精品-优秀PPT课件--1 水文地质钻探的重要性和基本任务2 水文地质钻孔的结构和

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。

《水文地质钻探》PPT课件
地质钻探的定义和意义
地质钻探是一种采取特定方法进行地下勘探的技术手段，通过取得地下样本 和获取相关数据来研究地质结构和地下水文地质情况。
地质钻探的目的和过程
1
目的
地质钻探的主要目的是了解地下地质情况，包括地层构造、岩土性质、水文地质 特征等
2
过程
地质钻探一般包括前期准备、选择钻探工具和方法、钻孔施工、取样和测试等步 骤。
地质钻探案例分享
案例一
地质钻探揭示了某工程地区存 在地下水位较高的问题，从而 决定了排水系统的设计方案。
案例二
地质钻探发现了地下岩石结构 不稳定的问题，进而改变了工 程的地质处理措施。
案例三
地质钻探证实了地下存在高含 水层，为工程地下结构的防水 设计提供了重要依据。
总结和疑问解答
地质钻探是一项重要的工程勘察技术，通过了解地下结构和水文地质情况， 为工程设计和施工提供了重要依据。
3
数据分析
通过对钻探取样的地质数据进行分析，得出地下结构的详细信息，为工程勘察提 供参考。
常见的地质钻探方法和工具
旋转钻探
通过旋转钻具进行钻探，适用于土层、软岩等地质条件。
冲击钻探
通过冲击钻具进行钻探，适用于含有坚硬岩石的地质层。
取样工具
常用的取样工包括岩芯管、土样管等，用于获取地下岩土的物理性质信息。
地质钻探在工程勘察中的应用
地基工程勘察
地质钻探可以了解地基土层的特性，为地基设计和 工程施工提供依据。
水源勘察
地质钻探可以获取地下水文地质信息，为水源开发 和管理提供重要依据。
地质钻探中的安全措施和注意 事项
• 进行地质钻探时应严格遵循相关安全操作规程。 • 确保钻探设备和工具的正常运行和维护。 • 合理选择钻孔位置和方向，避免地质灾害和风险。

15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
二、水文地质调查阶段的划分方案
水文地质勘察
15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
水文地质勘察
从上表可见，城市供水水文地质勘查，不同部门所划分的阶 段数和各阶段的任务基本一致，仅阶段的名称有所不同。
农田灌溉供水水文地质调查，一般划分为：普查、详查、开 采三个阶段。
15.02.2022
§ 4 水文地质调查所使用的主要手段
6．水文地质物探
物探包括：电法；地震等。
水文地质勘察
物探与水文地质测绘和钻探相配合，可以查明许多地质、水文 问题，节约工作量。
15.02.2022
§ 4 水文地质调查所使用的主要手段
7．遥感技术
水文地质勘察
它是根据电磁波理论，用装置在飞机和人造卫星等各种飞行器上的专门 仪器，接收地面上各种地质体发射或反射的各种波谱信息，从而解释判 定出被测地区的地貌、地质水文地质条件，并可绘制成各种图件。 优点：提高质量、加快进度、减少测绘和勘探工作量、减轻体力劳动等。 在自然条件复杂，交通困难的地区更显示出其优越性。
矿床水文地质调查，原则上应与矿床地质勘探的划分相一致， 划分为：普查、初勘、详勘三个阶段，对某些矿床，把详勘 又划分为详查与精查两个阶段。
15.02.2022
§3 水文地质调查工作阶段的划分
三、划分水文地质调查阶段的具体要求
水文地质勘察
表1-1所列调查阶段是针对水文地质条件较复杂的大型供水工程项目 而规定的，对某个具体工程项目应当根据当地水文地质条件的复杂程度， 项目规模、重要性，及已有水文地质研究程度等因素来划分勘查阶段。 （1）已有1﹕20万或1﹕10万比例尺的区域水文地质调查成 果，可不进 行前期论证，直接进行初步勘查。 （2）无不同水源地比较，初勘与详勘合为一个阶段。 （3）需水量较小的供水项目，当水文地质条件又不复杂时，只需打2-3个 钻孔即可满足要求时，可将勘探与开采相结合（探采结合），直接进入开 采阶段。

