水文地质钻探
水文地质勘查技术手段-钻探(二)课件
据施工深度（m）分
浅孔 中深孔 深孔
＜ 100～ ＞ 100 300 300
据施工目的分
分为地质孔、水 文地质孔、探采 结合孔、观测孔
四类
据施工质量分
优 良 孔
合 格 孔
不 合 格 孔
据天顶角（°）分
直 定向 水平
孔 斜孔
孔
0 ＜30
90
不合格孔应根据缺什么补什么的原则返工，如果返工后仍达不到设计要求者，可根据 取得的资料多少和使用价值，予以部分报废（即报废部分孔段工作量）或全部报废。
钻孔要素示意图 1-孔口；2-孔底；3-孔壁； 4-孔径；5-换径；6-孔深
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2.水文地质钻孔的类型 水文地质钻孔的类型可以从不同的角度划分（如下表）。
钻孔的施工目的决定了钻孔的施工深度
钻孔天顶角是钻孔中心轴线与铅垂线的夹角。
钻孔结构设计的内容包括： 钻孔深度——孔深的确定 终孔直径
孔径的确定 开孔直径 中间套管变径的层次和深度 过滤管的类型和规格等。
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（1）孔深的确定 孔深一般应揭穿主要含水层， 即钻孔的终孔深度取决于含 水层底板的埋藏深度。钻孔 深度以钻孔地质设计为准。
含水层
孔
深
含水层
隔水顶板
隔水底板
第二节 水文地质勘察技术手段—水文地质钻探
特殊情况下孔深的确定：
对于更深部的含水层（组）： 可选择少量的钻孔只作一般 性了解，以便为进一步勘察 和远景规划提供依据。
对于厚度很大的含水层：钻孔揭穿整 个含水层较困难或技术上不必揭穿整 个含水层时，应按下述原则确定孔深： 对于基岩含水层，钻孔应揭穿含水层 的主要富水段或富水构造带；对岩溶 含水层，钻孔应揭穿岩溶发育带；
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。
水文地质钻探
水文地质钻探shuiwen dizhi zuantan水文地质钻探hydrogeological drilling在水文地质各勘察阶段所进行的钻探工作，其目的是了解地层岩性、地质构造、地下水的赋存条件和运动规律，水质、水量、水温的变化，为正确评价地下水资源，合理开发利用与保护地下水提供资料。
钻孔分类分勘探孔、试验孔、观测孔和探采孔四种。
勘探孔用于水文地质普查。
主要获取地层的岩性、地质构造和含水层的埋藏深度、厚度、性质及富水性等资料。
钻探要求满足岩心采取率、校正孔深、测量孔斜、简易水文地质观测、原始记录和封孔等六项指标。
试验孔用于初勘阶段。
在初步掌握地层岩性、地质构造等资料的基础上，着重了解地下水的水量、水位、水质、水温等资料。
要求进行分层观测、分层抽水，单孔或群孔抽水等。
观测孔用于研究地下水动态变化规律和为测定与抽水孔水位变化关系，以及了解不同含水层的水位、水温、水质变化而布置的钻孔。
探采孔用于已定水源地的详勘阶段。
在已取得水文地质资料的基础上，结合工农业生产开采水源的需要布置钻孔。
通过钻探进一步取得水文地质资料后，即可作为开采井使用。
钻探要求既满足获得有关水文地质资料，又要满足开采生产井对水质、水量、卫生防护等的要求。
钻孔布置在水文地质测绘和工程地球物理勘探的基础上进行,其目的是能查明勘察区的水文地质条件,取得水文地质参数和评价地下水资源所需的资料。
在松散沉积物地区，须根据地质、地貌及水文地质条件布置勘探线网，勘探线间距与孔距按勘察阶段和不同类型松散沉积物地区的水文地质条件复杂程度而定。
在碎屑岩地区，勘探线的布置应能控制勘察区不同水文地质单元和地质构造、地貌条件，并且须垂直构造线或沿地层水文地质条件变化最大的方向布置。
在岩溶地区，除按碎屑岩地区布置勘探线网外，还应考虑布置在沿地表水系和断层附近，岩溶裂隙发育带和岩溶微地貌发育处。
钻孔结构设计设计内容包括开孔直径、终孔直径、钻孔深度、换径的层次结构和深度、过滤器类型、止水方法等。
矿区水文地质钻探存在的问题及改进措施探讨
矿区水文地质钻探存在的问题及改进措施探讨随着矿产资源的不断开发利用，矿区水文地质钻探成为了矿区勘查工作中不可或缺的一环。
由于矿区水文地质钻探的复杂性和特殊性，存在着诸多问题，包括技术不成熟、安全隐患多、环境风险大等。
本文将围绕矿区水文地质钻探存在的问题及改进措施进行探讨，以期为矿区勘查工作提供参考和借鉴。
