1.2 水文地质钻探

水文地质钻探为查明地下水的埋藏条件、补给、径流、水化学特征等水文地质条件，以获取合理开发及利用地下水所需资料而采用的一种主要技术手段，简称水文钻探。该手段不仅可以直接揭露地下水（含水层），还可以兼做取样、试验、开采和治理地下水污染之用。

水文地质钻探的主要目的与任务如下。

（1）探明地层剖面及含水层岩性、厚度、埋藏深度和水位。

（2）采取岩土样和水样，确定含水层的水质，测定岩土的物理与水理性质。

（3）进行水文地质试验，确定含水层的各种水文地质参数。

（4）查明水文地质边界条件，确定各含水层之间以及地表水与地下水之间的水力联系。

（5）利用钻孔监测地下水动态或建成开采井。

1.2.1 水文勘探钻孔的布置原则

布置钻孔时要考虑水文钻探的主要任务，应明确是查明区域水文地质条件，还是确定含水层水文地质参数、寻找基岩富水带、评价地下水资源或进行地下水动态观测；布置钻孔时要考虑“一孔多用”，并考虑其代表性和控制意义。

就区域水文地质调查和供水水文地质调查任务而言，可将上述原则理解如下。

（1）为查明区域水文地质条件布置的钻孔，一般都布置成勘探线的形式。主要勘探线应沿着区域水文地质条件（含水层类型、岩性结构、埋藏条件、富水性、水化学特征等）变化最大的方向布置。对区内每个主要含水层的补给、径流、排泄和水量、水质不同的地段均应有勘探钻孔控制。如在山前冲洪积平原地区，主要的勘探线应沿着冲洪积扇的主轴方向布置；在河谷地区和山间盆地，主要勘探线应垂直河谷和山间盆地布置；在裂隙岩溶地区，主要勘探线应穿过裂隙岩溶水的补给、径流、排泄区和主要的富水带。

（2）为地下水资源评价布置的勘探孔，其布置方案必须考虑拟采用的地下水资源评价方法。勘探孔所提供的资料应满足建立正确的水文地质概念模型、进行含水层水文地质参数分区和控制地下水流场变化特征的要求。

当水源地主要依靠地下水的侧向径流补给时，主要勘探线必须沿着流量计算断面布置。对于傍河取水水源地，为计算河流侧向补给量，必须布置一条平行与垂直河流的勘探线。

当采用数值模拟方法评价地下水资源时，为正确地进行水文地质参数分区、正确给出预报时段的边界水位或流量值。勘探孔布置一般呈网状形式，并能控制边界的水位或流量变化。

（3）以供水为勘查目的的勘探孔的布设，应考虑勘探与开采结合。钻孔一般应布置在含水层（带）富水性最好、经济技术条件可行、成井几率最大的地段。

1.2.2 水文地质钻孔的结构和钻孔设计

勘探孔布置要求必须满足查明水文地质条件、地下水资源评价和专门任务需要，尽可能做到一孔多用，钻孔主要技术要求见表1.1。要求所有钻孔均编制单孔设计书，钻孔施工采用机械回转钻进，一径到底。设备选用SPJ-300型钻机。采用肋骨合金小口径取芯钻进，测井完成后，采用六翼式钻头扩孔成井。钻探取样、孔内试验完成后，钻孔应按设计书要求建成地下水开采井或地下水动态观测孔。钻孔设计书的内容包括：孔深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、不同口径井管的下置深度及所选用的井管材料、钻孔中止水段的位置和止水方法、过滤器的类型和过滤器下置深度、对水井中的非开采含水层段，提出井壁与井管之间隙的回填封堵段的位置、使用材料及要求以及钻进方法及技术要求，包括对冲洗液质量、岩芯采取率、岩上水样采集、洗孔及孔斜等的要求，以及对观测和编录方面的技术要求。设计书应附有设计钻孔的地层岩性剖面、井孔结构剖面和钻孔平面位置图。具体参照《水文地质钻探规程》（DZ/T 0148—1994）。

1.2.3 钻进过程中的水文地质观测工作

钻进过程中的主要观测项目如下。

（1）观测冲洗液的消耗量及其颜色、稠度等特性的变化，记录其增减变化量及位置；及时发现孔底地层岩石的变化，并进行记录，以弥补岩芯采取率的不足。

（2）钻孔中水位的变化，当发现含水层时，要测定初见水位和天然稳定水位，以确定其埋藏深度、厚度。

（3）及时描述岩芯，统计岩芯采取率，测量其裂隙率或岩溶率；以确定含水层（带）的富水性。

（4）测量钻孔的水温变化及其位置；辅助分析含水层中水温、水化学成分变化规律。

（5）观测和记录钻孔的涌水、涌砂、涌气现象及其起止深度和数量，观测和记录钻进速度、孔底压力及钻具突然下落（掉钻）、孔壁坍塌、缩径等现象和其深度；为最终确定水井的成井结构提供所需的地质依据。

1）按钻孔设计书的要求及时采集水、气、岩、土样品。

2）在钻进工作结束后，按要求进行综合性的水文地质物探测井工作。

水文地质钻探成果如下。

钻探与抽水试验结束后，均应提交单孔竣工报告，并附以下水文地质成果：①钻孔设计书；②钻孔成果综合图表；③岩心检验记录表；④止水检查记录表；⑤测斜记录表；⑥校正孔深记录；⑦洗孔记录表；⑧钻孔平面位置图；⑨抽水试验成果表；⑩抽水试验记录表；静止水位测定记录；恢复水位记录；Q t及st关系曲线；Q=f（s）；q=f（s）关系曲线；水质分析报告表、岩土测试分析成果表；生活、工业、农业用水水质评价表；水文物探测井解释图表及测井曲线图；水、岩、土样取样记录表。