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渗流井取水工程勘察规范-条文说明

渗流井取水工程勘察规范-条文说明
渗流井取水工程勘察规范-条文说明

陕西省地方标准渗流井取水工程勘察规范

DB××/××—2020

主要条文说明

目次

1 范围1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 基本规定1

5 勘察范围及勘察等级 3

5.2 渗流井取水工程勘察范围 (3)

5.3 勘察区地质条件复杂程度划分 (4)

5.4 渗流井取水工程勘察等级划分 (4)

6 水文地质测绘4

6.1 一般规定 (4)

6.2 水文地质测绘内容与要求 (5)

7 地球物理勘探5

8 工程地质测绘6

9 钻探6

9.1 钻孔的布置 (6)

9.4 钻探岩芯编录 (7)

9.5 岩石样品采集与测试 (8)

12 围岩稳定性评价8

13 水文地质参数计算8

13.1 含水层垂向渗透系数 (8)

14 渗流井可开采水量评价8

14.1 一般规定 (8)

14.2 可开采水量计算与确定 (9)

16 渗流井取水水质评价9

1 范围

本标准适用于拟建渗流井取水工程可行性研究勘察阶段和设计勘察阶段的勘察工作。说明和明确了本标准适用范围。

2 规范性引用文件

2.0.1 本标准是在引用相关规范的基础上,对渗流井取水工程勘察中应达到工作深度、工作方法及技术要求做了规定,针对渗流井取水工程特点和特别要求,进一步深化、细化和补充,对有关常规性技术要求,按照引用相关规范进行规定,本标准在实施中应与引用规范配套使用。

3 术语和定义

3.0.1 渗流井目前还未形成统一规范的“渗流井”定义。《中国规范术语全国科学技术名词审定委员会公布名词》中就没有收录渗流井的术语,有关论文中基本是从工程结构上来定义“渗流井”的,就是在河流岸边施工竖井,在竖井一定深度往河流施工主平巷,在顺河流上下游施工支平巷,在支平巷两端和支平巷中间隔不同距离各布设硐室,在硐室中往上部含水层施工渗流孔,将具有这种工程结构的取水工程就叫为渗流井,是从工程结构形式上来进行定义的,也没有论述渗流井取水的水量来源机理;并且工程结构变化较大,受场地和含水层特征影响,有些渗流井支平巷并没有顺河流上下游布置,而是仅顺河流一侧甚至布置于河流对岸,按照工程结构形式定义将具有一定的局限性。

本次按照取水来源机理和工程结构独特性进行综合定义,以期建立可广泛接受和规范性“渗流井”定义。渗流井是在与竖井连通的多个岩层硐室中向上部潜水含水层设置辐射孔群,以激发河流渗流补给来增大出水量的傍河取水工程,其工程结构通常由竖井、平巷、硐室和辐射孔群四部分组成。首先,渗流井是一类傍河取水工程或傍河取水井,说明激发河流渗漏补给将是其取水量的一个主要来源;其次,具有从多个岩层硐室中往上部潜水含水层设置辐射孔群,以提高河流渗漏补给来增大单井出水量的井,反映了渗流井取水工程的独特工程结构,确定渗流井是从取水含水层下部多个硐室通过辐射孔群来取水,不从上部扰动和破坏整个含水层结构,并且是多个硐室,这是渗流井与大口辐射井、渗渠等水平取水工程不同和区别的主要特征。再其次,取水来源机理旨在说明主要以提高河流渗漏补给水量来达到增大单井取水量的取水工程。

3.0.7 分段抽水试验渗流井取水机理研究表明,取水含水层垂向渗透系数是影响渗流井取水量最为敏感因素,是勘察过程中需要重点关注和求取的水文地质参数。求取含水层垂向渗透系数,目前实用和可靠的方法就是多孔非稳定流分段抽水试验。就是在整个取水含水层中将辐射孔预计能够伸入的下部含水层段作为一个试段,进行抽水试验,并在抽水含水层段和其上部含水段设置水位观测孔,依据抽水试验观测资料计算含水层垂向渗透系数的方法。取水含水层上、下部岩性有差异或上、下部有相对透水性较差夹层时,则以岩性差异处或透水性较差夹层处划分分段抽水试段;如取水含水层垂向上岩性较为均一,则人为将取水含水层下部层段划定为分段抽水试段,并在抽水试验过程中,对分段抽水试段和分段抽水试段的上部含水段,布置观测孔,同步观测其水位降深值。

