钻探技术在水文地质勘察工程中的应用

摘 要：在水文地質勘察工程中钻探是一种十分重要的技术，它是勘测资料准确度的基本保障。一旦钻探技术不达标将直接影响到水文条件的分析结果，也无法取得准确的信息数据，甚至水文地质勘测报告上出现虚假信息，最终导致在应用该技术的工作中存在着安全隐患。本文主要通过钻探过程中的一些具体环节，来展开讨论。

关键词：钻探技术 水文地质勘察 应用

对水文地质进行勘察一般是指通过勘探调查、测绘并进行试验等手段，来取得各种需要的水文地质数据，包括其在空间上的分布、变化规律及环境条件等重要信息。在分析数据的基础上，讨论、证明、检验并评价工程的稳定性、场地的适宜性与场地周边环境的演变，然后拟定施工计划制定一些相关原则与规定，整理资料并提出一些施工建议。

1.水文地质勘擦工程

1.1水文地质勘查中钻探的重要意义

通过水文地质钻探可以很直观、全面地判断出，矿区周围是否存在含水岩层，它所处的位置是深是浅、岩层属性、空间分布、合理与否、流量多少等情况。同时，也可以通过水文地质钻探弄清楚各含水岩层之间存在的联系，以及地表与含水岩层之间的联系。在水文地质钻探过程中，可以通过对矿区的地下水进行抽样检测，来判断出各个含水岩层的具体水文资料信息；同时也可以实现对矿区周围的地下水位进行实时检测。

1.2钻探技术存在的问题

在地质调查以及资源勘察工程建设过程中，钻探技术是不能缺失的一种重要的技术手段，同时它也是将地下水的实际样品从地下取到地上的重要途径。在钻探项目中进行钻孔，是为了获得更多的地下水信息，然而在钻探过程中钻孔技术将面临很多的问题和挑战。例如，在对深度超过1万米及以上的海洋进行钻探时，钻孔技术需要进一步加强，而且要根据实际情况，加强钻孔技术自动化、智能化以及实用性。

2.钻探技术

2.1地下钻技术

当岩心钻在水平坑道中进行操作时，我们称之为地下钻。这种钻孔技术相对较为复杂，而且花费的成本也比较高，适用范围非常小。但是，在对矿井地质多变或者是矿体较为复杂的情况进行勘测时，地下钻所获得的资料和数据与前两种方式相比较，其精度更加准确，在效率方面比前两种方法更为高效。

2.2岩心钻技术

在对矿床进行勘探时，为了对深部水文的情况以及地质的情况进行全面了解，通常采取的一种重要的技术就是岩心钻。在使用岩心钻进行勘测时，不会受到相关条件的制约，在平地以及山区都可以使用。通常情况下，对矿体延伸的情况以及矿体的规模进行大致的了解时，可以采用岩心钻技术。通过岩心钻技术获得的岩粉以及岩心，能够对地质的条件进行详细充分的研究。在实际的操作过程中，岩心的采取率要高于70%，如果进行勘探的矿体存在倾角，在进行钻孔时要使用倾斜的钻孔；如果进行勘探的矿体不存在倾角，在进行钻孔时则通常使用垂直钻孔。

2.3浅钻技术

在实际施工操作过程中，浅钻与浅井具备相似的功用，但是在涌水量较大时，浅井就会被浅钻所取代。因此，在埋藏较浅的矿床勘探过程中会使用浅钻的技术；同时，若矿井没有必要进行深钻，也会使用浅钻的技术。其技术操作方便，而且成本相对较低，在设备移动方面也比较容易些，能够快速获取各类数据信息。浅钻技术拥有很多的种类，通常情况下都是自行将设备安装在汽车上，需要注意的是，在进行浅钻时岩石的厚度不能过大。

