水文地質鉆探規程
1 主題內容與適用范圍
1.1 主題內容
本規程規定了水文地質鉆探與水井鉆探各項生產活動的技術工作要求及有關工藝操作規定。
1.2 適用范圍
本規程適用于水文地質普查、水文地質初步勘探與詳細勘探以及水井(含礦泉水井及低溫地熱井)鉆探工程,是進行鉆探設計、施工、管理等各項工作的基本依據和準則。
本規程不適用于高溫地下熱水和地熱能開發鉆井工程。
2 引用標準
2.1 直接引用標準
GBJ 202 地基與基礎工程施工及驗收規范
GB 9808 水文水井鉆探管材系列
GB 9809 水文水井鉆探用套管、巖心管、取粉管螺紋
GB 9810 水文水井鉆探用鉆桿
BG 9811 水文水井鉆探用鉆鋌
BG 9812 水文水井鉆探用鉆桿接頭
DZ 1.3 硬質合金巖心鉆探管材螺紋
DZ/T 0008 水文水井鉆探用鉆柱特種接頭
DZ/T 0017 工程地質鉆探規程
DZ/T 0055 水文水井鉆探用硬質合金鉆頭
DZ/T 0056 水文水井鉆探用三牙輪鉆頭
DZ/T 0057 水文水井鉆探用鉆粒鉆頭
2.2 配合使用的標準
GBJ 27 供水水文地質勘察規范
水方地質普查、勘探規范
巖心鉆探規程
3 總則
3.1 目的、任務
水文地質鉆探是水文地質普查、勘探工作中取得地下水文地質資料的主要技術方法,也是開發利用深層地下水進行鉆井工程的唯一技術手段。它的基本任務是在水文地質測繪、水文地質物探的基礎上,進一步查明含水層的巖性、層次、構造、厚度、埋深分布及水量、水質、水溫等水文地質條件、特征和參數,解決和驗證水文地質測繪和物探遙感工作中難以解決的水文地質問題,為評價和合理開發利用地下水資源提供可靠的水文地質資料和依據。同時,在“以探為主、探采結合”成井或專門打井后開采地下水,為工農業生產、國防建設和城鎮居民及干旱地區人民提供生產生活用水或礦泉水飲料,直接為國民經濟建設和人民生活服務。
3.2 鉆探工作必須遵循的準則
3.2.1 水文地質鉆探工作必須貫徹執行先水文地質測繪與物探,后鉆探施工以及堅持“先踏勘、后設計”和“先設計、后施工”的工作程序,即必須在水文地質測繪和物探工作的基礎上布置水文地質鉆孔,以及堅持沒有地質、施工設計,不準施工開鉆的原則。
3.2.2 對于探采結合鉆孔,應本著“以探為主,探采結合”的原則進行,即應滿足“探”為主,在獲取準確可靠的水文地質資料的同時結合成井。
3.2.3 水井鉆探工程應在有充分水文地質資料的地區進行,并在鉆探過程中采取必要措施收集和論證水文地質資料,嚴格按照成井工藝規程要求成井。
3.3 鉆探工作的基本要求
3.3.1 水文地質鉆探是以獲取準確可靠的水文地質資料,滿足地質設計要求,達到地質設計目的進行的,因此,要本著需要與可能的精神,在進行鉆探設計和施工中采取切實可行的最優方法與工藝,滿足地質設計要求。同時,要努力提高地質、施工設計的準確程度,以便最大限度地減少因設計不當而造成的損失。
3.3.2 在鉆探工程施工的全過程中,都要始終貫徹“優質、高效、低耗、安全”和“質量第一”的原則,推廣應用鉆探新設備、新方法、新工藝,提高經濟效益。同時,在加強全面質量管理的活動中,既要反對單純追求進尺,忽視工程質量的傾向,也要反對忽視安全和不注重經濟效益,片面追求脫離實際可能或超越規程規范的技術要求。
3.3.3 要搞好鉆孔各項原始資料的記錄與整理工作。提交的資料必須真實、準確、可靠,對偽造鉆孔原始資料數據者,必須嚴肅處理。