一、存在的问题1. 技术不成熟目前矿区水文地质钻探技术相对较为落后，主要依靠人工操作和传统设备完成。
这种方式存在效率低下、精度不高的问题，不仅影响了勘查工作进度，还可能导致钻探结果不准确，给后续工作带来隐患。
2. 安全隐患多矿区水文地质钻探作业面临诸多安全隐患，比如地质灾害风险大、设备操作存在风险等。
一旦发生事故，不仅可能造成人员伤亡和财产损失，还会对矿区生态环境造成严重影响。
3. 环境风险大矿区水文地质钻探作业可能会对周边环境造成污染，比如地下水污染、土壤污染等，从而危害当地生态环境和居民健康，引发社会不稳定因素。
二、改进措施探讨1. 推动技术创新为了提高矿区水文地质钻探的效率和精度，必须推动技术创新，采用先进的设备和工艺。
比如引入自动化钻探设备，采用新型传感器和控制系统，提高钻探作业的智能化和自动化水平。
加强对钻探人员的技术培训，提高其操作技能和安全意识。
2. 加强安全管理钻探作业是一项高风险的工作，必须加强安全管理，做到安全第一。
具体措施包括加强现场监管，建立完善的安全管理制度，配备必要的安全设备和救援装备，并定期进行安全演练和应急预案演练，以提高应对突发事件的能力。
3. 强化环保意识在进行钻探作业时，必须严格遵守环保法规，采取有效措施减少环境污染。
比如选择环保型钻探液、合理排放废水和废渣、加强对环境的监测和评估，及时发现和解决环境问题。
加强对钻探作业的社会风险评估，预防和化解潜在的社会矛盾。
通过上述措施的改进，我们相信矿区水文地质钻探作业可以得到更好的改进和提高，从而更好地为矿区勘查工作服务，为矿产资源的合理开发利用提供更可靠的技术支持。
水文地质钻探规程
水文地质钻探规程1 主题内容与适用范围1.1 主题内容本规程规定了水文地质钻探与水井钻探各项生产活动的技术工作要求及有关工艺操作规定。
1.2 适用范围本规程适用于水文地质普查、水文地质初步勘探与详细勘探以及水井(含矿泉水井及低温地热井)钻探工程，是进行钻探设计、施工、管理等各项工作的基本依据和准则。
本规程不适用于高温地下热水和地热能开发钻井工程。
2 引用标准2.1 直接引用标准GBJ 202 地基与基础工程施工及验收规范GB 9808 水文水井钻探管材系列GB 9809 水文水井钻探用套管、岩心管、取粉管螺纹GB 9810 水文水井钻探用钻杆BG 9811 水文水井钻探用钻铤BG 9812 水文水井钻探用钻杆接头DZ 1.3 硬质合金岩心钻探管材螺纹DZ/T 0008 水文水井钻探用钻柱特种接头DZ/T 0017 工程地质钻探规程DZ/T 0055 水文水井钻探用硬质合金钻头DZ/T 0056 水文水井钻探用三牙轮钻头DZ/T 0057 水文水井钻探用钻粒钻头2.2 配合使用的标准GBJ 27 供水水文地质勘察规范水方地质普查、勘探规范岩心钻探规程3 总则3.1 目的、任务水文地质钻探是水文地质普查、勘探工作中取得地下水文地质资料的主要技术方法，也是开发利用深层地下水进行钻井工程的唯一技术手段。
它的基本任务是在水文地质测绘、水文地质物探的基础上，进一步查明含水层的岩性、层次、构造、厚度、埋深分布及水量、水质、水温等水文地质条件、特征和参数，解决和验证水文地质测绘和物探遥感工作中难以解决的水文地质问题，为评价和合理开发利用地下水资源提供可靠的水文地质资料和依据。
同时，在“以探为主、探采结合”成井或专门打井后开采地下水，为工农业生产、国防建设和城镇居民及干旱地区人民提供生产生活用水或矿泉水饮料，直接为国民经济建设和人民生活服务。
3.2 钻探工作必须遵循的准则3.2.1 水文地质钻探工作必须贯彻执行先水文地质测绘与物探，后钻探施工以及坚持“先踏勘、后设计”和“先设计、后施工”的工作程序，即必须在水文地质测绘和物探工作的基础上布置水文地质钻孔，以及坚持没有地质、施工设计，不准施工开钻的原则。
水文地质钻探施工方案
水文地质钻探施工方案1. 引言水文地质钻探是一种常用的地质勘探方法，用于研究地下水资源的分布、流动状况以及地质构造的特征。
本文档旨在提供水文地质钻探施工方案的详细说明，包括施工目的、施工方法、施工步骤和安全注意事项等内容。
2. 施工目的水文地质钻探的施工目的主要包括以下几点：•研究地下水资源的分布和含量，为水资源管理和开发提供依据；•获得地下水的水质信息，分析水质状况及其变化趋势；•探测地下岩石和土层的特征和性质，为工程建设提供地质数据支持；•了解地下地层的结构和构造，为地质灾害防治提供参考。
3.1 钻探设备水文地质钻探需要使用合适的钻机和相应的钻具。