4 基本规定

4.0.1 本条首先说明,渗流井是一种不破坏河床天然含水层结构、目前能够最大限度地获得河流渗漏补给水量以增大单井取水量的傍河取水工程,其适用性是有条件的,不是普遍适用的。第二个方面,主要是说明渗流井取水工程主要适用的总体特征条件为,含水层厚度小或常规管井单井涌水量小、渗透性较强、河流渗漏补给条件较为优越的河谷地区;将适用的总体特征条件进一步细化,则通常适宜渗流井取水的主要地质条件为:

1 较大河流河谷区,河床漫滩潜水含水层透水性较强,分布较连续稳定,厚度不小于3m,以透水性强的第四系冲洪积砂砾卵石为优。

2 潜水含水层下伏岩层较为稳定,满足平巷、硐室和辐射孔等布设对其围岩力学强度和稳定性的要求。

3 具有渗流井竖井布设和施工的场地条件。

第三个方面,说明适宜采用的优越性。前面引言已经说明,与傍河管井等常规取水方式相比,具有单井取水量大、便于管理和总成本较低等优势,尤其在我国北方多泥沙河流地区,克服了采用渗渠取水因人造渗透含水层极易受到河水泥沙淤塞使得取水量急剧衰减的弊端,已成为城镇和工农业供水的优先选用取水工程方式。通过与其它取水方式比较,说明克服了其它取水方式不利因素和弊端,凸显渗流井取水方式优越性。

总体上意在说明,渗流井取水工程是有适用条件的,只有在适宜条件下采用,才能发挥其高效和优越性。

4.0.2 本条意在说明,渗流井取水工程勘察工作开展的基础和起点,即取水地段是拟采用渗流井方式取水,并根据取水目标提出了建设规划的基础上进行。首先,渗流井是一种具有适用条件的取水工程方式,取水地段只有在宏观上预判适用并规划采用渗流井方式取水,勘察工作在方向上才能具有意义,才有可能开展渗流井取水工程勘察工作。其次,根据取水目标提出渗流井取水工程建设规划,勘察工作才能针对规划建设的渗流井取水工程进行,这样勘察工作才能具有针对的目标。也就是说明,渗流井取水工程勘察工作开始前,关于渗流井取水地段和建设规划已经确定,勘察是从渗流井取水工程项目建议书阶段开始的。

4.0.3 本条明确渗流井取水工程勘察应完成的总体工作任务,即应进行的主要工作内容:

1 调查渗流井取水工程建设地段地质环境条件,包括区域地质、气象水文、水文地质、环境地质、工程地质、水源开发及其它工程建设状况与发展规划等;

2 查明渗流井取水含水层岩性、厚度、埋深、结构、富水性和含水层地下水补给、径流、排泄条件及水化学特征;

3 查明渗流井布设地段和布设层位岩土体类型、岩体结构和围岩工程地质特征;

4 求取有关水文地质参数,评价渗流井可开采水量和水质;

5 提出渗流井硐室围岩物理力学参数,分析评判渗流井平巷、硐室围岩的稳定性;

6 提出渗流井取水工程布设方案建议。

4.0.4 本条主要说明勘察阶段划分问题。由于渗流井取水工程是一种具有适用条件的专项水源工程,勘察相当于在项目建议书基础上进行的,取水地段宏观上预判是否适宜渗流井方式取水,相对较为容易,通过水文地质普查、调查或地质资料分析就可以得出大体结论,但取水量和水质是否能够满足取水目标要求,以及渗流井建设平巷和硐室围岩是否基本满足稳定性要求,则需要勘察评价才能得出明确结论,勘察阶段划分时就就需要有可行性研究阶段的勘察工作。勘察工作是在渗流井取水工程项目建议书基础上开展,这时只是提出了渗流井取水工程建设的规划设想,并不见得完全适宜建设的地质条件,如果经过可行性研究勘察阶段确定渗流井取水工程建设不可行,就不需要进行后续设计勘察阶段,避免和减少了不必要浪费。另外,大量勘察实践也大多是按照可行性研究勘察阶段和设计勘察阶段进行的。因此,本标准划分渗流井取水工程勘察阶段,就划分为以水文地质勘察为主的可行性研究勘察阶段

