第X讲水文地质钻探与抽水试验

1、第X讲 水文地质钻探与抽水试验一、概 述（一）水文地质钻探与抽水试验的目的及重要性 水文地质钻探与抽水试验是水文地质勘查工作的重要内容，在一般水文地质勘查项目中，所占投资比重一般在70%以上，这足以说明此项工作的重要程度。 水文地质钻探与抽水试验的目的是什么？简单地说就是为了求取水文地质参数，求参数的目的就是为地下水资源计算与评价提供科学依据。通过水文地质钻探与抽水试验，取得地质和水文地质资料，验证其它勘查方法分析推断的结论是否正确。其主要任务是查明勘探深度内地层的时代、岩性、位置、厚度、空间变化规律及含水层的水量、水质、水温、含水层的水力特征、层间水力联系、地下水的形成及其变化规律等，为厂矿

2、及城镇供水、农牧业供水、矿床充水因素分析、确定矿坑涌水量等项勘查工作提供基础资料，为地下水资源计算和评价、矿坑涌水量计算提供必要的水文地质参数。实践证明，勘查成果的精度和使用价值，在很大程度上取决于水文地质钻探与抽水试验资料的准确程度。（二）水文地质钻孔的种类根据不同的用途，可分为地质孔、水文地质孔、探采结合孔、生产井。 1、地质孔：主要在未进行过水文地质工作的地区，为查明地质情况，如地层、岩性、构造、含水层数、厚度、埋深、结构而布置。2、水文地质孔：除要查明地质孔内容外，还要查明含水层的埋藏条件，水力特征，井水位、抽水降深、涌水量，水质及含水层的水力联系，地下水动态特征等，并获取水文地质参数

3、。3、探采结合孔：完成水文地质勘探试验工作后，结合地方需要将勘探孔改建成供水井。4、生产井：为工农业生产需要打的供水井。水文地质孔按性质可分为：1、控制性勘探孔：该类孔除了解地层资料、查明区域地质结构和构造特征外，还要获取潜水和承压水的埋藏条件、水力特征、水位、水质、水量及相应的水文地质参数等资料，其深度以揭穿设计目的层以下特定深度为准，一般为目的层下58m。2、综合性水文地质勘探孔：主要获取地下水资源计算所需的埋藏条件、水位、水量和相应的水文地质参数等基础资料，并为评价工程地质及环境水文地质条件，采取必要的水土样，控制深度一般为揭穿供水目的层，严禁在含水层中停钻。3、多孔抽水孔组由一个抽水孔

4、和若干个观测孔（可根据要求设计若干个深、浅观测孔）构成，通过非稳定流抽水试验，可准确地得到不同水文地质单元内典型地段含水层的水位、水量、水质，求得影响半径及有关的水文地质参数。通过弥散试验可得到水质参数。由于孔数多，原始数据齐备，可采用各种计算方法，求得大量参数。可采用下降漏斗方法求重力给水度。如若需要，亦可取得含水层上部弱含水层的水文地质参数，尤其是渗透系数，或两个含水层（组）之间的越流参数等。4、傍河抽水试验孔组：布孔目的：除具有控制性水文地质孔的目的外，尚有查清地表水与地下水的关系，计算开采条件下河流补给带宽度，求河流渗入补给量之目的。 5、互阻抽水试验孔组：布孔目的：除具有控制性水文地

5、质孔的目的外，尚有利用非稳定流试验取得水文地质参数、求得干扰系数，确定合理井距之目的。互阻抽水试验方法宜符合下列要求：（1）各抽水试验孔的结构亦相同；（2）各抽水孔的水量水位下降值基本一致； (3)先各孔单抽，观测另一个及观测孔，后各孔同抽； （4）当一个抽水孔抽水时，影响另一个抽水孔的水位下降值不宜小于20cm。即先分别将一个主孔作为抽水孔，其余孔做为观测孔，进行多孔非稳定流抽水试验，待水位恢复后，做干扰互阻抽水试验，干扰互阻试验时间一般为1015d，恢复510d。6、群孔干扰抽水孔组：一般用于勘探阶段，由两个或两个以上抽水孔若干个深、浅观测孔组成，在抽水孔中进行非稳定流抽水试验，确定水位下

6、降和总涌水量的关系，预测一定降深时的开采量。可为资源评价及确定合理的布井方案提供依据。二、水文地质钻孔施工的一般技术要求（一）施工前的准备工作 水文地质钻探施工应由具备资质的单位承担，钻孔施工应遵循设计要求，开钻前机长与地质员要向技术负责索取钻孔施工任务书（单孔施工设计），明确施工目的、工作内容与总体要求。设备安装完毕，应由分队组织有关人员参加开孔前验收工作，发现问题及时解决或要求限期整改。对影响钻孔质量、施工安全的不合格事项要立即或限期整改，验收完毕分队要组织由机长、地质员、班长参加的工作会议，由技术负责或地质员介绍施工目的、工作内容与要求，机长介绍施工计划或方案，提出工作中的难点和施工中应

7、注意的问题。最后签发钻孔开孔通知书，并由分队负责人（或技术负责人）、机长、地质员签字，一式三份，分队、机台、地质员各存一份。未经签发钻孔开孔通知书的钻孔，不准施工。 （二）钻孔一经确定，未经技术负责同意，不得擅自更改或移位。施工中遇见地层变化与原设计有出入时，应及时研究对策，未达到地质目的的需加深钻孔时，应签发钻孔施工任务变更通知书，履行签字手续后，机台应按变更任务执行，施工任务有重大改变时，必须报院或有关部门批准。钻孔深度已接近终孔深度，技术负责要明确提出对后续工作要求，签发钻孔终孔通知书和测井通知书。机台接到终孔通知书后方可进行后续工作。（三）机长、地质员要经常督促记录员按要求认真填好班报