常用的钻机有旋转式钻机、冲击式钻机和挤压式钻机等。
钻具包括钻杆、钻头、护壁和取心管等。
3.2 钻孔布置钻孔布置应根据地质条件和研究目标确定。
一般情况下，钻孔应尽量避开断裂带、岩体强变形带和易涌水层等地质隐患区域。
3.3 钻探方法根据需要采用不同的钻探方法，包括岩芯钻探、取样钻探、水位测井和岩心取心等。
其中，岩芯钻探用于获得完整的地下岩石样本，取样钻探用于获得不同深度的地下土样和水样，水位测井用于测定井中地下水位的高度，岩心取心用于采集岩芯样本进行各项实验分析。
4.1 前期准备•确定施工区域和钻孔布置；•安排施工人员和设备；•检查钻机和钻具的工作状态和安全性。
4.2 钻孔开挖•使用钻机将钻具逐层插入地下，同时进行旋转或冲击以完成孔洞的开挖；•根据需要进行取心或取样。
4.3 井壁加固•在钻完孔后，根据岩层情况选择合适的护壁方式，例如套管、漏斗管或金属围护套管等；•确保井壁的稳定和完整。
4.4 地下水位测井•选择合适的测井仪器，如测深仪或水位计；•进行地下水位的测量。
4.5 弃土处理•将钻探过程中产生的弃土清理干净；•根据规定的环境要求进行分类、储存或处理。
4.6 数据记录和分析•记录钻孔、取样、取心和测井数据；•对数据进行整理和分析，绘制相应的地层剖面图和分析报告。
水文地质钻探 水文地质勘察
第四章 水文地质钻探
§1 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 §3 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
第四章 水文地质钻探
§2 水文地质钻孔的布置原则
第四章 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
第四章 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 水文地质钻孔类型： （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，尚需进行水
二、水文地质钻探的特点
从上述水文地质钻探任务来看，水文地质钻 探不仅要获取岩心、探明地层剖面，还要进行各 种水文地质试验，查明含水层的水理性质和富水 性，有时还要将井(孔)保留下来作为开采井或长 期观测孔。因此水文地质钻探比地质钻探获取的 资料要多，它具有自己的一些特点：
第四章 水文地质钻探
§1 水文地质钻探的基本任务及特点
第四章 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)结构复杂 水文地质钻探的目的是要查明各个含
水层的水位、水质、水量及水文地质参数 的资料，因此需要进行分层止水来隔离各 含水层的水力联系。
要进行止水就必须变径下管(图2．7)。 因此水文地质钻孔结构比较复杂。
第§四4 章水水文文地地质质钻钻探探过勘程中探的观线测与编一录 般应沿着水文地质条件变化最大的方
向布置，对勘 第四章 水文地质钻探
水文地质钻探的任务及特点
三、抽水试验技术要求
1、有关概念 静止水位：抽水前的天然水位 动水位：抽水过程中的水位 稳定水位：抽水过程中保持不再变化的水位 降深：非稳定流抽水试验指静止水位与动水位之
差；稳定流抽水试验指静止水位与稳定水位之差
三、抽水试验技术要求
2、稳定流抽水试验
（1）降深的确定 降深次数 ◆求水文地质参数，一次降深 ◆验证水文地质参数，二次降深
◆推求井孔最大涌水量 Q f (s)
图：
总结：为了最有效利用资料，一般要求进行三次降深， 每次降深又叫一个“落程”
Q f (s)
裂隙率
Y bi 100 %
L
岩溶观测
Y v 100 % V
岩溶率
Yk
b 100 % L
四、水文地质钻探的观测与编录工作
计算岩心采取率：
回次
1
2
3
4
5
进尺(m) 2.00 3.00 2.50 3.00 2.50
岩心长(m) 1.80 1.50 3.50 2.90 2.50
采取率(%)
四、水文地质钻探的观测与编录工作
思考题
1、水文地质钻孔应如何布置？以山前倾斜平原为例。
2、水文地质钻探过程中应如何观测水位？利用水位 可以分析哪些水文地质问题？
§5 水文地质试验
井流试验 ◆ 抽水试验 ◆ 注水试验 ◆ 压水试验 ◆ 溢水试验
渗水试验 示踪试验 连通试验
一、抽水试验的任务及类型
1、抽水试验任务 确定含水层的富水程度和评价井（孔）出
Q1 S1 S2 S3