野外水文地质勘察工作方法.ppt
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1、1水文地质勘查水文地质勘查野外主要工作方法野外主要工作方法 2绪绪 言言l水文地质、工程地质及环境地质勘查是我站地质环境工作的重要基础水文地质、工程地质及环境地质勘查是我站地质环境工作的重要基础工作,其目的是为地下水工作,其目的是为地下水主要是矿泉水、天然饮用、重大地下水主要是矿泉水、天然饮用、重大地下水源地保护(监测),矿山地质环境保护、治理、恢复,地质遗迹保护、源地保护(监测),矿山地质环境保护、治理、恢复,地质遗迹保护、开发,地质灾害防护及治理规划及设计提供基础依据。具体该做什么开发,地质灾害防护及治理规划及设计提供基础依据。具体该做什么?怎麽做?为何这样做?其实各相关规范对基本准则、技
2、术要求和一?怎麽做?为何这样做?其实各相关规范对基本准则、技术要求和一般工作方法,均有明确规定。般工作方法,均有明确规定。l目前我站涉及的水、工、环相关规范,主要有三个方面:目前我站涉及的水、工、环相关规范,主要有三个方面:l国土系统的各类环境地质(含水文地质、工程地质、地质灾害、矿国土系统的各类环境地质(含水文地质、工程地质、地质灾害、矿山地质环境、地质遗迹保护)规范山地质环境、地质遗迹保护)规范15种。种。l环保系统地下水导则一种环保系统地下水导则一种l其他十余种。其他十余种。l本次交流侧重本次交流侧重野外实际操作野外实际操作,讲解题目是:水文地质、工程地质及环,讲解题目是:水文地质、工程
3、地质及环境地质勘查野外主要工作方法。境地质勘查野外主要工作方法。3绪绪 言言l从五个方面讲解:从五个方面讲解:l一、水、工、环测绘一、水、工、环测绘l二、勘查工程水文地质、工程地质工作二、勘查工程水文地质、工程地质工作l三、水文地质钻孔设计、施工及抽、注水试验三、水文地质钻孔设计、施工及抽、注水试验l四、野外原始资料整理四、野外原始资料整理l五、工作展望五、工作展望4一一、水、工、环测绘、水、工、环测绘l1、水文地质测绘水文地质测绘l区域水文地质测绘:区域水文地质测绘:应以查明每一个应以查明每一个完整完整的水文地质的水文地质单元为基础,以查明区域地下水的补给、径流、排泄单元为基础,以查明区域地
4、下水的补给、径流、排泄条件为重点,多收集收集前人资料。条件为重点,多收集收集前人资料。l专门水文地质测绘:可根据任务要求,以专门水文地质测绘:可根据任务要求,以查明工作对查明工作对象从水文地质角度分析的地下水可能影响的范围及补象从水文地质角度分析的地下水可能影响的范围及补给边界,以查明地下水可能影响和被影响因素及工作给边界,以查明地下水可能影响和被影响因素及工作对象区水文地质边界为重点。工作部署应注意点、线、对象区水文地质边界为重点。工作部署应注意点、线、面布局。面布局。5地表水观测:溪流、河流地表水观测:溪流、河流 l点位选择:溪流沟口附近,河流矿区上、下点位选择:溪流沟口附近,河流矿区上、
5、下游(桥位最佳);游(桥位最佳);水位测定;水位测定;流量测定流量测定(流速观测、断面测量素描图);(流速观测、断面测量素描图);样品采集;样品采集;文字描述;文字描述;填图、定位、做标记。填图、定位、做标记。l流速观测:流速观测:a.流速仪流速仪b.浮标法。浮标法。Q=V。l断面测量:断面测量:6地下水出露点观测:泉、井地下水出露点观测:泉、井l泉观测;泉观测;民井或机井观测;民井或机井观测;样品采集;样品采集;文字、素描图描述;文字、素描图描述;测量、填图、定位、测量、填图、定位、做标记。做标记。l流量观测:流量观测:a.容量法;容量法;b.三角堰板测法。三角堰板测法。l地下水出露点类型:
6、下降泉,上升泉;潜水,地下水出露点类型:下降泉,上升泉;潜水,承压水。承压水。l出露地质条件出露地质条件:地层,岩性,构造(性质,地层,岩性,构造(性质,产状)含水特征等。产状)含水特征等。7注意:注意:l水文地质点的选择要点:水文地质点的选择要点:l1、首先确定勘查对象;(勘探类型、矿种以、首先确定勘查对象;(勘探类型、矿种以及其他特殊地质条件)及其他特殊地质条件)l2、控制区域地下水的补给、径流、排泄条件、控制区域地下水的补给、径流、排泄条件为重点;为重点;l3、确定地下水可能影响和被影响因素及工作、确定地下水可能影响和被影响因素及工作对象区水文地质边界为重点。对象区水文地质边界为重点。8
7、勘探类型勘探类型l充水含水层:孔隙、裂隙、岩溶(溶蚀裂隙、充水含水层:孔隙、裂隙、岩溶(溶蚀裂隙、溶洞、暗河)溶洞、暗河)l矿体与充水含水层关系:直接、间接矿体与充水含水层关系:直接、间接l勘查复杂程度:矿体与当地侵蚀基准面、地下勘查复杂程度:矿体与当地侵蚀基准面、地下水补给条件、地表水与主要充水含水层的水力水补给条件、地表水与主要充水含水层的水力联系、富水性导水性、第四系覆盖情况、水文联系、富水性导水性、第四系覆盖情况、水文地质边界等(简单、中等、复杂)地质边界等(简单、中等、复杂)9第四纪地质、地貌测绘第四纪地质、地貌测绘 l成因;成因;类型;类型;规模;规模;控制程度;控制程度;文文字描
8、述、素描图;字描述、素描图;测量、填图、定位标记。测量、填图、定位标记。lQ1、Q2、Q3、Q4lQ4al、Q4dl、Q4pl、Q4eol l河床、阶地(类型和级数)(河床、阶地(类型和级数)(Qal)l坡积层坡积层(Qdl)l冲积扇(冲积扇(Qal)l洪积扇洪积扇(Qpl)102、工程地质测绘、工程地质测绘l划分工程地质岩组划分工程地质岩组:详细调查软弱岩组的性质、分布及详细调查软弱岩组的性质、分布及其工程地质特征。其工程地质特征。l软弱夹层及各类结构面调查软弱夹层及各类结构面调查:分布、物质组成、胶结程分布、物质组成、胶结程度、结构面的特征及组合关系,进行分级。节理裂隙统计,度、结构面的特
9、征及组合关系,进行分级。节理裂隙统计,编制玫瑰花图或极射赤平投影图,确定优势节理裂隙发育编制玫瑰花图或极射赤平投影图,确定优势节理裂隙发育方向,划分岩体结构类型。方向,划分岩体结构类型。l主要围岩风化特征主要围岩风化特征:划分岩体的强弱风化带。划分岩体的强弱风化带。l自然斜坡和人工边坡测定自然斜坡和人工边坡测定:坡高、坡面形态与岩体结构坡高、坡面形态与岩体结构的关系;调查各种物理地质现象。的关系;调查各种物理地质现象。l生产矿井及相邻矿山的工程地质问题调查;生产矿井及相邻矿山的工程地质问题调查;11围岩风化特征围岩风化特征l在深部工程中确定;在深部工程中确定;l强风化带:锤击浊音易碎,岩石全部
10、退色,多强风化带:锤击浊音易碎,岩石全部退色,多数矿物粘土化,裂隙面明显,岩石块度数矿物粘土化,裂隙面明显,岩石块度5-15mm,多碎块状、片状,为团块,多碎块状、片状,为团块-碎裂结构。碎裂结构。123 3、环境地质调查、环境地质调查 l区域稳定性调查:收集勘查区附近历史地震资料,勘查区区域稳定性调查:收集勘查区附近历史地震资料,勘查区所属地震带及烈度,调查地质构造和新构造活动情况,分析所属地震带及烈度,调查地质构造和新构造活动情况,分析是否有活动性断裂的存在。是否有活动性断裂的存在。l调查勘查区所处社会环境、生态环境和自然地理环境。调查勘查区所处社会环境、生态环境和自然地理环境。l调查、收