8、表，并检查校核孔深、变层位置及发生异常现象的层位，保证班报表记录内容全面，真实准确。按要求做好简易水文地质观测工作，包括钻进中涌（漏）水、掉块、塌孔、缩（扩）径、逸气、涌砂、掉钻等，有条件时应观测钻进过程中动水位和冲洗液的消耗量变化，并做好记录。施工中因施工方法不当等原因，出现质量问题时，地质人员应及时向机长提出，要求采取有效措施加以纠正，拒不整改时，不准继续施工。 （四）开钻前必须用钢尺准确丈量钻具，将数据用铅印打在钻杆上，每钻进50m深度，换径、终孔、下试验井管或成井管均应校正孔深，误差不得超过0.3%，并将校正结果填入班报表备查。误差在允许范围内，以原孔深为准，如若超过，要查明原因并予修

9、正。（五）准备安装深井泵的钻孔，在井管安装深度内必须测量孔斜，要求每100m深度孔斜不得超过1度。其它的卵石孔、基岩孔也要防止孔斜，以免妨碍下管及活塞洗井。对于水文地质勘探孔：每钻进100m，换径、终孔均应测孔斜。对探采结合及生产井。每钻进50m，换径终孔（或扩孔结束）均应测量孔斜。（六）所有钻孔必须测定坐标及高程。（七）回转钻进的回次进尺，砂性土及破碎基岩不得超过2m，粘性土及完整基岩不得超过5m，严禁超管钻进，岩芯脱落后，应专门下钻取芯，其进尺不得超过1m。 （八）岩芯采取率要求：1、岩芯采取率：属于含水层的砂性土及破碎基岩回次要求40%以上（单层不少于30%）；非含水层的粘性土及完整基岩

10、要求70%以上（单层不少于60%）。无样间隔不得超过2m。砂砾及砂卵石层每层要有可鉴定的岩芯，并用电测井资料校正层位，也可以通过扩孔感知并确定变层深度，原始资料编录中，岩芯采取率可取整数。2、原则上所有钻孔均要求取芯钻进。对抽水孔组中，如主孔（抽水孔）或付孔（观测孔）已有岩芯资料，同时有测井资料作辅助说明，另一个孔可以不取芯和测井。对于岩芯采取率较低，无样间隔较大或岩芯不能满足试样和分析鉴定样的要求时，必须在另一个孔的相应层位补取岩芯，以满足取样要求。3、岩芯管口径不能小于91mm，全孔无芯回次，孔深100m以内，不允许超过3次，100m以上者，每增加100m，不得超过2次。4、从岩芯管敲打岩

11、芯时，岩芯管到地板的距离不要超过30cm，以免岩芯上下颠倒、混乱。对每一回次岩芯按顺序编号，并用红油漆注明，如1/4，2/4，3/4，4/4。5、岩芯长度测量要准确，必须反映真实岩层厚度。地质员要认真检查岩芯长度，如有出入及时纠正，凡属孔内坍塌、掉块、沉淀物均不得计入岩芯长度，不准弄虚作假。 （九）岩芯保管要求1、存放岩芯要有专门的平整场地，按照从上到下，从左到右的顺序摆放，不要有意拉长，岩芯顺序编号不能混乱。要按规定要求按回次填写岩芯牌，并分阶段进行拍照，留下必要的影像资料。2、场地底部要铺塑料布，上部要盖适当的保护物，防止风吹、日晒雨淋和风化破碎，防止人或牲畜进入存放场地，破坏存放现场，造

12、成岩芯混乱。3、按规定采取岩芯保留样，并用样袋包装，按要求装入岩芯箱封存，在箱外用红油写清项目名称、孔号、孔深、施工日期等内容，施工结束交由甲方作为实物地质资料妥善保管。填写岩芯存档卡片，并作为原始资料归入钻孔资料中。4、岩芯存放现场在项目验收之前不准破坏，钻机撤离时要做适当掩埋和保护，以便野外验收时查验岩芯采取率、定名、编录等是否符合要求，地层分层与含水层确定是否正确，抽水试验结果（水量/降深）与含水层岩性、厚度、富水性是否吻合。（十）成井工艺与抽水试验必须严格按照有关规定要求执行，为保证钻探成果质量，机台地质人员有权对施工工艺和抽水试验进行监督指导，对不符合要求的事项有权制止并上报技术负责

13、。抽水试验是获取最终成果的最重要的一环，机台人员必须认真对待，必须保证观测质量并对其负责。地质人员应认真监督抽水试验过程中的工作质量，及时整理观测记录和有关资料，发现问题及时解决或向机长提出改进意见，当无法保证成果质量时，地质人员有权停止抽水工作，令机台返工重做，造成的经济损失由机台承担，抽水试验全部结束后，要进行全面验收，未经项目技术负责验收的钻孔，机台不准拆迁。 三、岩芯描述与地层分层取出岩芯后，应及时按回次描述，内容力求全面，重点突出，语句简练。一般要求描述岩芯的岩性、结构构造、裂隙性质、密度、岩石的风化程度和深度以及岩溶形态、大小、充填情况、发育深度、统计裂隙率、岩溶率。松散岩类的描述

14、描述内容及顺序为：名称、颜色、矿物或岩石成份、磨圆度、分选程度、颗粒直径与级配、透水性、天然湿度、富水性、包裹体、结核及化石。坚决杜绝把岩性名称遮挡后，所有描述内容全一样，根本区分不出砂性土到底是什么级别的现象，如粉砂、细砂、中砂、粗砂描述全一样。命 名岩性定名以颗粒分析为准。地层分层岩性名称应与取样分析所鉴定的岩性定名一致。基本参照下表。松散碎屑岩分类表 名 称颗粒直径（mm）漂砾（圆形）块石（棱角）200卵石（圆形）碎石（棱角）200-20圆砾（圆形）角砾（棱角）20-2粗砂 (黄米小米)20.5中砂 （白糖）0.50.25细砂 （粗玉米面）0.250.05粉砂 （极细砂粒 ）0.050.