3.3.4 從事水文地質及水井鉆探的全體人員,必須認真學習和嚴格遵守本規程。但本規程中有些條款只是一般性和原則性的規定要求,在貫徹執行時允許施工單位依據具體情況制訂實施細則或補充規定。此外,有關現場管理制度,可參照DZ/T0017和巖心鉆探規程有關規定要求,結合各自的實際情況制訂實施細則或補充規定。
4 鉆孔類型、結構與施工設計
4.1 鉆孔類型
4.1.1 地質孔
通常只在小、中比例尺的區域水文地質普查中布置,一般要通過鉆探取心進行地層描述和進行簡易水文地質觀測,但不進行抽水試驗。
4.1.2 水文地質孔
在各種比例尺的水文地質普查與勘探中布置,一般要進行單孔穩定流抽水試驗,必要時要進行多(群)孔非穩定流抽水試驗,以獲取不同要求的水文地質參數,評價與計算地下水資源。
4.1.3 探采結合孔
在各種比例尺的水文地質普查與勘探中均會遇到。
4.14 觀測孔
有抽水試驗觀測孔和長期觀測孔(簡稱長觀孔)兩種,通常只在大、中比例尺的水文地質勘探中布置。
4.2 鉆孔(井)結構
4.2.1 鉆孔(井)結構,包括孔徑、孔段和孔深,除地質孔外,井身結構應包括:
a.井管:包括井壁管、過濾管、沉淀管的直徑、孔段和深度。
b.填礫、止水與固井位置及深度。
4.2.2 鉆孔結構的確定:是根據鉆孔類型、水文地質條件、終孔直徑及深度、鉆進工藝方法、抽水方法及鉆探設備等因素綜合確定。進行抽水試驗的鉆孔,其松散地層的鉆孔直徑要能滿足根據預計出水量選用的過濾管直徑和填礫間隙的要求;基巖鉆孔直徑則一般以滿足根據預計出水量能下入之抽水設備口徑要求或過濾管直徑要求為依據確定。在條件具備與可能時,要采用一徑成井工藝;在松散、破碎、嚴重漏失等復雜地層應采用既護壁性能好又易于破壁解淤的優質泥漿鉆進,爭取少下或不下套管,以簡化鉆孔結構。
4.2.3 典型鉆孔(井)結構型式
4.2.3.1 一徑成孔(井)
除孔口管外,一徑到底的鉆孔,即一種口徑、一道管柱的鉆孔。這類鉆孔通常是較穩定的第四紀松散地層或基巖為主的水文地質鉆孔、探采結合孔或觀測孔。有下井管、過濾管并填礫或不填礫及沒有井管、過濾管的基巖裸孔等幾種。下井管、過濾管并填礫孔之孔徑一般應比管子直徑大150~200mm。
4.2.3.2 多徑成孔(井)
具有兩個或兩個以上變徑孔段的鉆孔,即多次變徑,并用一套或多套管柱的鉆孔。通常是上部為第四紀松散層、下部為基巖或具有兩個以上主要含水層的水文地質鉆孔、探采結合孔及地質孔。通常只在第四紀地層中下井管、過濾管并填礫或不填礫;基巖除破碎帶、強烈風化帶需下管外,一般為裸孔。
4.3 鉆探施工設計
4.3.1 編制依據
水文地質鉆探施工設計的編制是根據項目的水文地質設計書或項目委托計劃任務書或合同的要求,在現場踏勘的基礎上,按照現有的生產定額、材料消耗定額、人員和設備配備與費用定額等資料為依據進行編制,根據需要與可能,選用設備和選擇最優施工方法與工藝,以確保工程質量和獲取量佳的技術經濟效益。
4.3.2 主要內容
4.3.2.1 施工項目的基本情況和設計依據
a.工區的地理位置、交通條件、地形地貌、氣候和生活條件。
b.地質條件:包括地層劃分和巖石可鉆性級別、地質構造和水文地質條件,著重說明影響鉆探施工的主要地質因素。
c.施工目的與要求:包括鉆孔布置與工作量、工程質量指標、水文地質試驗與觀測要求等。
4.3.2.2 鉆探技術設計:包括鉆孔結構、沖洗介質、成井工藝及保證質量與安全的技術措施
,并附典型鉆孔結構設計圖。
4.3.2.3 供水、供電設計:根據現場踏勘了解的當地水源條件,選擇供水方法和設備;采用
電力驅動時提出供電方法與要求。
4.3.2.4 施工期限與費用預算:根據項目要求,編制施工進度計劃。包括選擇設備,確定施