11、集地表水、地下水的环境背景值(污染起始值)调查、收集地表水、地下水的环境背景值(污染起始值)或对照值。或对照值。l对开发影响范围的滑坡、崩塌、山洪泥石流等物理地质现对开发影响范围的滑坡、崩塌、山洪泥石流等物理地质现象及地面建筑、土地资源污染现状进行野外调查。象及地面建筑、土地资源污染现状进行野外调查。l调查地质体中可能成为污染源的物质的赋存状态、含量、调查地质体中可能成为污染源的物质的赋存状态、含量、分布规律及影响。分布规律及影响。l污染元素对影响安全生产和环境污染作出评价。污染元素对影响安全生产和环境污染作出评价。134 4、水、工、环测绘实际材料图、水、工、环测绘实际材料图l基本内容:基本
12、内容:l勘查线路;勘查线路;l第四纪地质、地貌控制点编号第四纪地质、地貌控制点编号l水文观测站、点编号及成果水文观测站、点编号及成果l泉、井点编号及成果泉、井点编号及成果l典型剖面线编号及成果典型剖面线编号及成果l工程地质测绘点工程地质测绘点l环境地质测绘点环境地质测绘点14二、勘查工程水文地质、工程地质工作二、勘查工程水文地质、工程地质工作l1 1、钻孔简易水文地质观测、水文物探工作、钻孔简易水文地质观测、水文物探工作l 钻孔简易水文地质观测原始资料整理钻孔简易水文地质观测原始资料整理l关键是监理到位,严格把关。否则,资料难用。关键是监理到位,严格把关。否则,资料难用。l 水文物探工作水文物
13、探工作l 水文测井工作:注意井液盐化均匀性,测线时间水文测井工作:注意井液盐化均匀性,测线时间间隔合理,测线数量满足含水层划分要求。详见间隔合理,测线数量满足含水层划分要求。详见水文测井规范(水文测井规范(DZ/T-0181DZ/T-0181)。)。152 2、钻孔岩矿芯水文地质、工程地质编录、钻孔岩矿芯水文地质、工程地质编录l方法选择:方法选择:la.a.自然堆放法自然堆放法l此法是将每个回次岩性段自上此法是将每个回次岩性段自上而下划分按顺序放置,无岩芯而下划分按顺序放置,无岩芯段空缺放置最下部。该方法较段空缺放置最下部。该方法较简便,现场易于操作。简便,现场易于操作。lb.b.比例分配法比
14、例分配法l此法是根据岩心回次采取率,此法是根据岩心回次采取率,不同岩性段进行比例分配确定不同岩性段进行比例分配确定位置。位置。16岩矿芯水文地质编录岩矿芯水文地质编录 l注重点是:注重点是:l岩石退色现象描述,例如,灰白色,浅灰色等。岩石退色现象描述,例如,灰白色,浅灰色等。l标型氧化矿物描述,例如,褐铁矿化及其发育程度,形标型氧化矿物描述,例如,褐铁矿化及其发育程度,形态特征。高岭土化等。态特征。高岭土化等。l标型原生矿物描述,例如,黄铁矿化蚀变,硅化,原生标型原生矿物描述,例如,黄铁矿化蚀变,硅化,原生色等。色等。l孔隙及充填物类型特征及疏松程度描述。孔隙及充填物类型特征及疏松程度描述。l
15、裂隙水含水带,注重开启裂隙及破碎带发育程度的描述。裂隙水含水带,注重开启裂隙及破碎带发育程度的描述。17 岩石含(透)水性和隔水性判据岩石含(透)水性和隔水性判据 lA.A.岩石含水、富水性判据:岩石含水、富水性判据:la.a.孔隙水含水层:粒径,胶结类型,充填物性质,地下水孔隙水含水层:粒径,胶结类型,充填物性质,地下水作用痕迹及其它资料,如简易观测资料。例如:砾岩,中、作用痕迹及其它资料,如简易观测资料。例如:砾岩,中、粗粒砂岩,细砂岩等;富,中等,弱,微弱含水。粗粒砂岩,细砂岩等;富,中等,弱,微弱含水。lb.b.裂隙水含水带裂隙水含水带:不同级别的断裂构造破碎带,上下盘破不同级别的断裂