15、005粘土 （白面）20mm10mm2mm卵石及碎石50 %粗 砾50 %细 砾50 %砂性土的颗粒分析定名标准岩石名称颗 粒 级 配砾 砂粒径大于2mm的颗粒占全重50%粗 砂粒径大于0.5mm的颗粒占全重50%中 砂粒径大于0.25mm的颗粒占全重的50%细 砂粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的85%粉 砂粒径大于0.075mm的颗粒不超过全重的50-85%注：定名时应根据粒径分组由大到小以最先符合者确定。2、颜色的描述判定岩石颜色时，应将岩芯打碎或清除泥皮后切开。描述具原生新鲜面的颜色。对粘性土分别描述干、湿时的颜色。在层内颜色多变时应综合考虑描述主要颜色。如果是上、中、下颜色不同或

16、有深浅变化，要分别描述。描述主色：如常见的红、黑、白、褐、兰、灰、黄、绿等。复色：形容词在前，主色在后。如灰黄、黄绿、灰黑色等。比喻色：用生活中常见的物品的颜色如砖红、砖灰、土黄、棕红、咖啡等。矿物成分描述肉眼鉴定或经磨片鉴定的成份，尚未经鉴定而且肉眼也无法辩别时不要勉强描述。岩石中最常见的矿物有：长石、石英、角闪石、辉石、云母等。结 构岩石的结构是指组成岩石的颗粒形状、大小以及岩石各组成部分形态、外貌特征的总和。通过结构可以反映岩石的成因及形成环境。 如粒状结构、斑状结构、结晶结构、隐晶质结构、等粒及不等粒结构、变晶结构、变余结构和碎裂结构等等。 5.岩石的构造： 指组成岩石的各部分（矿物集

17、合体）的相互排列、配置与充填方式、关系的特征。 （二）火成岩结构构造1.侵入岩闪长岩（深成侵入相）：半自型晶结构，块状构造；闪长玢岩（浅成侵入相）：斑状结构，基质细微粒结构，块状构造。2.火山熔岩安山岩（褐紫色）：斑状结构、基质为交织结构，气孔构造、杏仁构造；粗安岩（粉绿灰白色）：斑状结构、玻基斑状结构，块状构造；粗面岩（灰白色）：斑状结构、基质为隐晶质结构，多孔构造、流状构造、块状构造。（三）沉积岩结构构造1.火山碎屑岩 集块岩（角砾以大于64mm的为主）：集块结构，杂斑构造； 凝灰角砾岩（角砾以264mm的为主）：角砾结构，杂斑构造、块状构造； 岩屑凝灰岩（碎屑物质小于2mm）：凝灰结构，

18、块状构造；2.火山碎屑沉积岩 凝灰岩：粒屑结构、亮晶胶结物，块状构造。3.正常沉积岩 砂（页）岩类：颗粒结构，根据砂级大小分砾结构、砂结构、粉砂结构、泥（粘土）结构、杂基结构。根据层厚特点分厚层状构造、中厚层状构造，薄层状构造，交错层理构造等等。 （四）透水性的描述:透水性良好：粒径大于0.5mm，分选性良好的砂层，如粗砂、砂砾石等。透水性较好：分选性较好的,粒径大于0.25mm的砂层，如中砂、含砾中砂与含泥砾石等。透水性较差：分选性较差或粒径小于0.25mm的砂层，如粉砂、细砂、泥质粗砂或粒径虽粗但含有大量粘性土与胶结物的地层。例如含泥砂砾石、钙质砂砾石等。透水性差：有一定粘性的地层，如粘土

19、质粉砂或粉土、粉质粘土等。隔水层：基本上不透水，如厚层的纯粘土层、淤泥质地层，完整的泥岩层、完整基岩。注意透水、含水与隔水的相对性。 天然湿度描述划分四级干：呈极松散或干固状态。稍湿：岩芯放在手上有凉感。湿：岩芯放在纸上有洇湿痕迹。饱和：岩芯放在手中微捏可滴水。密度：分为四级：密实、中密、稍密、松散孔隙比是指材料中孔隙体积与材料中颗粒体积之比，是反应材料密实程度的重要物理性质指标。一般用e代表，e越大材料越疏松，反之，越密实。 密实度岩石名称密实中密稍密松散砂砾、粗砂、中砂e0.85细砂、粉砂e0.95隔水程度：指含砂量，分为三级:隔水性良好：致密、较硬质纯粘土。隔水性较差：如粉质粘土。隔水性

20、差：如粉土。 对松散岩层的描述举例含砾粗砂：土黄、松散，砂成份以石英、长石为主，含少量黑云母及其它黑色矿物，粒径范围在10.5mm，含量约占60%。砾成份为花岗岩、玄武岩组成，分选性较好，砾径25mm，含量约占10%，磨圆度好，透水性好，呈饱和状。分选：70%好；5070%较好；2550% 较差；25%差 对粘性土的描述描述内容及顺序为：名称、颜色、密度、湿度、含钙量、含砂砾数量、隔水性及化石等。坚硬沉积岩的描述：描述内容为：定名、颜色、结构、矿物成份、岩芯破碎情况、胶结物、胶结类型、胶结程度、裂隙和岩溶发育程度、充填情况和充填物、断层擦痕、断层泥及充填物、风化程度、化石、层与层的相互关系及层