工組織形式、開動鉆機臺數、鉆孔施工順序調度安排及工期要求,進行技術經濟指標測算并
編制項目費用預算等。
4.3.3 編制與審批
4.3.3.1 根據設計要求,在施工單位總工程師的主持下,由地質、鉆探技術人員共同編制。
4.3.3.2 根據地質項目管理權限上報審批,即局(或下達任務的主管單位)管地質項目的施工設計,由施工單位審查后報上級審批;施工單位自管地質項目或承包工程項目的施工設計,
由施工單位審批后報上級備案。
4.3.3.3 在鉆探施工中,如發現設計與實際情況不符時,應及時進行修訂或補充,部局管項目凡關系到工作量與經費數量較大的修訂要報上級批準。
4.3.4 鉆孔施工與設計
無論是預算內或預算外的地質項目,均應編制單孔施工設計。單孔設計應包括地層理想柱狀圖、巖性及可鉆性等級、鉆孔結構、鉆進工藝、成井工藝、工程質量指標及安全生產措施等。
5 設備、儀器儀表的選擇與設備的安裝、拆卸與搬遷
5.1 鉆探設備選擇
水文水井鉆探設備的選擇,主要根據水文地質條件、鉆孔類型、鉆孔結構、鉆探方法等因素,結合現有設備狀況,進行選擇和配套。目前用于施工的水文水井鉆機主要機型及性能見表1。
5.2 泵類設備的選擇
泵類設備的選擇主要根據鉆進方法、鉆孔結構、地下水位及出水量等條件合理選擇。鉆探施工用工作泵(不含鉆機的配套泵)型號及性能見表2。抽水用泵型號及性能見表3。
5.3 空壓機選擇
空壓機的選擇主要根據所需風量及風壓來合理選擇。鉆探施工及洗井用空壓機的主要規格、性能見表4。
5.4 鉆探儀器、儀表選擇
5.4.1 測斜儀器的選擇應根據鉆孔類型、結構、精度要求及鉆孔有否磁性干擾等因素進行選擇。儀器名稱及性能見表5。
5.4.2 鉆進參數儀表的選擇見表6。
5.5 設備安裝、拆卸與搬遷
5.5.1 設備安裝與拆卸
5.5.1.1 基座安裝必須穩固、水平、周正,并能承受全部負荷。基座形式,應根據設備類型、鉆孔結構及地基條件確定。
5.5.1.2 鉆塔底座安裝采用水平尺找平。鉆塔安好后必須拉緊緣繩。繃繩位置要對稱,與地面夾角不得大于45。。鉆塔各部位的連接要牢固,螺栓要擰緊。
5.5.1.3 鉆機安裝時,采用單繩升降鉆具者必須保證天車前緣切點(雙繩升降鉆具時為天車軸中心)、回轉器(或轉盤)中心、鉆孔中心在同一條直線上。
5.5.1.4 鉆機、泥漿泵、動力機的機座與枕木或地梁要用螺栓連接牢固,各傳動軸線必須平行對正,相互距離要適宜。電機底座應設置調整皮帶松緊的裝置。
5.5.1.5 車裝鉆機安裝時,前后底梁的千斤頂支座必須支承在硬地或基枕木上,墊實加固,必要時澆注水泥墩加固。輪胎要離開地面,不承載,并墊好不轉動。
5.5.1.6 電器設備必須安裝在干燥、清潔的地方,嚴防油、水及雜物侵入,且固定牢靠,減少震動。電器設備外殼應按技術要求,接好地線保護。設備的動力線和照明線必須絕緣良好。
5.5.1.7 安裝和拆卸各類鉆塔應遵循下列規定
a.所有安、拆塔工作必須在專人統一指揮下,有鐵序地進行。所有現場人員必須戴安全帽,上塔時系安全帶。拆卸鉆塔時,安全帶嚴禁系在被拆卸的鉆塔附件上。螺栓和工具要放入工具袋中。
b.建塔要從下到上分層安裝,拆塔要從上到下逐層拆卸,不得上下兩層同時作業。嚴禁從塔上拋扔物件。
c.各類鉆塔安裝應按安裝說明書的要求進行。鉆塔構件不準任意打眼、調換、少裝、改裝及焊接。
d.用機械或液壓油缸起落鉆架時,應首先檢查好卷揚機制動裝置或液壓系統是否靈活可靠,并架起落要平穩,嚴禁猛起猛落。起立到位后,要鎖好固定卡銷。
5.5.2 設備的搬遷