和以工程地质勘察为主的设计勘察阶段。

可行性研究勘察阶段以水文地质勘察为主,主要确定渗流井取水工程是否适宜建设、总体如何展布和取水水质、水量能否满足取水目标要求等问题,为渗流井取水工程可行性研究提供依据,提出工程布设方案建议。设计勘察阶段以工程地质勘察为主,查明渗流井布设地段和展布层位工程地质条件,进一步评判渗流井平巷、硐室地下围岩的稳定性,为渗流井平巷、硐室地下围岩设计提供工程地质设计参数,补充论证存在的专门性水文地质问题,为渗流井取水工程设计提供依据。

4.0.6~4.0.7 主要说明,列出了渗流井取水工程勘察可采用勘察工作方法,拟投入的勘察方法和布置工作量,是根据一系列因素综合考虑确定的。其主要考虑因素是勘察等级、拟布设渗流井取水工程数量和已有工作程度、可开采水量评价方法等因素综合考虑确定。如勘察等级为一级时,就应布置多孔非稳定流分段抽水试验;区内已有工作程度揭示了含水层空间结构和岩层顶面埋深分布状况,一般就可不进行地面物探工作方法的勘探工作。

4.0.8 各阶段勘察工作前,应明确勘察任务与要求,进行现场踏勘编制勘察大纲或勘察设计,经技术审查合格后在野外勘察中要严格执行。这是对勘察工作开展做出的一些程序和步骤性规定,保证勘察工作目的任务明确、勘察方法和布置工作量符合客观实际和可行有效。

地质条件发生重大变化确需变更勘察大纲或勘察设计主要实物工作量部署的,须取得技术评审单位书面变更意见书才能进行相应变更。对勘察大纲或勘察设计变更的执行做出了程序性规定,防止野外工作中随意或擅自变更勘察工作部署的情况,也为了保证变更后工作部署可行。

4.0.10 野外勘察工作结束后应进行现场验收,这是对野外勘察工作技术质量管理要求,以便于检查和发现野外勘察工作不足,进行野外补充工作,来保证勘察质量。从勘察工作实际执行反馈来看,近年来市场勘察工作对野外验收管理有松懈趋势,使得经过技术审查的勘察大纲或勘察设计在野外执行不全面,野外勘察工作结束后技术管理部门未能履行野外验收制度,勘察成果室内编制阶段才发现缺乏或漏失一些野外勘察资料,又返回野外进行补充,造成了一定浪费和返工。因此,本标准对此进行了专门规定要求。

4.0.12 生态环境保护的理念在勘察工作中已经得到严格贯彻执行,倡导按照绿色勘察要求进行相关的勘察工作。因此,本条给予特别说明,具体按照绿色勘察要求执行。

5 勘察范围及勘察分级

5.2 渗流井取水工程勘察范围

渗流井是一种位于河谷区的傍河取水工程,勘察区范围一般按照渗流井所处河谷区的水文地质单元并适当外扩进行划定即可,这对于一般性河谷是适合的。

但如果河谷区为宽大河谷,则按此划定就可能明显过大。渗流井傍河取水主要影响和作用的是靠近河床地带的河谷区,是勘察范围不需要包含的区域,影响和作用较小的是河谷区后缘地带,尤其是宽大河谷,其后缘距离拟取水布设的渗流井将更远,影响和作用程度将更低,如按照水文地质单元也将其包含在勘察区范围内,将使得影响和作用程度较低的范围占比大,使得渗流井布设和主要影响区与整个河谷范围在图面上将不协调,不能重点反映渗流井取水对地下水主要影响区的水位流场变化状况,难以集中反映重点作用区,这就需要规定在宽大河谷划分方法。因此,就规定按照拟布设渗流井边缘外扩1~1.5km进行划定。

本条中的适当外扩,是指为了在勘察区有关平面分布的附图图面上,能够清晰表示和反映出水文地质单元边界条件或水位流场主要影响边界而做的规定。

5.3 勘察区地质条件复杂程度划分

勘察区地质条件复杂程度划分,采用主要对渗流井取水工程可开采水量、围岩稳定性等建设影响较大的流水势与河谷微地貌、地层岩性、地质构造和水文地质因素进行划分。其中河流水势是指河流河床摆动状况、水流丰枯期涨落与河床水边线变化、河谷形态状况变动程度等。