21、理性质等。 胶结程度分三级微胶结：胶结物含量在5以内，手捏易碎。半胶结：胶结物含量在25以内，微击可碎。胶结良好：胶结物含量大于25，随胶结物不同硬度亦不同。裂隙发育程度：视岩芯裂隙宽度大小分为小裂隙：裂隙宽度小于1mm；中等裂隙：裂隙宽度为15mm；大裂隙：裂隙宽度大于5mm。裂隙充填物：裂隙中常被粘土、岩矿脉所充填。充填物一般有硅质、钙质、泥质等。 裂隙充填程度：指被充填裂隙所占比例的多少。破碎程度：指岩芯的完整程度。借助于岩芯采取率，岩芯的块数及形状描述。 火成岩的描述内容：名称、颜色、矿物成份、结构、构造、破碎程度、裂隙发育程度、产状、岩相变化、成因类型、特征标志、厚度、地层年代和接触

22、关系，含水、透水性等。变质岩的描述内容：名称、颜色、变质类型、变质程度和划分变质带；恢复原生岩性与层序，变质岩的矿物成份（原生矿物与变质矿物）。结构（变晶结构、变余结构和碎裂结构等）。构造（变质构造和原岩构造）；破碎程度、裂隙发育程度，含水、透水性等。 （五）地 层 分 层1、分层原则：凡厚度大于1m的岩层均应分层，厚度小于1m但具有特殊意义如（标志层、富含化石层、富含结核、富含钙质、含煤线及颜色有明显变化）以及不同时代的岩层均应分层。2、回次编录当一个钻进回次内有两种以上岩芯时，对岩芯长度要分别测量，并推算其层位深度，此深度即作为钻探地层分层的依据。回次内的每种岩芯按自上而下的顺序编号，并将

23、其起止深度、厚度、岩芯长度及岩石名称依次填入回次记录表内。例如，钻孔第14回次的起止深度为25.0028.53m，进尺3.53m/岩芯长度2.89m、由细砂和粘土两种岩性组成，上部细砂0.89m,下部粘土的岩芯长度为2.00m,其编录方法如下: 回 次名称起止深度厚度岩芯长度采取率14细砂25.0026.531.530.8958%82100%14粘土26.5328.532.002.00上述26.53m即是细砂与粘土的分层界限。在确定分层界限时，要根据岩石性质、岩芯长度、钻进时间及难易程度、泥浆消耗量及钻进声响等因素综合考虑。当回次岩芯长度超过本回次进尺（即上回次有残留岩芯）时，应将多余的岩芯长

24、度依次推至上一回次内，合并计算采取率。 四、水文测井要解决的主要水文地质问题1、划分钻孔岩性，确定各电性层厚度，验证水文地质钻探取芯的准确性，弥补岩芯采取率的不足。 2、确定含水层的埋深、厚度、富水性及含水类型（孔隙、裂隙、溶洞）。3、区分咸淡水界面，大致确定地下水矿化度。4、了解井孔内含水层的补给关系。5、测定地温及地热井的载热流体温度。6、其它测井能够解决的水文地质问题，如孔隙率、渗透率、泥砂比、地下水孔中流速等。根据水文地质条件的复杂程度和地质勘查阶段的目的、任务，选用相应的测井方法，具体方法通过工区基准孔的试验确定，采用方法应不少于三种独立物性参数的测井方法。必须作好地质测井机台的协调

25、配合。机台方面要保证测井的施工条件,测井仪器要按规定进行检测和标定,严格执行工作规定，及时进行质量检查。测井前地质员应将编录分层情况提供给测井组，测井结束后，测井组要现场将初步解释成果提交给地质员。及时进行单孔的测井资料处理和对比分析研究，在单孔解释的基础上，开展测井的多孔综合解释，解决更多的水文地质问题。水文地质钻孔综合成果图件应附有主要测井曲线和解释成果。测井工作全部结束后，应及时编写工区测井成果报告，与地质报告一起提交资料部门，原始资料按要求进行归档。 五、成井工艺（一）抽水试段的划分含水层的判断一般根据岩石性质（如粒度分级、湿度、孔隙裂隙发育程度与充填情况）与区域水文地质条件判定含水层

26、。通常将水位下粒度在粉砂级以上的含水的松散层、裂隙或孔隙发育的岩层与基岩破碎带判定为含水层。在没有良好含水层（组）的地段，含水的粉砂亦可按含水层处理，地下水位资料较少的冲洪积扇地区和基岩区，可结合钻孔终孔后泥浆水位的稳定深度，大致判定含水层位置。试段的划分钻孔终孔后，分队地质技术负责人和分队钻探抽水负责人应与钻机机长、地质员，根据钻孔揭露含水层情况与设计要求，测井成果等在现场确定试验段，划分试段的原则为：1、不同水力特征的潜水和承压水应分别抽水。2、不同时代不具统一水力特征或水力联系的含水层应分别抽水。3、 对时代和水力特性相同，厚度较小的含水层可合并为含水组处理。4、山前粗粒大厚度潜水层必要

27、时应按地层时代或相对厚度进行分段抽水试验。5、咸水和淡水层应分别抽水。 （二）试验孔结构1、试验孔的深度根据含水层或试验段的埋藏深度确定。观测孔试验管的下入深度与含水层的对应情况应与抽水孔相同，试验孔扩孔口径根据滤水管口径与填砾环状厚度确定。2、井管口径（实管、滤水管）抽水井管的口径一般在松散含水层中应不小于mm，破碎基岩含水层应不小于mm，深浅观测孔与长期观测孔等不小于108mm（吋）。3、对滤水管的技术要求（1）缠丝滤水管的孔眼直径为mm。呈三角形排列，孔隙率要求（2）滤水管缠丝间隙，砂卵石地层为mm，中粗砂地层为mm，中细砂为mm，粉细砂地层为.7mm。垫筋直径mm，不符合要求的滤水管不