16、构造破碎带,上下盘破碎程度及结构面透水性,裂隙开启程度,地下水作用痕迹。碎程度及结构面透水性,裂隙开启程度,地下水作用痕迹。l参考简易观测及水文测井资料,综合分析判断。参考简易观测及水文测井资料,综合分析判断。lB.B.隔水层判据:隔水层判据:l致密,基底式胶结;如泥岩;或基岩致密,块状。致密,基底式胶结;如泥岩;或基岩致密,块状。18富水性富水性l含水层含水层:(以口径:(以口径91mm、抽水水位降深、抽水水位降深10m为准,否则需要换算)为准,否则需要换算)l钻孔单位涌水量:四级,钻孔单位涌水量:四级,-0.1-1.0-5.0-l/s.ml天然泉水流量:四级,天然泉水流量:四级,-1.0-
17、10.0-50.0-l/sl隔水层:钻孔单位涌水量小于隔水层:钻孔单位涌水量小于0.001l/s.m193 3、工程地质编录、工程地质编录l测定岩、矿石物理力学参数和硬度、湿度、块测定岩、矿石物理力学参数和硬度、湿度、块度、节理、密度、度、节理、密度、RQD值等,研究评价矿床值等,研究评价矿床开采时的稳定性;开采时的稳定性;l查明矿体内断裂、裂隙、软弱夹层的分布查明矿体内断裂、裂隙、软弱夹层的分布,风风化带与风化夹层发育情况、位置和深度,确定化带与风化夹层发育情况、位置和深度,确定岩层的软弱及破碎程度。岩层的软弱及破碎程度。l进行进行RQD值的统计,按回次记录值的统计,按回次记录10cm长的长
18、的岩心长度,按地质分层计算岩心长度,按地质分层计算RQD值(值(%),一),一并写入记录表格中。并写入记录表格中。20RQD值值l岩石质量等级:五级,岩石质量等级:五级,-90-75-50-25-%l属于钻进过程中机械破碎,应上下对接,大于属于钻进过程中机械破碎,应上下对接,大于10cm也参与计算;也参与计算;l钻头内径小于钻头内径小于54mm时,其值适当降低时,其值适当降低20-50%,一般考虑岩石硬度。,一般考虑岩石硬度。21岩心破碎程度分级标准岩心破碎程度分级标准 l岩心柱长度:岩心柱长度:l 20cm 20cm为长柱状;为长柱状;l 10 1020 cm20 cm为短柱状;为短柱状;l
19、 10cm 5cm 5cm为块状;为块状;l 2 25cm5cm为碎块状;为碎块状;l 2cm 2cm为碎屑状及粉沫状。为碎屑状及粉沫状。224 4、坑道水文地质、工程地质编录、坑道水文地质、工程地质编录l坑道水文地质编录坑道水文地质编录l出露水点:观测、描述(出露地质条件,如断裂及出露水点:观测、描述(出露地质条件,如断裂及裂隙性质、产状,发育程度等),采取水样。裂隙性质、产状,发育程度等),采取水样。l滴水区:分布范围;滴水区:分布范围;l潮湿区:分布范围潮湿区:分布范围;l代表性水点动态观测。代表性水点动态观测。四四一区一区KD-45123坑道工程地质编录坑道工程地质编录l坑内支护情况:
20、描述(岩性、构造发育特征、坑内支护情况:描述(岩性、构造发育特征、坍塌、冒顶程度),支护方法及分布范围;坍塌、冒顶程度),支护方法及分布范围;l选择据代表性地段进行裂隙率统计;选择据代表性地段进行裂隙率统计;l岩石工程力学采样;岩石工程力学采样;l工程地质岩组划分及特征描述工程地质岩组划分及特征描述l坑内其它变形现象。坑内其它变形现象。24三、水文地质钻孔设计、施工及抽、注水试验三、水文地质钻孔设计、施工及抽、注水试验l1、设计原则、代表性、设计原则、代表性l水文地质条件:水文地质条件:l主要的或有潜在威胁的充水边界附近,揭露矿主要的或有潜在威胁的充水边界附近,揭露矿床主要的充水含水层。床主要