3.水文地质勘察中钻探技术钻孔分类

3.1勘探钻孔

勘察钻孔一般都是在范围比较小的水文地质勘探中使用。在使用过程中，大都是用钻头钻取一部分岩矿心，并根据钻取上来的这些岩矿心，对地下的岩层以及地质结构进行一个简单的观测记录。但在这个过程当中并不会进行取水检验，其主要是因为在此环节当中，重点需要了解矿区周围的土壤地质结构以及地下水的情况。

3.2观测钻孔与试验钻孔

观测孔一般可分为取水检验观测孔和长期观测孔。这种钻孔一般都会在勘测范围比较大的情况下使用，而且这两种钻孔所要承担的任务也是不同。取水检验孔主要是用在特定岩层上，借以测量该区域地下水状况；而长期观测孔，则是对该区域的地下水进行一个长久有效的观察。此外，要了解当地地下水的各种变化和运动的规律，同时还要做好取水检验工作。对于试验钻孔来说，尤其在矿区周围的水文地质勘探过程中，常用的就是单孔定流取水检测，有的情况下也会进行多孔非定流取水检测。在勘探过程中根据不同的要求，通过使用不同钻孔，来获取不同的信息资料。试验孔一般应用于取水检验中，有时也会用来检测地下水的各种变化和运动规律。为达到特殊目的而选择使用水文地质试验孔时，一般要进行多层次检测、多层次取水或多孔取水检验；在钻孔大小的选择上，一般选择较大的钻孔。

3.3矿区探放水钻孔与开采钻孔

探放水孔在矿区周围的地质勘探过程中，一般都用于疏散和降低矿区地下水位，以及在矿井下进行水文地质检验等。探放水孔的施工有时会在地下完成，有时则会在地面进行。通过使用地下钻探进行地质勘探，不仅具有很强的针对性、而且大大缩短了钻井长度，进一步增大了勘测区域，提高了勘测效果。疏通和降低地下水位、开采地下水时，都会用到开采孔。开采孔的内部结构应该符合当地的地下水质和水量的要求。在对开采孔进行施工时，应该在满足取水实验和了解矿区水文地质的情况下，使用较小口径钻头钻孔，然后再将钻孔口径扩大成井的施工方法。

4.勘探过程中钻孔的结构

4.1钻孔的深度

在水文地质钻探过程中，钻孔的深浅都是由当地的地质状况、施工要求、钻探的目的以及钻探技术的好坏来决定。也就是说，钻孔的深度很大一部分都是由含水层的深度决定。在含水岩层厚度过大时，钻孔过程中很难穿透整个含水岩层。钻探过程中，碰到基岩含水层时，探孔应该从整个含水岩层的多水地段或多水结构带中穿过；钻探过程中，碰到岩溶含水层，探孔应该从含水岩层的薄弱地带穿过；在钻探过程中，根据设备的实际情况和具体目的所需要的地质条件，来确定钻孔的深度。

4.2钻孔的直径

钻孔直径的设计应该包含以下内容：开孔直径、变径尺寸和终孔直径。在钻探过程中，用来观测当地水文状况的勘测孔、取水检验孔和对地下水位进行实时观测的探孔，一般情况下口径都较小，而且观测探孔和取水孔经常会需要改变孔径的大小来控制水量。作为供水用的开采孔、疏通孔，一般情况下都会要求使用口径较大的钻孔。在土壤结构比较松软的底层中，一般钻孔的孔径大约在390mm以上，在基岩中的钻孔孔径一般也要大于190mm。而井下探放水孔的孔径一般都会小于59mm。

结 论

目前，在水文地质钻探过程中，可以获得关于岩层和水体的相关数据，从而建立一个数据资料库，其中包括岩层的物理数据、化学数据以及水位方面的信息数据。在钻探过程中，其重点部分就是钻孔技术，要对其进行充分地重视。我们必须根据工程实际情况，选择合理、科学的钻探技术，处于目前资源环境下，必须进一步深化钻探技术研究，了解相关知识，强化钻探人员培训，提升其钻探技能，最终促进我国钻探技术的科学化、快速化发展。

参考文献

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