28、得使用，局部缠丝间隙过大或断丝的地段，可包一层尼龙纱或铁砂。纱网规格：对砂砾石层为目；中细砂地层为目。尽量避免全部滤水管包纱，以免严重影响出水量。目前最好使用合乎规格的桥式滤水管。（3）对砂堵、锈堵较重的旧滤水管，使用前应将堵塞部分打通，恢复原来的透水性能，方可使用。（4）对砂堵、锈堵较重的滤水管，严禁使用。（5）滤水管下部要安装5m底端封死的沉淀管。滤水管下到含水层中的有效长度为含水层厚度的以上者为完整井，小于者为非完整井。（6）长期观测井的井管应高出地面0.5m左右，管口要加盖锁固。（7）钢质井管和铸铁井管的质量要求(圆、直、厚度均匀)： A、钢质井管应符合下列要求：弯曲公差不大于mm/m

29、；外径公差：无缝钢管不大于.；有缝钢管不大于。 B、铸铁管：应符合下列要求：长度公差mm管长m；弯曲公差不大于.mm/m；内径公差mm；管壁厚公差.mm；井管和箍的椭圆度不得大于.mm。 （三）扩孔与下管1、小口径取芯钻进终孔后，在测井以后技术负责、机台地质员、机长和分队钻探地质技术负责人及有关人员，根据设计要求，共同确定试验孔的试验段位置、井管口径、填砾环状厚度，进行扩孔，抽水孔一般环状厚度不低于100mm，观测孔也要在80mm以上。机、班长应经常检查扩孔钻头直径，钻孔倾斜度，特别是最后一道钻头直径是否达到所要求的口径，若钻头磨损严重，扩孔口径未达到要求，必须重新换钻头再扩至达到要求的口径为

30、止，决不能马虎从事。孔斜度超过要求时，下深井泵抽水的孔必须纠斜。停工期间机长应组织好值班人员，定时观测泥浆水位升降情况，防止孔壁坍塌。若发现泥浆水位下降应及时搅拌优质泥浆补充，严防直接倒入粘土护壁，给以后的洗井工作造成不利影响。若是自流或承压含水层发现水位上升溢出井口时，应搅稠泥浆，或在泥浆中加入重晶石粉压住，防止含水层孔壁坍塌。 2、探孔与校正孔深：为了保证钻孔孔壁圆滑、规则，下管前必须下入与管材同径的钻具探测孔深，以保证钻孔直径与孔深满足要求。3、换浆：扩孔结束后，孔内的稠泥浆应换成粘度低于18秒、比重为1.1g/cm3左右的优质泥浆(在保证不发生孔壁坍塌和泥浆沉淀的情况下为洗井创造条件)

31、。具体方法是:将搅拌好的优质泥浆注入孔内,进行循环，替换出孔内劣质泥浆并排出。循环至孔内泥浆上下均匀一致，接近或达到要求指标为止。 4、为了保证井管安装的准确无误，下管前必须认真排列井管，按含水层位置和止水位置进行合理排管，按顺序进行统一编号，记录编号、类型、长度于排管表中，并对其准确性进行彻底复查，保证滤水管下入位置与含水层主要富水段吻合，设外止水段应适当多排些实管，以确保止水效果。5、检查起重设备和工具，不符合要求的及时修理或更换。6、下管：机长应组织好人力进行严密分工，按地质员排列好的井管顺序下入孔内，防止错位。并在一定距离设置导正圈，防止井管贴近井壁不居中，造成填砾层厚度不均，出现涌砂

32、现象。（四）填 砾：1、填砾目的：在滤水管外围形成透水性适宜的人工反滤层，以减少和避免涌砂，增大井的出水量，并延长井的使用寿命。对于中砂、细砂、粉细砂等细粒含水层，填砾是至关重要的。山前卵石、砾石等粗粒含水层填砾固井，砾料不宜太小，填砾的效果取决于砾料的规格、质量及过滤层的环状厚度及其均匀性。2、砾料规格（砾石形状以近圆形为宜）实验结果表明，在均匀的砂层中，以含水层颗粒留在筛上的重量比为5070筛孔直径（d5070）的812倍的砾径为最好，见下表。 3、填砾环状厚度：在松散地层，抽水孔不应小于100mm，观测孔不小于80mm（以滤水管缠丝、垫筋后外径计）。各 种 含 水 层 砾 料 直 径 表

33、含水层粉砂含泥层粉 砂细 砂中 砂粗 砂粗砂砾石卵 石含水层给水度00540.0840.1260.150.1850.1850.24适宜砾径（mm）22.52 2.52.5367.5101210121020填砾给水度0.150.150.1 850.240.240.240.244、对填砾的要求：砾料要经过筛选，除去粉土及杂质、石块。除砂卵石、砂砾石等粗粒含水层外，其它中细颗粒地层的抽水孔及深浅观测孔、长期观测孔均要求按规定填砾。含水层为砂砾石、砂卵石的生产孔或探采结合孔、亦需填入直径为1020mm的砾石，以便固井。为保证滤料在滤水管外围均匀分布，在一定距离的滤水管上要设导正圈，以保证井管在孔中尽量