21、的充水含水层。l矿体特征:主矿体矿体特征:主矿体l预设开采方案:矿山首采地段预设开采方案:矿山首采地段252 2、水文地质钻孔类别、数量、水文地质钻孔类别、数量l地质水文钻孔(特殊情况下采用地质水文钻孔(特殊情况下采用)l专门水文地质钻孔专门水文地质钻孔(普遍采用普遍采用)l单孔(很少采用)单孔(很少采用)l多孔(较普遍)多孔(较普遍)lA.A.一个主孔,一个水位观测孔;一个主孔,一个水位观测孔;lB.B.一个主孔,两个(或两个以上)水位观测一个主孔,两个(或两个以上)水位观测孔。孔。263 3、水文地质孔试验段、结构设计、水文地质孔试验段、结构设计l单一试段:施工难易程度,较简单。单一试段:
22、施工难易程度,较简单。l获取单一含水层水文地质参数。获取单一含水层水文地质参数。l多试段:施工难易程度,较复杂。多试段:施工难易程度,较复杂。l两个(或两个以上)试段:获取多个含水层水两个(或两个以上)试段:获取多个含水层水文地质参数,并查明其水力联系。文地质参数,并查明其水力联系。l完整井:简单,取决于勘查区水文地质条件。完整井:简单,取决于勘查区水文地质条件。l不完整井:复杂,水文地质参数计算较繁琐。不完整井:复杂,水文地质参数计算较繁琐。274 4、水文地质钻孔施工监理、水文地质钻孔施工监理l小口径探孔小口径探孔l岩矿芯采取率重点把关岩矿芯采取率重点把关l小口径探孔钻进揭露含矿含水层,必
23、须控制回次进尺和岩小口径探孔钻进揭露含矿含水层,必须控制回次进尺和岩矿芯采取率满足技术要求。否则,应及时改进取芯措施。矿芯采取率满足技术要求。否则,应及时改进取芯措施。l岩矿芯管理岩矿芯管理l每个回次岩矿芯在岩芯箱摆放前后,必须及时用水清洗掉每个回次岩矿芯在岩芯箱摆放前后,必须及时用水清洗掉泥皮。填写岩芯卡要准确无误,若发现错误及时更正。泥皮。填写岩芯卡要准确无误,若发现错误及时更正。l小口径探孔施工及成果总结说明书小口径探孔施工及成果总结说明书l对原始资料初步综合整理,并为下步扩孔、成建井设计方对原始资料初步综合整理,并为下步扩孔、成建井设计方案提供依据,它等同于钻孔质量验收书。案提供依据,
24、它等同于钻孔质量验收书。28扩孔扩孔l小口径探孔结束后,应及时进行扩孔。最终孔小口径探孔结束后,应及时进行扩孔。最终孔径应满足设计要求。径应满足设计要求。l小口径探孔及扩孔深度若超越含矿含(透)水小口径探孔及扩孔深度若超越含矿含(透)水层时,下井管前必须使用水泥或粘土球封闭。层时,下井管前必须使用水泥或粘土球封闭。l封闭位置:自孔底至含矿含水层隔水底板内的封闭位置:自孔底至含矿含水层隔水底板内的上部为宜。上部为宜。29建井建井l建井设计通知书建井设计通知书l按总体设计要求结按总体设计要求结合探孔成果,向施合探孔成果,向施工单位下达钻孔工单位下达钻孔建井设计通知书。建井设计通知书。30材料准备工
25、作(砂岩铀矿床为例)材料准备工作(砂岩铀矿床为例)lA.A.采购采购PVCPVC管材:管材:l按设计要求,在市场上咨询应对缝隙式滤管加工配按设计要求,在市场上咨询应对缝隙式滤管加工配套材料(缝隙式套盘)一并考虑。套材料(缝隙式套盘)一并考虑。lB.PVCB.PVC管材防风吹暴晒:管材防风吹暴晒:l如果露天风吹暴晒时间较长则管材易发生变形弯曲如果露天风吹暴晒时间较长则管材易发生变形弯曲影响建井质量。必须加以防范措施。影响建井质量。必须加以防范措施。31材料准备工作(石灰岩地区钻孔为材料准备工作(石灰岩地区钻孔为例)例)lC.滤水管、扶正器加工程序:滤水管、扶正器加工程序:l应结合钻孔深度、管材承
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