，頂部在0.5m范圍內(nèi)應(yīng)加工成過濾管結(jié)構(gòu)。井管采用絲扣或電焊連接，若使用其他方法連接時(shí)，應(yīng)保證接頭不錯(cuò)動(dòng)或滲漏。井管連接成管柱后，軸心線應(yīng)一致，管柱底端和過濾管部位應(yīng)裝設(shè)扶正器，確保管柱處在井孔中心位置。a. 具有良好的強(qiáng)度，能承受地層和靜水側(cè)壓力以及管柱自重產(chǎn)生的拉壓力。b. 能抵抗井水腐蝕有較好的防腐蝕性能。c. 無毒、無味，對(duì)井水不污染，能溶于水中的有害物質(zhì)含量低于國家規(guī)定指標(biāo)。d. 管身圓直，端口平整，連接牢固，密

6、封良好，無滲漏、無殘缺、無裂紋。（1） 一般地質(zhì)勘探孔的主要任務(wù)是取巖芯，故口徑較?。ㄖ睆揭话阈∮?50mm）。水文鉆孔，除取巖芯外，還必須滿足抽水試驗(yàn)或作為生產(chǎn)井取水的要求。為保證抽出更多的水量和便于下入水泵，當(dāng)前水文地質(zhì)鉆孔或水井的直徑一般均在300一500mm，最大孔徑可達(dá)1000mm或更大。 2）鉆孔的結(jié)構(gòu)復(fù)雜 水文鉆孔，為了分層取得不同深度含水層的水質(zhì)、水量及動(dòng)態(tài)資料，或?yàn)樽柚狗情_采層以外含水層中的劣質(zhì)地下水進(jìn)入水井之中，常需對(duì)揭露的各個(gè)含水層采取分層止水的隔離措施。變徑下管止水則是最有效的隔離方法。有時(shí)，為減輕隨鉆進(jìn)深度增加而加大的鉆機(jī)荷載或?yàn)楣?jié)省井壁管材，也需變徑。3）為了保證地

7、下水順利地進(jìn)入鉆孔（水井），同時(shí)又能阻止含水層中的細(xì)顆粒物質(zhì)進(jìn)入鉆孔或防止塌孔，在鉆孔揭露的含水層段，常需下入復(fù)雜的濾水裝置，即過濾器；而對(duì)井壁與井管之間的非含水層段，則需用粘土、水泥等止水材料進(jìn)行封堵，以阻止地表污水或開采含水層以外的劣質(zhì)地下水沿孔壁和井管之間的空隙流入開采含水層中。因此，水文鉆孔的結(jié)構(gòu)是較復(fù)雜的。4）為了防止鉆進(jìn)時(shí)所用的泥漿堵塞含水層，影響水井的出水量，對(duì)水文孔鉆進(jìn)時(shí)所用的沖洗液質(zhì)量（密度、稠度等）有嚴(yán)格要求。一般要求盡量用清水鉆進(jìn)；在砂礫石含水層鉆進(jìn)時(shí)，泥漿粘度要求在1825秒之間。在鉆進(jìn)結(jié)束后，必須認(rèn)真地進(jìn)行洗井工作。對(duì)城市生活和工業(yè)用水井，正常運(yùn)行時(shí)的井水含砂量要求小

8、于百萬分之一；農(nóng)業(yè)灌溉水井，應(yīng)小于五十萬分之一。5）為保證水泵順利下入井中，并長(zhǎng)期安全地工作，對(duì)水文鉆孔，特別是將用于供水的井，對(duì)其孔身斜度（孔斜）應(yīng)有嚴(yán)格要求，一般要求孔身斜度每100m小于1度。（1） 一徑成孔(井)除孔口管外，一徑到底的鉆孔，即一種口徑、一道管柱的鉆孔。這類鉆孔通常是較穩(wěn)定的第四紀(jì)松散地層或基巖為主的水文地質(zhì)鉆孔、探采結(jié)合孔或觀測(cè)孔。下井管、過濾管并填礫孔之孔徑一般應(yīng)比管直徑大150-200mm。（2） 多徑成孔(井) 具有兩個(gè)或兩個(gè)以上變徑孔段的鉆孔，即多次變徑，并用一套或多套管柱的鉆孔。通常是上部為第四紀(jì)松散層、下部為基巖或具有兩個(gè)以上主要含水層的水文地質(zhì)鉆孔、探采結(jié)