5.4 渗流井取水工程建设规模

渗流井取水工程建设规模划分,主要参照地下水供水水源地规模划分标准,划分为小型、中型和大型,对于地下水供水水源地规模划分中的特大型水源地取水规模量,渗流井取水工程基本达不到,也就没有划分特大型建设规模。

5.5 渗流井取水工程勘察分级

本标准提出了勘察等级的划分,主要采用地质复杂程度和建设规模进行组合划分,划分为三级。勘察等级划分将为勘察工作和勘察工作量布置、渗流井取水工程可开采水量评价方法选择提供依据。如勘察等级为一级时,渗流井取水工程可开采水量评价方法应采用数值法。

6 水文地质测绘

6.1 一般规定

6.1.1 说明测绘范围要包括整个勘察区。并且在进行水文地质测绘时,也要同步进行工程地质测绘,将工程地质要素一同表示在水文地质测绘实际材料图中。这样规定,是勘察阶段划分结果,水文地质测绘在可行性研究勘察阶段进行,是以水文地质勘察为主,就要进行水文地质测绘,一般水文地质测绘时即可将工程地质测绘基本要素同步进行;工程地质测绘在设计勘察阶段进行,以工程地质勘察为主,就要按照渗流井取水工程布设主线进行工程地质测绘和实测剖面,但不同勘察阶段并不是将水文地质测绘和工程地质测绘完全割裂进行,只是主次区分的进行。另外,渗流井取水工程勘察是一种通过第四系含水层来激发河流地表水傍河取水工程勘察,工程地质测绘主要观察的岩层大多被第四系覆盖,工程地质测绘所能观察到岩层露头较少,所能观测到的露头、出露点在水文地质测绘时就可同步进行和达到。因此,规定在进行水文地质测绘时应同步进行工程地质要素调查,并一并反映在水文地质测绘实际材料图中。

6.1.2 规定水文地质测绘比例尺最小不能小于1∶10000,一般为1∶10000至1∶2000,具体根据勘察区范围选定。

6.1.3 本条说明水文地质测绘需要同比例尺或更大比例尺地质图工作基础,如勘察区缺少这样的地质图工作基础,则规定需要进行地质、水文地质同步测绘。

6.1.4 这主要说明,水文地质测绘有线路观测测绘和专项要素追索测绘,其中线路观测测绘是有最少完成工作量规定的,专项要素追索测绘以达到专项测绘要素为目的,测绘点数量不能进行规定,按照要达到的专项追索测绘目的要求,以实际需要进行。

6.1.5~6.1.6 规定了路线观测测绘每平方公里的观测点数和路线长度,以及水样采集与测试应达到数量要求。值得特别指出的是,这是应达到的最低标准要求,规定时就考虑到有些河谷勘察区机民井等水点可能较少,按照一般平均的偏低限度给出的设定值,一般情况下应要达到。

6.1.7 专项水文地质调查主要针对渗流井取水工程特殊性,考虑到这些方面可能对渗流井取水工程可开采水量和评价边界条件有较大影响,所确定的专项要素追索调查方面,主要有河流水边线、河床沉积物与淤积泥皮特征、河流水下地形形态、已发洪水位痕迹和邻区已建渗

流井等。

6.1.8 水文地质测绘应结合其它勘探取得资料进行综合分析,对勘察区形成不少于3条分析剖面(2条垂直河谷、1条平行河谷)。这是要求水文地质测绘应与其它勘探方法取得资料进行综合分析,分析得出认识性剖面,并且规定分析剖面条数和走向,这样就可以对整个勘察区的地质结构、水文地质结构和拟布设渗流井取水工程展布层位及空间关系有了一个整体性认识。也是针对以往水文地质测绘工作中存在的不与其它资料和拟建工程进行综合分析的问题。并且这样要求,也是为了对整个勘察区水文地质条件的差异性有一个整体性分析和认识。