34、居中。填砾前应进行冲孔换浆工作。将优质泥浆注入孔内，排出劣质泥浆后冲孔循环，以降低泥浆含砂量，防止孔底沉淀淤积。填砾前钻机地质员应根据含水层粒径提出所需砾料规格及数量。预算砾料的公式如下： V=式 中： V预算的填砾量（m3）； 圆周率，取3.14； D钻孔扩孔后的直径（m） d滤水管外径（m） h井管的下入深度（m） 5、填砾方法的选择填砾方法施工要求适用条件与优缺点边冲边填法（动水投砾）投粒的同时在管内下入钻杆，井内稍加密封，进行冲孔填砾，含水层较稳固，可采取大泵量冲洗；不稳定时采取小泵量，慢投砾方法。使用泥浆作冲洗液的钻孔，为防止由于稠泥浆沉淀使填砾达不到预定孔段，采用此法较好。砾料杂物

35、可随时冲出。先冲后填法（静水投砾）在填砾前进行彻底换浆，然后停泵进行填砾。可以观察井口返水的水头形态，判断投砾有否堵塞。方法简单，适用于较稳固的地层。填砾比较实心密实。整体下入法多采用笼状、筐状过滤器或贴砾滤水管，使砾料随过滤器一起下入井内。整体性好，均匀，过滤效果好，造价稍高，外侧仍需填砾固井。多层砾料充填法通过在井管外部下入多层套管，使井管充填两层或三层不同规格的砾料。两层套管间应有扶正器，以使填砾厚度均匀。在出水量较少的细砂层中 ，用此法可增加出水量，防止涌砂。但此法操作复杂，劳动强度大，成本高，一般很少使用。边抽边填法将空压机排砂管下至过滤器底部，边抽水，边投砾，以扩大填砾层的厚度。排

36、砂管可固定，也可随填砾厚度的增高随时上提。采用“大肚皮”井结构增加出水量时，往往采用此法。填料密实，可增加出水量。但操作较复杂，在过滤器上部一般需下入保护管。（五）止水止水的目的是为了进行分层抽水试验或防止不同水质含水层地下水相互串通，一般采用方法有粘土球止水、水泥止水、海带止水等，此处不予赘述。 止 水 质 量 检 查 方 法方 法适用条件与优缺点施工方法与质量要求压力差检查法注水提水法直接测量适用于止水井管与孔壁间间隔较大，可测得止水管外水位的井孔先测得止水管内外的稳定水位，然后提（注）水，使管内外水位差值增加至所需检查值，半小时后观测，其水位波动值 （变幅）0.1m时：管水位变化正常，管

37、内水位变幅0.1m，则底部木塞止水不良；管外的水随管内提（注）水位而变化，则套管止水不良，与木塞止水质量有关。压力差检查法泵压法作压止试验的钻孔多采用此法检查止水质量。利用水泵压力造成水管内外压力差，将水泵压增加至所需检查值（较试验压力值为大），水泵稳定工作0.5h，若耗水量0.5L者，则止水合格。要求水泵压力与止水物相通而与观测（试验）的含水层不通。食盐扩散检查法各种井孔均适用先测得地下水的电阻率，将50kg食盐溶化在1m3水中，将此食盐溶液倒入管外与井壁间的环状间隙中，两小时后，测得管内地下水的电阻率，若前后电阻率相不大，则止水合格。（六）洗 井洗井是成井工艺中的一道重要工序，目的在于清除

38、孔壁泥皮和填砾层中的泥砂。洗井一定要及时，如果不及时会延长洗井时间，如果洗井不彻底，会减少出水量，影响降深曲线的正确性，导致水文地质参数出现误差。压风机在洗井时应注意风管、出水管、井管口之间配合好，保证洗井强度，才能达到好的效果。填砾后要立即采用往复水泵、活塞、空压机等工具进行联合洗井，当砾料下沉时要及时填补砾料（抽水井管应注意孔口管的导正工作，严防管斜），活塞洗井法是破坏孔壁泥皮效果最好的方法，用活塞洗井时要自下而上分段进行，每段的纯提拉时间不宜过长，12h即可，卵石层和胶结地层可长些，松散的细粒地层可短些。洗井的质量标准1、洗井后通过两次简易抽水试验对比验证，单位涌水量增大不超过5，动水位

39、升降不超过水位下降值的1，每次试抽时间不少于2h。2、断续大强度洗井，井水无混浊现象。采用活塞洗井后，井内沉砂不上升或基本不上升（用泥浆含砂量计，按测定泥浆含砂量的方法测定，泥砂沉淀物须小于0.5）。3、与相同条件的生产井对比，单位涌水量应基本一致。洗井应有试验对比资料附在钻孔资料中，一般通过两次试抽资料来对比。4、通过试抽的恢复水位资料判断洗井是否达到质量要求，尤其要注意观测孔。5、经洗井后发现为无水孔应将洗井有效时间延长一倍以上，在清除孔内液体后，至少应观测孔内水位24h，在24h以后仍无水者，方可定为干孔，否则应取水样。抽水孔和观测孔洗井后，孔内沉淀物超过11.5m时,应进行捞砂处理。为

40、专门取水样进行洗井时，抽水洗井时间不得少于2h。 六、抽水试验（一）抽水试验的目的1、确定抽水井（孔）的特征曲线和实际涌水量，评价含水层的富水性，推断和计算井（孔）最大涌水量和单位涌水量。2、确定含水层水文地质参数，为评价地下水资源、预测矿坑涌水量、确定矿坑疏干排水方案等提供依据。3、确定影响半径、合理井距、降落漏斗的形态及其扩展情况。4、了解地下水、地表水（或岩溶地区地下水系）及不同含水层（组）之间的水力联系。（二）抽水试验的类型1、根据试验目的、试验方法和试验孔数不同分为以下两种类型：（1）单孔稳定流抽水：用于精度要求不高的小比例尺的水文地质勘查或对生产井作试验。（2）带有一个或一个以上观

