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水文地质及工程地质编录

2019-08-25  潇湘水云...

一、一般方法及要求

钻孔水文地质、工程地质编录内容一般包括:除描述岩心岩性的结构构造外,应重点描述岩心的块度、坚硬程度、风化程度、裂隙发育程度、岩石的风化程度和裂隙发育的密度、裂隙面的宽度等,对岩心的完整性要统计RQD。

1、岩心块度的划分:大于20cm的为长柱状,10-20cm的为短柱状,小于10cm的为扁柱状,大于5cm的为块状,2-5cm的为碎块状,小于2cm的为碎屑状、粉末状。若为块状,需对块体形态做大致描述,如木契块状、棱块状、团块状等。

2、岩心坚硬程度的描述:对软岩和极软岩,应注意是否具有可软化性、膨胀性、崩溃性等特殊性质的描述。

  根据RQD值划分岩石质量

等级

RQD(%)

岩石质量描述

岩体完整性描述

90—100

极好(优)

完整

75—90

好(良)

较完整

50—75

一般(中等)

中等完整

25—50

劣的(差)

完整性差

< 25

极劣(极差)

岩体破碎

RQD(%)=Lp/Lt×100

式中:Lp—某岩组大于10cm完整岩心长度之和,单位m;

Lt—某岩组钻探总进尺,单位m;

注:小于10cm岩心为钻进过程中机械破碎,则上、下对接,其长度大于10cm时应参与计算;当钻头内径小于54.1mm时,RQD值作适当降低,根据经验降20~50%。

工程地质应着重对破碎带、裂隙密集带、风化带、轻弱夹层、岩溶发育带、蚀变带的发育特征,矿层顶、底板岩层的稳固性等进行描述。

岩石刀刻硬度的鉴定:

很软级:刀可划入深度大于1mm至能用刀尖插入,用手指可弄碎,属软弱层。

软级:刀可划入深度大于0.2-0.5mm。用手指较费力才可弄碎,或仅能掰成小块;

硬级:用刀在岩石边缘可切成小片;

很硬级:刀可划出条痕,敲击时有清脆的声音。

岩石坚硬程度的确定见下表:

岩石坚硬程度的定性划分

名  称

定性鉴定

代表性岩石

硬质岩

坚硬岩

击声清脆,有回弹,稍震手,较难击碎;浸水后,大多无吸水反应。

未风化微风化的,花岗岩、正长岩、闪长岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英片岩、硅质板岩、硅质胶结的砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等

较坚硬岩

击声较清脆,有轻微回弹,震手,难击碎;浸水后,有轻微吸水反应。

1、弱风化的坚硬岩;

2、未风化至微风化;熔接凝灰岩,大理岩,板岩,白云岩、石灰岩,钙质胶结的砂岩等。,

软质岩

较软岩

锤击声不清脆,无回弹,震手,较易难击碎;浸水后,指甲可刻出印痕。

1、强风化的坚硬岩;

2、弱风化的坚硬岩;

3、未风化至微风化的凝灰岩,千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩、泥质砂岩、粉砂岩、页岩。

软岩

锤击声哑,有凹痕,无回弹,易击碎;浸水后,用手可掰开。

1、强风化的坚硬岩;

2、 弱风化至强风化的较坚硬岩

3、 强风化的较软岩;

4、 未风化的泥岩。

极软岩

锤击声哑,有较深凹痕,无回弹,手可捏碎;浸水后,手可捏成团。

1、全风化的各种岩石;

2、 各种半成岩

对半成岩可不做风化程度的划分。

按节理裂隙间距发育程度分级

分级

间距

>2m

2-0.5m

0.5-0.1m

<0.1m

描述

不发育

较发育

发育

极发育

完整性

完整

块状

破裂

破碎

按节理裂隙的裂隙率的发育程度分级

分级

裂隙率(%)

<2

2-5

5-10

>10

描述

弱裂隙性

中等裂隙性

强裂隙性

极强裂隙性

按节理裂隙的开口宽度的发育程度分级

分级

裂隙宽度(mm)