6.2 水文地质测绘内容与要求

6.2.8 对区内存在的地下水、地表水和土壤污染等水环境问题,应进行重点调查。要求按照污染类型和特征,确定污染分析项目,采集相应污染水土样。

结合渗流井布设方案论证,分析污染可能对渗流井取水工程取水水质的影响和渗流井布设的规避方案建议。这是要求在结合其它勘察资料进行渗流井取水工程布设方案论证时,要充分考虑到污染可能影响范围,如影响到渗流井取水工程开采水质,就要进行相应布设展布位置调整进行规避,避免渗流井取水水质因污染受到影响。

6.2.9 邻区已建成渗流井取水工程的专项调查。本条规定了邻区的范围,为条件相似的临近区域或或同流域河谷区;调查目的是以期对区内布设渗流井提供借鉴和类比参考;调查内容为渗流井设计建设参数、水文地质条件和开采水量与对应的水位降深、水质,以及长期运营开采可能出现水环境问题等。

6.2.10 河流水边线的专项调查,主要是调查河流枯水期水边线分布状况,勾绘出河流最枯水期其水边线分布。为渗流井可开采水量评价创建河流最枯水期的状态条件。因为渗流井取水工程可开采水量,是在河流最枯水状态下的可开采水量。

6.2.11 河床沉积物与表层淤积物的专项调查,主要针对多泥沙河流地区,需要调查河床沉积物岩性分布和河床表层淤积物特征。河床表层淤积物,也就是俗称的河床表层淤积的“泥皮”。因为河床沉积物岩性分布和淤积泥皮特征的不同,对渗流井激发河流渗漏水量具有较大影响。

6.2.12 河流水下地形形态的专项调查,这方面在实际工作中因为河流水面覆盖,往往容易忽略。可通过专项调查,得出基本符合实际状况河流水面下地形形态,为数值法评价渗流井可开采水量提供含水层与河流实际空间结构特征。

6.2.13 洪水位高程的专项调查。拟布设的渗流井是一类取水工程,其竖井一般布设于河流高漫滩或一级阶地前缘,其余结构组成部分埋藏于下伏岩层中,竖井口外露地表作为取水工程的提水口,高程必须满足《水利水电工程等级及洪水标准》规定的洪水设防标准所确定的高程要求,需开展洪水位高程专项调查。

7 地球物理勘探

7.0.1 渗流井取水工程勘察中,一般需要布设地球物理勘探工作,且以地面物探为主。在因岩芯采取率不足导致未能查明地层结构等情况下,可布设水文测井辅助调查。需要进一步查明岩体完整程度时,可布设纵波波速测井。

7.0.3 每一种物探方法都有其局限性和适用条件,只有在满足其适用条件后,探测结果才可能有效,才可以采用。对单一物探方法取得的数据进行反演解译时,对地质实体的形态(形状、产状、大小、埋深等)可能有多种结论,综合应用多种物探方法的资料进行解译,从多方面去考察地质体的形态,可以最大限度地减小多解性,作出比较肯定的、符合客观实际的地质结论。因此在勘察过程中,宜选择两种或两种以上地面物探方法,从不同地球物理特

性进行相互补充和验证,以获得比较可靠的解译成果。地面物探方法选择确定可参照附录B。

7.0.5 地面物探测线宜与勘探剖面线和拟布设的渗流井展布线吻合,原因在于地面物探解译结果需要用勘探剖面来印证,并且物探解译结果要能直接地反应拟布设的渗流井展布线上的地层分布情况,达到为勘察服务的目的。宜利用勘察区内已有勘探孔建立地层物性剖面,为地面物探数据的解译提供依据。

8 工程地质测绘

8.0.1 说明开展工程地质测绘应在设计勘察阶段进行,比例尺不得小于水文地质测绘比例尺,一般比水文地质测绘比例尺提高一级。由于渗流井取水工程规模差异大,加之渗流井布设长度和相互之间距离变化,其相应勘察范围变化比较大,有些1~2座渗流井取水工程勘察,在水文地质测绘时比例尺选取比较大,表示的精度和图面范围就适合,工程地质测绘如再要求提高一级,图面反映的要素密度低,也不便于整体阅图。因此,给出了一个不得小于水文地质测绘比例尺的原则性规定。