由疏到密，是指先在较大的范围内布置控制性的钻孔，然 后逐步加密，以进一步深入了解勘探区的水文地质条件。
为了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第三章 水文地质勘探
第一节 水文地质钻探 3、水文地质钻孔的布置原则
为了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第三章 水文地质勘探
为了规范 事业单 位聘用 关系， 建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
第三章 水文地质勘探
概述 水文地质勘探 水文地质勘探是在水文地质测绘的基础
上进行的，它是水文地质测绘工作的继续和 深入。其目的是通过各种勘探工程（钻探、 坑探、槽探、物探等），进一步探明矿井设 计开采地段的水文地质条件，为矿井设计和 供水水源提供可靠的水文地质资料。
在各种水文地质勘探工作种类中，钻探 工作是最主要的一种。
第三章 水文地质勘探
第一节 水文地质钻探 3、水文地质钻孔的布置原则
2）一般原则
④一孔多用 水文地质钻孔应尽可能结合其它目的的布置，做到一孔多 用。 ⑤综合考虑、整体安排 布孔时，除应考虑上述因素外，还需考虑交通运输及钻孔 的用水、排水条件等。 对于水文地质钻探工程量、勘探线距、钻孔间距等，应根 据矿区水文地质条件复杂程度、研究程度、矿床规模、勘探阶 段及矿床储量等级而定。
④采取岩样或土样
按设计层位和深度，采取岩样或土样，以供观察、 鉴定、分析和实验之用。
⑤准确划分含水层（段）

坏及溶蚀机理、含水层的颗粒成分、地下水运动情 况，以及地下水年龄等资料，皆需通过室内研究， 包括分析、鉴定、模拟试验和实验等工作。
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6、水文地质物探 利用地球物理方法查明含水介质水文地质特征
的勘探叫水文地质物探。水文地质物探具有工作 方便、速度快、成本低、用途广等优点，是当前 水文地质调查中不可缺少的工作手段之一。
§1 水文地质勘察的目的与任Байду номын сангаас §2 水文地质勘察的基本方法
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§1 水文地质勘察的目的与任务
一、 水文地质勘察的目的
通过一系列的现场观测、勘探、试验以及室 内实验研究：
1、查明地下水的形成、赋存和运移特征; 2、查明地下水水量、水质的变化规律; 3、为地下水资源评价、开发利用、管理和保 护以及环境问题防治提供所需的水文地质依据。
3、GIS技术 GIS(地理信息系统)是建立在计算机应用基础上，
实现对各种地理信息进行获取、存储、检索、处理 和综合分析的技术系统。
它具有空间数据采集和编辑、数据库管理和制图、 空间查询和综合分析等多种功能。
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3、GIS技术
(1) 建立地下水数据库及模拟系统
过去在水文地质调查和监测中获得大量的水文 地质现象的数据，一般是将它们用各种图表表示， 利用起来很不方便。
等，并可通过查明地表水体的污染来间接判断地下 水污染的线索。
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2、同位素技术 地下水在形成和运移过程中，各种化学组分的
同位素成分都会进入水中.利用这些同位素踪迹可 以研究地下水及其与环境介质之间的关系。环境同 位素能对地下水起着标记和记时作用。因此被广泛 应用于水文地质调查工作中。
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09.01.2021
§2 水文地质钻孔的结构和钻孔设计
水文地质勘察
（4） 钻探技术设计 包括钻孔结构、冲洗介质、成井工艺及保证质量与安全的
技术措施，并附典型钻孔结构设计图。
孔深 水文钻孔的深度，应根据钻探任务来确定，一般要求达到揭露 或打穿 主要含水层。 开孔、终孔的直径及孔身变径位置 开孔直径，在松散岩层中，一般应大于480mm；在坚硬岩石中，应大于 290mm。为简化水井结构，应尽可能采用“一径到底”。当不得不变径 时，在松散岩层中的终孔直径不得小于290mm；在坚硬岩石中，不得小 于180mm。变径的位置，多在含水层下部的隔水层顶部。
水文地质勘察
水文地质勘察
水文地质勘察
水文地质勘察
§1 水文地质钻探的重要性和基本任务 水文地质勘察
四、钻探工作必须遵循的准则
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。 2．对于探采结合钻孔，应本着“以探为主，探采结合”的原则进行，即 应满足“探”为主，在获取准确可靠的水文地质资料的同时结合成井。 3．水井钻探工程应在有充分水文地质资料的地区进行，并在钻探中采取 必要措施收集和论证水文地质资料，严格按照成井工艺规程要求成井。
09.01.2021
§2 水文地质钻孔的结构和钻孔设计
水文地质勘察
2.主要内容
（1） 施工项目的基本情况和设计依据 工区的地理位置、交通条件、地形地貌、气候和生活条件。
地质条件：包括地层划分和岩石可钻性级别、地质构造和水文地质条件， 着重说明影响钻探施工的主要地质因素。 施工目的与要求：包括钻孔布置与工作量、工程质量指标、水文地质试 验与观测要求等。