<0.2

0.2-1

1.5

>5

描述

闭合

微张

张开

宽张

含水岩组:是指含水特征相同或相近的岩层,归为同一含水岩组,多属于含水岩层的集合体,反映了地下水赋存的空间条件。

富水性:是指含水层的出水能力,一般以规定统一口径井孔的最大涌水量表示,它是衡量地下水开采时,含水层出水量的标志。

富水性的圈定:根据构造、岩性、地貌等主要因素来圈定。

富水性的等级划分:

松散岩类孔隙水富水性等级划分,要根据各含水岩组的结构、埋藏条件与补给来源等综合因素,结合勘探孔或生产井资料划分。

松散岩类孔隙水富水性等级划分表

地区

富水性等级

单井涌水量

/m3d-1

单位用水量

/L.S-1m-1

地下水补给模数

/L.S-1  km2

山前地区

极丰富

>5000

>5

>20

丰富

1000-5000

1-5

7-20

中等

100-1000

0.5-1

3-7

微弱

<100

<0.5

<3

平原地区

丰富

>3000

>3

>15

中等

1000-3000

1-3

10-15

微弱

100-1000

0.5-1

5-10

<100

<0.5

<5

滨海地区

丰富

>500

>2

>10

中等

200-500

1-2

5-10

微弱

100-200

0.5-1

3-5

<100

<0.5

<3

基岩裂隙水富水性等级划分

地   区

富水性等级

单井涌水量

(/m3d-1

泉水流量

(/L.S-1

地下水补给模数

(/L.S-1  km2

碎屑岩

裂隙

孔隙水

丰富

>500

>50

>5

中等

300-500

10-50

3-5

微弱

100-300

5-10

1-3

<100

<5

<1

碳酸盐类

裂隙

溶洞水

丰富

>3000

>1000

>15

中等

1000-3000

500-1000

7-15

微弱

100-1000

100-500

1-7

<100

<100

<1

基岩

裂隙水

丰富

>700

>100

>7

中等

300-700

50-100

3-7

微弱

100-300

10-50

1-3

<100

<10

<1

二、某些具体方法及操作要求

(一)岩心编录 

1、抄录班报表的回次进尺、施工方法(钻探方法、扩孔孔径、变径及其深度)有关的水文地质现象记载。

2、校正回次位置及填写岩心标签。 

3、整理岩心,检查上下顺序,校正岩心长度。 

4、鉴定岩性,确定分层位置,填写分层标签,并分层取代表性鉴样及分析样品(注明取样深度)。 

5、 终孔后,在完成上述工作的基础上,将岩心按顺序装箱保存。 

(二)岩心描述的顺序及内容

1. 基岩的描述内容大致为:定名、颜色、结构、矿物成分、岩心破碎情况(岩心形状)、岩心采取率、节理、裂隙和岩溶的发育程度、充填情况及充填物、断层擦痕、断层泥及其充填物、风化程度、化石、层与层的相互关系及层理性质、矿化特征、蚀变现象、构造破碎情况及次生变化等。 

2.测量岩心标志面(层面、片理面、断裂面、接触界线等)与岩心轴夹角。

3.岩层、矿化、蚀变在小范围内有所变化时应丈量出具体深度并注明。

4.选择有地质意义且具有代表性的岩(矿)心,作大比例尺素描图并进行照象,以增强文字的说服力。 

5.钻孔内岩性分层时应注明上下两层岩石的接触关系。如渐变关系、侵入关系等。 

6.记录内容要求繁简适度,重点突出,针对性强。对矿心及顶底板,矿化蚀变带和构造部位等应详细描述。 

 7.岩心块度的划分: 大于20厘米为长柱状; 10-20厘米为短柱状; 小于10厘米为扁柱状; 大于5厘米为块状; 2-5厘米为碎块状; 小于2厘米为碎屑状、粉末状。 若为块状,需对块体形态做大致描述,如楔块状、菱块状、团块状等。

 8.松散岩层的描述内容大致为:定名、颜色、湿度、成分(粒度成分及百分含量)、磨圆度、分选性、结核、包裹体、结构层的相互关系及层理特征、胶结程度及胶结类型、化石等。

9.松散岩层的描述内容大致为:定名、颜色、湿度、成分(粒度成分及百分含量)、磨圆度、分选性、结核、包裹体、结构层的相互关系及层理特征、胶结程度及胶结类型、化石等。