5.5.2.1 設備運輸過程中,嚴禁人貨混裝。
5.5.2.2 裝卸過程中,要指定有經驗的人員負責指揮,并采用必要的安全措施,以防設備翻
倒毀物傷人。
5.5.2.3 車裝鉆機和拖掛設備搬遷時,鉆塔端部要固定在支架上。拖掛設備的掛鉤要掛牢,
并檢查掛鉤的保險裝置是否可靠,用保險繩固定牢靠。必須按被拖掛設備說明書規定的時速
運行。
表2 常用工作泵
類型 | 型號 | 流量 m3/h | 揚程 m | 轉速 r/mm | 出水口直徑 mm | 額客功率 kW | 生產廠家 |
砂漿泵 | 6BS | 180 |
| 730 | 150 | 30 | 上海探礦機制廠 |
6英寸 | 280 | 16.3 | 630~680 | 147 | 乾安機械廠 | ||
射流 | 6SPS正反兩用泵 | 正180 | 9.5 |
|
| 37~45 | 中國地質大學 (北京) |
反225~100 | 60 | ||||||
Ф76/87正反循環兩用泵 | 正108 |
|
|
| 22 | ||
反80 | |||||||
砂石泵 | 2PN | 30~58 | 22~17 | 1450 |
| 11 | 石家莊水泵廠 自貢水泵廠 |
3PN | 54~151 | 26~15 |
| 22 |
表3 常用抽水泵
類型 | 型號 | 級數 | 流量 m3/h | 揚程 m | 轉速 r/mm | 出水口直徑 mm | 額客 功率 kW | 機組徑向最大尺寸mm | 適用 井管 mm | 泵管連接方式 | 生產廠家 |
潛水電泵 | 100Q15 | 4~0。5 | 3.5~6 | 13.5~115 | 2 850 | 4D | 0.55~8 | 96 | 120 | 法蘭盤連接 | 沈陽水泵廠 |
100Q14~6 | 14~27 | 4~6 | 58~145 |
| 1.5~4 | 98 | 廣東惠東水泵廠 | ||||
136QJ10。5 | 6~15 | 10.5 | 44~110 |
| 50 | 5.7~13 | 131 | 150 | |||
150QJ(R)25 | 1~23 | 17.5~30。5 | 1~190。8 | 2 900 | 80 | 1.2~15 | 145 | 沈陽水泵廠 | |||
200QJ50 | 2~15 | 50 | 26~195 | 2 850 | 7.5~45 | 184 | 200 | 石家莊水泵廠 | |||
200QJ80 | 2~11 | 80 | 22~121 | 100 | 7.5~45 | ||||||
250QJ80 | 1~15 | 20~300 | 2 870 | 7.5~110 | 223 | 250 | |||||
250QJ125 | 1~12 | 125~140 | 16~192 | 125 | 9.2~110 | ||||||
300QJ200 | 2~7 | 200 | 40~140 | 2 900 | 150 | 37~130 | 278 | 300 | |||
400QJ500 | 1~5 | 350~600 | 11~95 | 1 450 |
| 30~160 | 377 | 405 | 沈陽水泵廠 | ||
多級深井泵 | JD~16 | 3~24 | 10~490 | 25~92 | 1 460~2 900 |
| 5.8~73 | 92~390 |
| 螺紋連接 | 上海水泵廠 |
100~200JC | 2~40 | 10~80 | 25~234 | 2 940 |
| 5.5~37 |