8.0.3 工程地质测绘由于可观测到岩层露头少,河谷谷地基本被第四系覆盖,将主要在确定的渗流井布设地段展开,结合其它勘察资料,以调查和分析渗流井布设地带工程地质岩组和岩土体类型及空间展布等,形成沿渗流井主要布设线的分析剖面。

7.0.5 由于渗流井取水工程所处的河谷区,岩层大多被第四系覆盖,工程地质测绘能够看到岩层露头较少,河谷谷地一般基本看不到,但倾角较大的岩层,渗流井取水工程布设层位和围岩可延展出露于河谷谷坡地带,形成测绘观测较好露头,可通过观测出露岩层岩性、风化状况、软弱岩组和物理力学感官性质等,可形成对其工程地质特性上判断和分析,为进一步确定渗流井取水工程布设层位和围岩稳定性评判提供间接依据。

9 钻探

9.1 钻孔的布置

9.1.2 布置原则

1 已有基础原则。钻孔应在水文地质测绘、工程地质测绘和地面物探的基础上,根据勘察阶段和钻孔目的与任务布置。

2 目的明确原则。渗流井取水工程勘察钻孔包括水文地质孔、工程地质孔,水文地质孔有抽水孔和观测孔。说明各类钻孔主要目的,抽水孔应以探明勘察区的地质和水文地质条件,取得有关水文地质参数和评价渗流井可开采水量所需资料为主要目的。工程地质孔应以探查勘察区地质和工程地质条件,取得渗流井地下围岩工程稳定性评价所需资料为目的。观测孔以观测抽水试验时含水层地下水位变化为目的。

3 形成勘探线原则。除观测孔应根据对应的抽水孔布置外,抽水孔、工程地质孔应尽可能形成勘探线布置,以对勘察区或拟布设渗流井形成总体控制。

4 一孔多用原则。抽水孔除满足水文地质布设目的外,还应兼顾工程地质孔作用,钻探成井前需进行工程地质取芯钻探和编录,工程地质孔位有水位需求的,应在工程地质孔钻探完成的基础上,结合形成水位观测孔。

9.1.2 抽水孔的布置

1 说明抽水孔布置的勘察阶段基本全部在可行性研究阶段,以及可能在设计阶段布置的条件,除非经过可行性研究勘察后仍存在较为重大的专项水文地质问题,则在设计勘察阶段按照需要查明的专项水文地质问题增加布设相应抽水孔。

3 说明抽水孔布置原则,以及勘察区拟建设1座渗流井取水工程时例外情况。

由于勘察区为河谷区,渗流井取水工程一般顺河延伸240m左右(按照大多采用5硐室、硐室间距60m计算),勘察区拟建渗流井取水工程的座数不确定,考虑到渗流井取水工程相互间距一般在150m以上,在顺河展布超过400m河谷地区,一般取水含水层条件将发生较大变化,主要是含水层岩性、厚度和河流渗漏补给条件,就需要布置水文地质孔进行探查。因此,就设定原则上按照每座渗流井不少于1眼水文地质抽水孔进行布置。但勘察区拟建设1座渗流井取水工程时,宜布置抽水孔不少于2眼。

勘察区拟建设1座渗流井取水工程时,宜布置抽水孔不少于2眼。是考虑到按照每座渗流井不少于1眼水文地质抽水孔原则进行布置,就可能布置1眼抽水孔,将使得勘察区探查水文地质资料没有对比性,就需要特别规定宜增加1眼水文地质抽水孔,以便于对比分析。

4 渗流井取水工程跨越水文地质条件具有明显差异的地段,宜增加布置抽水孔。是指经过水文地质测绘和地面物探等分析,取水含水层岩性、厚度或河流水势等顺河存在较大差异变化,则宜在水文地质条件有明显差异的地段增加布置水文地质抽水孔。

5 进一步说明当遇到基岩裂隙发育带或劣质水体时,宜增加布置水文地质抽水孔进行进一步探查情况。渗流井取水工程拟布设展布地段,如穿越基岩裂隙发育带或存在下伏劣质水体顶托补给影响时,应在穿越基岩裂隙发育带或劣质水体地点,相应增加布置抽水孔。