(三)岩(矿)心采取率的计算

1、回次岩(矿)心采取率的计算 

回次岩(矿)心采取率=本回次提取的岩心总长/本回次进尺数×100%,若回次岩心采取率超过100%,即岩心总长大于回次进尺时,一般皆为残留岩心所引起。其处理方法是:进尺数不变,修改岩心实长数字,将回次岩心采取率超过100%的部分(即岩心实长比回次进尺多出的部分),依次往上一回次推。若上一回次的岩心实长由于加上推上来的岩心长比进尺数大,回次岩心采取率又超过100%时,继续往上推,一般只能往上推三个回次,如果回次岩心采取率仍大于100%时,则通知机长或当班班长查明原因(砂状、粉状及不同岩性的反循环岩石不能上推)。

2、分层岩(矿)心采取率的计算 

分层岩(矿)心采取率=分层各回次取出的岩心总长/(分层下界孔深-分层上界孔深)×100%。岩心采取率全孔大于70%,矿层及顶底板围岩5米。

(四)换层孔深计算方法

一个回次内换层有下列两种情况:

1、本回次换层位置小于岩心长度的50%时:a 无残留岩心时:换层孔深=上回次终止孔深+本回次上层岩心长/本回次采取率;b有残留岩心时:换层孔深=上回次孔深-上回次残留岩心长+本回次上层岩心长/本回次岩心采取率; 

2、本回次换层位置大于岩心长度的50%时:a 无残留岩心时:换层孔深=本回次终止孔深-本回次下层岩心长/本回次采取率;b有残留岩心时:换层孔深=本回次孔深-本回次残留岩心长-本回次下层岩心长/本回次岩心采取率。 

两个回次间换层:换层孔深=上回次终止孔深-上回次残留岩心长/上回次岩心采取率。 

空回次内换层:换层孔深=上回次终止孔深+空回次进尺的二分之一(是否二分之一,可根据具体情况而定)。 

(五)钻孔天顶角、方位角测量及要求

钻孔天顶角、方位角一般要求斜孔每钻进50米,直孔每钻进100米测量一次钻孔天顶角和方位角(当天顶角弯曲超过5度时,测斜间距应按斜孔对待)。钻孔换径或见主矿体时,均应加测天顶角和方位角。天顶角弯曲每百米要求:直孔不超过2度,斜孔不超过3度。 

(六)钻孔孔深测量及要求

孔深验证每钻进100米或见主矿层、重要标志层、下套管前和终孔后均需用钢卷尺丈量钻具,验证孔深。孔深校正最大允许误差为千分之一,超出允许误差时,查找原因并及时清除。 

(七)简易水文地质观测项目及要求

钻孔简易水文地质观测是在钻进过程中及时发现含水层,初步确定含水层的富水性及岩溶在不同垂向深度的发育程度和发育规律等水文地质问题的重要手段。观测项目一般包括:地下水初见水位、稳定水位、水温、冲洗液消耗量及粘度、涌水位置、涌水量及水头高度、漏失位置和漏失量等。视具体情况(涌水、漏水、坍塌、缩径、溶洞等)与分队技术负责协商向机台提出简易水文观测的具体内容。

对岩心采取率、钻进速度和钻进情况(如掉钻、卡钻、埋钻、孔壁坍塌、涌砂、气体逸出等)及变层、换径的位置也要做详细的观测和记录。并制定相应的曲线图标。 

对钻进过程中掉钻、卡钻、埋钻、坍塌掉块、换径变层、返水颜色的突变及涌沙、气体逸出等现象,均应记录其起止深度。钻进过程中及时进行孔深和孔斜的校正,发现问题及时修正。

(八)含水层的判断

钻进中一般依据以下几点判断含水层岩性: 岩心破碎,裂隙发育,岩石矿物颗粒或裂隙有水蚀、氧化锈斑,溶蚀孔洞及次生矿物的吸附和沉淀现象的孔段; 钻进过程中涌水或严重漏水及水位突然上升的孔段; 钻进中坍孔、掉块现象严重或钻具突然陷落、冲洗液大量漏失的孔段;岩心采取率低、进尺相对加快的孔段 。

来源:贵州地调

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