9、合孔及地質(zhì)孔?；鶐r除破碎帶、強(qiáng)烈風(fēng)化帶需下管外，一般為裸孔。 根據(jù)鉆孔類型、水文地質(zhì)條件、終孔直徑及深度、鉆進(jìn)工藝方法、抽 水方法及鉆探設(shè)備等因素綜合確定。 進(jìn)行抽水試驗(yàn)的鉆孔，其松散地層的鉆孔直徑要能滿足根據(jù)預(yù)計(jì)出水量選用的過濾管直徑和填礫間隙的要求?；鶐r鉆孔直徑則一般以滿足根據(jù)預(yù)計(jì)出水量能下入之抽水設(shè)備口徑要求或過濾管直徑要求為依據(jù)確定。 在條件具備與可能時(shí)，要采用一徑成井工藝；在松散、破碎、嚴(yán)重漏失等復(fù)雜地層應(yīng)采用既護(hù)壁性能好又易于破壁解淤的優(yōu)質(zhì)泥漿鉆進(jìn)，爭(zhēng)取少下或不下套管，以簡(jiǎn)化鉆孔結(jié)構(gòu)。 在鉆探任務(wù)確定之后，水文地質(zhì)技術(shù)人員的重要任務(wù)之一，便是編制水文鉆孔的設(shè)計(jì)書，它是鉆孔施工的依據(jù)

10、。1. 編制依據(jù) 水文地質(zhì)鉆探施工設(shè)計(jì)的編制是根據(jù)項(xiàng)目的水文地質(zhì)設(shè)計(jì)書或項(xiàng)目委托計(jì)劃任務(wù)書或合同的要求. 在現(xiàn)場(chǎng)踏勘的基礎(chǔ)上，按照現(xiàn)有的生產(chǎn)定額、材料消耗定額、人員和設(shè)備配備與費(fèi)用定額等資料為依據(jù)進(jìn)行編制.1） 施工項(xiàng)目的基本情況和設(shè)計(jì)依據(jù)工區(qū)的地理位置、交通條件、地形地貌、氣候和生活條件。 地質(zhì)條件：包括地層劃分和巖石可鉆性級(jí)別、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件，著重說明影響鉆探施工的主要地質(zhì)因素。 施工目的與要求：包括鉆孔布置與工作量、工程質(zhì)量指標(biāo)、水文地質(zhì)試驗(yàn)與觀測(cè)要求等。2） 供水、供電設(shè)計(jì) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘了解的當(dāng)?shù)厮礂l件，選擇供水方法和設(shè)備；采用電力驅(qū)動(dòng)時(shí)提出供電方法與要求?？咨?水文鉆孔的深

11、度，應(yīng)根據(jù)鉆探任務(wù)來確定，一般要求達(dá)到揭露 或打穿主要含水層。開孔、終孔的直徑及孔身變徑位置，開孔直徑，在松散巖層中，一般應(yīng)大于480mm；在堅(jiān)硬巖石中，應(yīng)大于290mm。為簡(jiǎn)化水井結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡可能采用“一徑到底”。當(dāng)不得不變徑時(shí)，在松散巖層中的終孔直徑不得小于290mm；在堅(jiān)硬巖石中，不得小于180mm。變徑的位置，多在含水層下部的隔水層頂部。（1）對(duì)水井中的非開采含水層段，提出井壁與井管之間隙的回填封堵段的位置、使用材料及要求。（2）鉆孔中水位的變化。當(dāng)發(fā)現(xiàn)含水層時(shí)，要測(cè)定初見水位和天然穩(wěn)定水位。（3）及時(shí)描述巖芯，統(tǒng)計(jì)巖芯采取率；測(cè)量其裂隙率或巖溶率。（4）測(cè)量鉆孔的水溫變化值及其位置。（5）觀測(cè)和記錄鉆孔的涌水、涌砂、涌氣現(xiàn)象、及其起止深數(shù)量。（6）觀測(cè)和記錄鉆進(jìn)速度、孔底壓力及鉆具突然下落（掉鉆）、孔壁坍塌、縮徑等現(xiàn)象和其深度。（7）按鉆孔設(shè)計(jì)書的要求及時(shí)采集水、氣、巖、土樣品。（8）在鉆進(jìn)工作結(jié)束后，按要求進(jìn)行綜合性的水文地質(zhì)物探測(cè)井工作。 （9） 水文地質(zhì)鉆探是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜的工作。因此，水文地質(zhì)人員在布置水文鉆探時(shí)，必須持嚴(yán)肅、認(rèn)真的態(tài)度，力求以最小的鉆探工作量，取得最多和更好的地質(zhì)、水文地質(zhì)成果，就是說鉆孔的布置必須有明確的目的性。 （10）布置鉆孔時(shí)要考慮水文鉆探的主要任務(wù)，應(yīng)明確是查明區(qū)域水文地質(zhì)