6 规定水文地质抽水孔应结合渗流井取水工程进行布置,以及一般应布置部位和地带。

9.1.3 工程地质孔的布置

1 说明工程地质孔在可行性研究勘察阶段和设计勘察阶段均应布置,并进一步说明各阶段布置原则和目的。可行性研究勘察阶段应结合拟布设渗流井位置和已布置的抽水孔,构成垂直于河谷或岩层走向的勘探线,以对勘察区工程地质条件进行总体控制为目的布设。设计勘察阶段以对渗流井展布区工程地质条件进行总体控制为目的布置。

2 工程地质孔孔位布置要结合渗流井取水工程,应尽可能布置在能够穿过硐室、平巷转折等最不利于渗流井地下围岩稳定性和围岩应力较为集中等部位的地点。

3 规定可行性研究勘察阶段,除兼顾工程地质孔作用的抽水孔外,每座渗流井拟布设的展布地段宜布置工程地质孔不得少于1眼。

4 设计勘察阶段以布设的每座渗流井为单元,在可行性研究勘察阶段布置勘探孔的基础上,进一步加密布置工程地质孔,每座总孔数量宜为4~6眼,形成对渗流井总体展布的端点、转折点和中间展布区控制。总孔数量中就包含可行性研究勘察阶段的工程地质孔。规定每座渗流井工程地质钻孔为4~6眼,是考虑到布设的渗流井取水工程存在硐室差异和顺河展布长度存在差别的情况,硐室多展布距离较长时取总钻孔数量大值,反之取小值,给这些差异留有根据具体情况进行不同取值的余地和空间。

9.4 钻探岩芯编录

9.4.2 应对钻探采取的岩芯,结合钻进和简易水文地质观测结果,及时进行鉴定,分别形成水文地质和工程地质编录原始资料。这是因为工程地质编录是要划分工程地质岩组和岩体类型的,水文地质编录将是要划分含水岩组的,两者目的和编录标准不同。因此,规定要按照水文地质和工程地质分别编录。

9.4.5 值得说明的是,由于渗流井取水工程勘察中需要从钻探岩芯中采取岩土样,要求岩芯直径不小于85mm,岩心钻探钻头直径为不宜小于108mm,达不到岩石质量指标(RQD)规定和有关标准规定的钻头直径75mm要求,是采用钻头直径108mm钻探取芯,按照岩石质量指标(RQD)原理的近似计算值。因此,本标准所规定岩石质量指标(RQD),是在岩石钻探连续取芯中,长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的百分数比值。

9.5 岩石样品采集与测试

9.5.2 岩石样品采集与测试

1 岩石样品采集,可行性研究勘察阶段和设计勘察阶段,其采样要求不同,分别按照相应勘察阶段采样要求,进行采取。

2 可行性研究勘察阶段是没有确定渗流井取水工程布设层位,岩样采集与测试是为渗流井取水工程布设层位选取提供依据的,这就需要对全钻孔所划分工程地质岩组,均应采取具有代表性岩石力学样品。

3 设计勘察阶段,是已经确定了渗流井取水工程布设方案,布设层位已经基本确定,岩样采集与测试是为进一步评价围岩稳定性,为设计提供岩石力学参数的,这就要求岩样采取基本围绕渗流井取水工程布设层位和上、下围岩进行的,也包括因为岩层倾斜而使得平巷、硐室可能穿越岩层的岩石样品。

12 围岩稳定性评价

12.0.2 围岩稳定性评价,可选择围岩岩体质量评价法或围岩质量分级法。

围岩稳定性评价,一般按照《工程岩体分级标准》GB/T 50218或《水利水电工程地质勘察规范》GB50487中对应的围岩质量分级法和围岩工程地质分类法,但这两个规范一般都是针对大型岩体工程围岩的,尤其是《水利水电工程地质勘察规范》GB50487中的围岩工程地质分类法,是针对大型水利水电工程有压、深长输水隧洞围岩岩体的,但渗流井取水工程是一种小型、特殊性专项取水工程,平巷、硐室在地下埋深都比较浅,一般不超过50m。因此,首先从针对对象上,这两个规范就不完全适用于渗流井取水工程地下围岩稳定性评价。其次,《工程岩体分级标准》GB/T 50218和《水利水电工程地质勘察规范》GB50487中对应的围岩质量分级法和围岩工程地质分类法,从设定评价参数取值上,主要是按照平硐勘探工程对岩体揭露的直接特征信息进行设定,依据揭露直接特征信息对岩体基本质量进行修正,从而得出评价结果。但渗流井取水工程大多是小型、特殊专项取水工程,地下岩体埋深浅,勘察过程中难以采用平硐勘探来揭露工程岩体。因此,从修正参数的取水和设定上,这两类规范也不完全适用于渗流井取水工程地下围岩稳定性评价。基于以上两点,在采用《工程岩体分级标准》GB/T 50218和《水利水电工程地质勘察规范》GB50487中对应的围岩质量分级法和围岩工程地质分类法,在对渗流井取水工程地下围岩稳定性评价时,是可以参考的,可以按照规范,评价基本质量和基本类型,在进行进一步修正评价时,要对其中地下水影响修正系数、初始应力状态修正系数等进行变换才可参考采用。