41、测孔的多孔非稳定流抽水试验。所获参数较多，精度较高，有时能取得含水层下部（或上部）弱透水层参数。2、根据试验阶段不同分为：（1）试验性抽水（试抽）：初步了解水位、水量及抽水设备安装情况的短时间（23h）抽水，并按正式抽水的观测要求进行观测和记录，为正式抽水工作做准备。试抽应注意各孔的抽水及恢复水位反映是否灵敏，降深与水量是否匹配，抽水结果是否满足要求。（ 2）正式抽水：按设计要求进行的抽水试验。3、根据抽水机械不同分为：潜水电泵抽水、离心泵抽水、空压机抽水、提桶抽水、深井泵抽水等，抽水机械的选择视钻孔结构、水位、水量而定，作正式抽水试验时，尽量采用潜水泵与深井泵抽水，堰箱、流量表或缩径管测流量

42、，电测水位计测水位，要注意各种抽水设备的适用条件。（三）抽水孔的布置原则抽水孔的布置原则工作阶段布孔类型布置原则及适用范围目 的普查阶段单孔抽水（一般无观测孔）宜布在面上水文地质条件起控制作用的地段，是时考虑不同地貌单元及不同含水层（组）。确定含水层的富水性、渗透性及流量与水位降深的关系，概略取得含水层水文地质参数。详查阶段多孔抽水（一个抽水孔，一至数个观测孔观测水位）宜布在有供水意义的主要含水层（组）的典型地段，尽量布置在计算地下水资源的断面上。确定区域性地下水下降与开采量的关系，求取较为精确的水文地质参数，测定给水度，了解含水层不同方向的渗透性能及边界条件。勘探阶段孔群互阻抽水试验（两个以

43、上主孔同时抽水）宜布在较大的水文地质单元的典型地段及水文地质条件复杂、单孔抽水无法满足需要的地段，应结合开采井布置。确定区域性水位下降与总开采量的关系，评价地下水开采资源，尚可确定合理布井方案及取水定额。开采阶段开采性抽水水文地质条件复杂，难以或投资充分，业主提出专门要求时，在大型供水或集中开采地段，生产设备安装完毕，正式供水之前。验证生产井出水量的可靠性及抽水机械的效能，并取得相应的水文地质资料。（四）抽水试验现场工作1、抽水前的准备工作：抽水前测量孔深，量管上余，测管口做好标记，并检查水位计、量水工具（三角堰箱是否平稳），备好各类记录表。做好排水工作，抽潜水要做好防回渗工作，表层有3m以上

44、为粘土时，可直接挖沟排水；表层为松散砂层时必须有防渗措施，如用塑料布等把水排出影响范围以外。2、观测工作（1）水位观测 静止水位观测 ：在正式抽水前对所有的抽水孔和观测孔及其附近有关水点进行静止水位观测，有条件时应编制抽水试验前初始水位等水位线图，如果地下水日变化很大时，还应取得典型地段抽水前的日水位动态曲线。在2h内水位上升或下降值不超过1cm时视为静止。因故返工进行重新抽水时，必须待水位恢复至静止后，方可进行试验。在水头压力不大（高出地表小于10m）的自流水钻孔，可安装长套管，依钻塔观测静止水位。水头压力大的自流钻孔，可安装相应规格的水银测压器测量，压力表读数乘以10.33Kq/cm2，再

45、加上压力表中心至地面的高度即为静止水位。或者通过二次抽水试验利用下面公式计算水头高度：公式中符号意义：H水头高度（m）Q1、Q2分别为第一次、第二次水量（m3/d）与两次涌水量相应的水头差（m）动水位观测：单孔稳定流抽水水位累计观测时间为1、3、5、10、20、30、45、60、75、90min，以后每隔30min观测一次，稳定后可延至1h观测一次，水位读数应准确到cm。当用空压机抽水时，抽水孔水位波动值不超过1020cm，用离心泵、深井泵等抽水时，水位波动值不超过5cm。一般不应超过平均水位降深值的1。 双孔和多孔非稳定流抽水水位累计观测时间：0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、

46、5、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120、150、180、210、240min观测，以后每小时观测一次,直到抽水结束，观测孔的水位观测精度到mm（考虑抽水初期水位下降较快，而初期lgSlgt曲线往往是主要计算段，条件允许时在1min内每10s观测一次），抽水孔与所有的观测孔动水位观测频率一致。抽水孔的影响范围内有民井时，也要进行观测记录。分层抽水的钻孔，在抽水过程中还需测量非抽水层的水位变化，每班两次，并将测量数据记入抽水记录表备注栏内，检查止水效果。若非抽水含水层水位变化较大，应加密观测次数，并分析水位变化原因，当认为止水失败时应重新止水。 在抽水中途

47、更换空压机时，要事先组织人力做好充分准备，防止出现水流中断现象。换机前后抽水孔的人为水位差不得大于20cm。如机械原因，动水位变化较大时，应尽快调节，要求在20min内调节好，轮换使用的空压机应配相同规格与型号（试抽时事先调节好），当规格不同时，应先开动小型的，换机时以此为标准进行调节。抽水开始后，要及时点绘各孔的水位降深与延续时间的单或双对数关系曲线，以便掌握观测数据与曲线的变化情况，当动水位或流量出现异常时，应分析原因，并采取相应措施。试验中途因故短期停车，要记录停车时间与原因，并按观测抽水恢复水位的要求进行观测，停车时间较长或动水位回升到静止水位时，不能满足质量要求时应返工。 恢复水位观