开孔直径∼终孔直径
（二）孔斜要求
孔斜过大的危害？ 加大设备的磨损 增加孔内事故 影响孔内管材和抽水设备的安装及正常运转 采用深井泵时，造成立轴和进水管折断
深井泵抽水：孔斜≦2 ° 压风机抽水： 孔深 m
孔斜 °
<100 <1
（100， 300） > 300
<3
<5
（三）隔离止水
止水：在水文地质钻探工作中，为封闭和隔离目的含水层与 其它含水层的水力联系所做的处理工作。
律。
2、山前倾斜平原地区
主要勘探线应平行冲、洪积扇轴 辅助勘探线应垂直冲、洪积扇轴
A 1 2 3
4 5
B
A
1 2345
B
砂砾石带 粗粒沉积交错过渡带 粘性细土带
3．河流平原地区
勘探线垂直于主要的现代（古代）河道方向布置，查 明古河道的分布规律和主要含水层在水平和垂直方向 上的变化。
河床
河床
细粉亚 亚 粘 砂砂砂 粘 土
钻 孔 类 型（用 途）
地质勘探孔（以取岩芯为主）
一般水文 地质钻孔
抽水孔 观测孔
探采结合钻孔
终 孔 直 径 （mm） 91 较过滤器直径大1-2级，填砾时大150-200 较过滤器直径大1级 较过滤器直径大2级，填砾时大150-200
②变径止水
变径止水的一般情况？
需要取得多个含水层中各分层的水文地质参数 需要隔离水质较差的含水层 需要有选择地疏降或开采某一含水层 需要维护松散层和岩层破碎带的孔壁
一、水文地质钻探的重要性和任务
1、水文地质钻探的重要性
在水文地质勘察中，水文地质钻探是最主要的、最可靠 的手段，可直接揭露地下水(含水层)，是对水文地质测 绘、水文地质物探的检验。

地下水的水质，岩石的水理、力学性质，岩石的破坏及溶 蚀机理，含水层的颗粒成分等需要通过实验、室内分析测定。
2021年1月12日6时32分
§ 4 水文地质勘察所使用的主要手段
6．水文地质物探
物探包括：电法；地震等。
水文地质勘察
物探与水文地质测绘和钻探相配合，可以查明许多地质、水文 问题，节约工作量。
2021年1月12日6时32分
§ 4 水文地质勘察所使用的主要手段
水文地质勘察
4．地下水动态观测
包括水位、水量、水质、水温等进行长期观测，以便对 地下水的形成和变化规律、水质、水量、水位等进行正确的评 价和预测。
2021年1月12日6时32分
§ 4 水文地质勘察所使用的主要手段
水文地质勘察
5．室内分析、测定、模拟实验
任务：概略查明区域水文地质条件，包括地下水的类型，埋藏 分布条件，水量水质形成条件，地下水资源的概略数量。
范围：较大，几百、几千或上万平方公里。
比例尺：一般小于1﹕10万。
2021年1月12日6时32分
§2 水文地质勘察工作的类型
水文地质勘察
二、专门性水文地质勘察
目的：为某项具体工程建设项目的设计提供水文地质资料，或为 开展地下水某方面 的专项研究所进行的水文地质工作。
（5）按规定程序组织调查成果的验收和鉴定工作。
接受调查任务
编制调查设计书
野外调查
编写报告
成果验收和鉴定 务
2021年1月12日6时32分
§5 水文地质勘察程序和设计书编写要求 水文地质勘察
二、调查工作设计书的编写要求
调查工作设计书是布置和进行各项调查工作的基本依据，是整个调查任 务能否在规定时间和已定经费内高质量完成的关键，也是生产单位负责人首 先应做好的工作。纵向任务及重大横向任务的设计书，需经专家评审通过和 上级主管部门批准后方可执行。

• 在施工现场供水条件相当困难的情况下，应结合 区域水文地质条件，在同一孔中，采用空气潜孔 锤与空气反循环组合钻进工艺,上部孔段采用正循 环潜孔锤钻进，下部孔段采用气举反循环钻进。
9、施工准备与开孔
施工准备：
• 1、确定孔位 • 应根据地质（项目）设计要求，由地质(物探)、钻探技
术人员到现场确定孔位。在满足施工的条件下，尽可能 不占或少占耕地。 • 应了解施工现场地下电缆、管道以及地面高压电线分布 情况，钻孔距离地下埋设物的安全距离应＞5 m。钻塔 外边缘距高压线路的安全距离应大于塔高的2倍。 • 施工现场应保证“三通一平”(水、电、路通，场地平 整)，并要求在钻塔起落范围内不得有障碍物。
水 文 水 井 钻 探
水文水井钻探
• 目的和任务：
• 通过水文水井地质钻探取得地下水文地质资料， 开发利用地下水。
• 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、 分布范围及水量、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。成井后开采地下水，为工业、农业、林 业、牧业、国防建设和人民生活提供生产生活用 水。
9、施工准备与开孔
• 修建地基：
• 修建时必须考虑到地形、风向、雨季洪水和 周边崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地质 灾害环境条件的的影响，并采取相应的安全 措施。
• 地基必须平整、坚实，须采用填土修建时， 必须进行打桩、夯实；塔基填方面积不得大 于塔基的1/4，且不宜在钻孔附近；深孔或在 沼泽地区施工时，塔角和钻机底座地基宜采 用水泥墩加固。
5、钻进方法与工艺选择
• 应根据岩石的钻进特性以及孔径、孔深和施工条 件，分别选择相适应的钻进方法。