水文地质钻孔的种类与设计

  钻孔种类

  根据钻探的目的，水文地质钻孔分为勘探孔、试验孔、观测孔和勘察生产井四种:

  勘探孔:主要为获得地层岩性、地质构造和简易水文地质资料的钻孔。

  试验孔:为获得含水层水文地质基础资料，并通过试验(如抽水试验)得到地下水水量、水质和水文地质参数的钻孔。

  观测孔:为观察监测地下水动态(包括抽水试验时对水位的观测)用的钻孔。

  勘察生产井:在勘察时为获取水文地质资料的试验孔，同时又是水源地投产时的生产井，具有一孔两用的目的。

  钻探设计

  在综合分析、研究地区的水文地质测绘、水文地质遥感、水文地质工程地球物理勘探和既有勘探资料的基础上，根据勘察阶段并考虑勘察区的地质、水文地质条件的复杂程度、需水量、地下水动态监测和环境水文地质的要求，以及拟选用的水文地质计算和地下水资源评价方法等诸因素进行。水文地质钻探设计的内容包括工作量布置、钻孔结构、钻探设备和钻进方法等。

  工作量布置

  水文地质钻探的总体设计。目的在于查明勘察区的水文地质条件，为取得水文地质计算和地下水资源评价等资料提供技术条件。不同类型地区工作量布置(勘探网、勘探线、勘探孔)有明显的不同：如冲积平原地区勘探线要垂直于地下水流向；冲洪积扇地区勘探线先沿扇轴布置以选择富水地段，再在富水地段垂直于扇轴布置；滨海沉积地区勘探线先要垂直于海岸线布置，查明咸、淡水的分界面后，再在淡水的一侧垂直于地下水流向布置。松散层地区勘探网、线的布置，在形式上是按格状或直线排列。网、线的密度和孔距按勘察阶段、地区条件的复杂程度和研究深度决定。基岩地区勘探线、孔的布置，除要控制地质构造、查明储水构造和与其有关的补给途径外，还要考虑不同岩石的特点，尽量把钻孔布置在富水地段：如碎屑岩地区可布置在断裂破碎带，岩层倾角由陡变缓的偏缓地段，背斜轴部构造变动显着的地段，地下水的集中排泄带，碎屑岩和岩浆岩岩脉或侵入体接触带附近等；可溶岩地区可布置在裂隙岩溶发育带，岩溶微地貌发育处，可溶岩与非可溶岩或弱可溶岩的接触带等；岩浆岩和变质岩地区可布置在断裂破碎带、岩脉发育带、不同岩体接触带、弱风化裂隙发育带、原生柱状节理和原生空洞发育部位等。试验孔在勘探孔总数中要占有一定比例。在初步勘察阶段时，松散层地区比例数要大于60％；基岩地区比例数要大于80％。观测孔的布置按观测目的确定。

  钻孔结构

  内容包括孔径、孔深、过滤器的类型和位置、止水方法等。(1)孔径。根据钻进的地层、孔深、选用过滤器的类型、钻探的目的等综合确定。试验孔和勘察生产井的孔径要求较大，一般，在松散层中要求大于200mm，在基岩中要求大于100mm。勘探孔和观测孔的孔径要小些，尤其是观测孔。(2)孔深。根据钻探目的确定。勘探孔按拟了解地层的埋深确定。试验孔要求钻穿有供水意义的含水层(带)。在总的深度确定后，还要设计变径的层次结构和深度、孔的圆度、垂直度等要求。试验孔要求钻孔圆而垂直，以保证过滤器顺利安装和抽水设备正常工作。在100m深度内，其孔斜度不超过1°。(3)过滤器的类型和位置。根据含水层的埋深和性质选用不同类型的过滤器并确定其安装位置。一般，在基岩含水层中，常选用骨架过滤器、缠丝过滤器或填砾过滤器；在松散含水层中，常选用缠丝过滤器或填砾过滤器等。(4)止水方法。钻探过程中穿过的地层有含水层和非含水层、有透水层和隔水层，还有不同水质的含水层等。根据所遇地层情况提出止水措施和方法，以保证分层查明含水层(带)的水位、水质、水温等。对不作为勘察生产井或观测孔的勘探孔和试验孔，在获取资料和试验完毕后，要根据地层情况分别进行回填或隔离封孔。

  钻进方法

  有回转钻进、冲击钻进和冲击回转钻进等。为最大限度地反映含水层和隔水层的真实状况。基岩钻孔的冲洗液要求采用清水。松散层钻孔的冲洗液常用清水，有时也可采用泥浆。但是，不得采用过稠泥浆，尤其是在钻进具有供水意义的含水层或构造带时，严禁使用粘土块护壁。

  钻孔取样和编录

  为正确反映地层，对不同地层取样数量要求不一。在松散层中，含水层每2～3m取样一个，非含水层每3～5m取一个，变层时加取一个；基岩层按岩心采取率计算，完整岩层不得少于70％，构造破碎带、风化带和岩溶带不得少于30％。

  采取岩石(土)样后要及时编录。土样按采取深度顺序编录。岩样要标明岩心的上下方向。编录的内容：松散层要有名称、颜色、岩性成分、胶结情况、包含物等；基岩层要有名称、颜色、矿物成分、结构、包裹物、胶结物成分、风化程度、裂隙溶洞发育程度和充填物等。钻进过程中，对水位、水温、冲洗液消耗量、漏水情况和位置、孔壁坍塌情况、自流水的水头和自流量、溶洞的起止位置都要进行观测和记录。