48、测：抽水停止后，所有试验孔均应测量恢复水位，观测频率与非稳定流抽水时动水位观测时间要求相同，当恢复水位高出静止水位时，应查明原因，如因回渗或因井没洗开导致，则应重新观测静止水位，并重新进行抽水试验。（2）流量观测稳定流抽水，流量每30min或1h观测一次，当流量波动值不超过正常流量的1/10时，视为稳定流量。或波动值为平均涌水量的3，其计算公式为：波动值=（水量最大值-水量最小值）/平均水量值1003%非稳定流抽水，出水量基本上要保持定值，在抽水开始后10min内要尽量加密观测。流量观测前20min尽量3min观测一次，之后可与水位观测频率一致。若出水量变化较大，将给参数计算带来困难，一般在填

49、砾、洗井都符合要求时涌砂量不会太多,出水量变化不大而接近定值用堰箱测流量时，读数准确到mm，使用堰箱测流量应在堰口内侧35倍水柱高处测量（在堰口处取值偏小，要注意修正）。 （3）水、气温观测：每小时观测1次，误差不超过0.5C。水温计应带有盛水的外壳，浸入水中时间不能少于5min。（4）气压测量和水位观测时间一样（静止水位、动水位、恢复水位观测时间，同时要观测气压）。（5）孔深测量：抽水前后要测量孔深，抽水前泥砂沉淀不得超过11.5m，抽水后不得掩埋含水层厚度的20，超过者要捞沙并重新做抽水试验。移交长观孔和生产井时沉淀不得超过1.5m，否则应进行捞砂处理。3、记录工作应认真填写记录表，内容要

50、齐全，用钢笔书写，修改数据时在备注栏注明原因及修改者姓名。水位以m为单位，保留两位有效数字。流量以m3/d 、 L/s为单位，记录到小数点后两位有效数字。水温、气温以摄氏度表示，记录到小数点后一位。气压以帕斯卡（Pa）为单位，Pa=1标准大气压（atm）。记录表中应补填以分为单位的累计时间。 对试验有影响的异常现象，如抽水机转速变化、涌砂量增加、降雨、农田灌水、附近机民井抽水、机械故障等，应注明发生时间及所采取的措施。抽水管材（导水管、风管、测管的规格、实际下入深度）、水位与流量的测量仪器、抽水机类型与规格等，亦应在抽水记录中注明。记录表应妥善保存，不得遗失。 4、水位降深、落程及其延续时间（

51、1）供水勘查中潜水最大降深一般不准超过含水层厚度的1/2，承压水最大降深不能超过含水层顶板。注意，此项原则决不能突破！否则将按报废资料处理。（2）单孔稳定流抽水，一般作23个落程，稳定时间8、16h和8、8、24h。农田供水（生产井）两个落程4、8h。不稳定时抽水延续24h。工业供水按设计要求进行。落程安排要合理，小于1m的降深要尽量避免，多孔抽水的试验时间，以最远观测孔稳定延续时间为准。（3）非稳定流抽水仅作一次最大降深，延续时间必须满足抽水曲线计算段的需求，一般承压含水层抽水，延续时间可短些，如23d，潜水或半承压水，由于延迟给水作用，需要较长的延续时间，以求得后期直线段。一般需3d左右或

52、更长时间，在要求时间内已取得完整曲线或能够计算参数时，可提前结束抽水。（4）恢复水位观测时间也以满足恢复水位曲线计算段为原则。5、空压机抽水测水管的安装抽水管材以同心式安装时，测水管底部应超过导水管进口23m，导水管应超过风管35m，并列式安装或以滤水管上部的套管兼作导水管时，测水管底端应下到滤水管中部。空压机抽水要注意沉没比要合理。（五）抽水试验资料的分析与处理现场绘制Q、St曲线、Q=f(s)关系曲线、q=f(s)关系曲线目的：了解试验进行情况，有无反常现象。1、型承压水。2、型潜水或承压水受管壁阻力、三维流、紊流影响。3、型水源不足或过水断面在抽水过程中受到阻塞。4、型当吸水龙头放置在进

53、水部位时受三维流影响时（水泵与过滤器位置、洗井不彻底）。5、型降深过大（某降深值以下，S增大，水量不增）。采用相应的公式进行水文地质参数计算，注意恢复法必须用与抽水延续时间有关的公式slg(1+tp/t) 进行计算（稳定流抽水最大降深资料也可用于此法求参），配线法与直线法计算的参数必须经多点回代验证，误差控制在5%以内，也可直接用抽水试验资料处理软件Aquifer-Test求参。（六）水样采取抽水试验结束前，应采取水质全分析或专门分析水样。所采取的水样必须送到具有相应检测资质的分析测试单位进行检测，按照检测单位的要求对水样加保护剂或制样，尤其要注意特殊情况下的采样与分析测试要求，如矿泉水样、地

54、热水样、污染样等，填写标签和送样委托单，提出检测项目要求和提交测试报告时间。在项目实施过程中要注意适当设置内检样（3%）和外检样（1%），做好质量控制工作。 1、全分析：水的物理性质：温度、颜色、嗅、味、透明度、悬浮固体。水的化学成分：HCO3-、 SO42- 、CI- 、NO2- 、NO3- 、CO32- 、F- 、K+ 、Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+ 、Fe3+、 AI3+、NH4+、 Cu2+ 、Pb2+ 、Zn2+ 、游离CO2 、侵蚀CO2 、 可溶性SiO2 、PH值、耗氧量、总硬度、暂时硬度、永久硬度、固形物、矿化度等（特殊情况下增加Mn、As、Hg、 Se、 Cr6+、 Cd、酚、氰、Cr3+等）。 饮用水专门分析：细菌分析、有机毒物等（包括氯仿、四氯化碳、苯并芘、阴离子合成洗涤剂、有机余氯、DDT、六六六、总、总）。工业用水专门分析：除全分析项目外，另加全sio2、