本标准在编制时,借用了《矿区水文地质工程地质勘探规范》井巷围岩岩体质量评价方法,基本适宜于渗流井取水工程围岩稳定性评价,可作为一种推荐评价方法提供使用。

14 水文地质参数计算

14.1 含水层垂向渗透系数

考虑到多孔非稳定流分段抽水试验尚无与之对应的解析公式,应建立三维非稳定流数值模型,在充分考虑河流形态、河床介质、抽水井结构等特征基础上,拟合抽水试验观测孔降深历时曲线,据此求取各水文地质参数。

15 渗流井可开采水量评价

15.1 一般规定

15.1.2 渗流井可开采水量可采用数值模型法、解析法和类比法计算。对不同勘察级别的可

开采水量的计算方法进行了规定,勘察级别为一级的,应采用数值法进行计算,勘察级别为二级的,宜采用数值法进行计算,三级级别的可采用解析法、类比法计算。

15.1.6 可利用河床介质或含水层的垂向渗透系数、渗流井取水主要影响范围内的河床面积、河流与地下水之间的水头差等参数,计算取水条件下河流最大补给能力,据此进行补给保证程度论证。

15.2 可开采水量计算与确定

15.2.2~15.2.3 模型识别与检验是数值模拟工作及模型建设过程最为关键的一个环节。要在模型识别与检验过程中,重新认识水文地质概念模型、分析水文地质条件、进一步提升对水文地质模型的认识,指导水文地质实践和条件的再勘察。模型识别与检验的优和劣,同样取决于建模过程中水文地质分析、模型概化、条件勘察等各个环节质量的优劣与否,不应将识别与检验工作仅仅视为是一个调参数的“数字”过程。

16 渗流井取水水质评价

16.0.1 渗流井取水水质评价是一种预测性评价,是在取水含水层地下水、河流地表水、岩层裂隙地下水水质评价的基础上,结合渗流井取水量补给构成,对渗流井取水水质进行趋势预测评价,预测渗流井开采后水质可能发生的状况,提出趋向于地表水、含水层地下水水质结果,作为渗流井取水水质评价结果。

目前渗流井取水工程这种由取水含水层地下水、河流地表水、岩层裂隙地下水渗流而成的取水水质预测评价,生产实际中也都是采用本规范所说明的评价方法,其它评价方法是水质预测模型,由于三类来源水渗流混合后将可能产生化学反应,预测复杂可信度还未得到广泛接受,除此之外还未能有更好的方法来解决这个问题。因此,本标准仍然推荐和说明目前生产上广泛采用的方法。

16.0.3 渗流井取水由地下含水层开采,是将河流地表水转化为地下水的开采,是地下取水的集中水源工程,其水质评价标准应该采用《地下水质量标准》GB/T 14848执行。渗流井取水水质评价是按照取水含水层地下水、河流地表水、岩层裂隙水水质的预测性评价,为使标准统一,这就要求河流地表水水质测试和水质评价应按照地下水相应标准执行,这样才能使得渗流井取水水质预测评价建立在标准统一的基础上,预测评价才是可行的。因此,渗流井取水工程勘察中,河流地表水水质测试要求应按照相应地下水水质测试和分析指标进行。并且,河流地表水水质评价采用《地下水质量标准》GB/T 14848时,对浑浊度、色等感官性状指标,可以不做要求,因为渗流井取水就是对地表水转化、净化和过滤,浑浊度、色这些反应地表水感官性状特征的指标,在渗流井取水水质评价时将没有作用。

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