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2017我国地区水文地质勘查论文(3000字)

发布时间:2016-11-19编辑:毕业论文

1场区水文地质条件概况

据以往地质勘查结果,场区潜水含水层、第一承压含水层、第二承压含水层、第三承压含水层、第四承压含水层和第五承压含水层发育。根据本次南汇县幅中最大勘查深度设计要求,25m以浅各含水层水文地质条件概述如下。

1.1潜水含水层

为全新世(Q4)河口—滨海相沉积物,场区及邻近地区普遍分布。潜水含水层一般由全新世(Q34)的灰色砂质粉土夹粉砂(A砂层),厚3~1m不等。潜水含水层富水性弱,单井涌水量小于1m3/d(口径5mm,降深2m),局部大于1m3/d。渗透系数小于1m/d。水质多为矿化度1~3g/L的微咸水。

1.2第一承压含水层

为晚更新世晚期中段(Q2-23)海滨—泻湖相沉积物,场区广泛分布。含水层顶面埋深一般28m,厚度在3m左右。部分地区与第二承压含水层沟通,顶面埋深一般3m左右,砂层厚7m左右。岩性为褐黄、灰黄色粉细砂、细砂夹砂质粉土,灰色细中砂为主。含水层富水性较好,单井涌水量在1~3m3/d。渗透系数一般在5~1m/d。水质以矿化度3~1g/L的半咸水为主。

1.3第二承压含水层

为晚更新世早期(Q13)河口—滨海相沉积物,场区广泛分布且发育良好。含水层顶面埋深一般73m左右,层厚1m左右。部分地区与第一承压含水层呈沟通现象,砂层厚4~5m。含水层岩性以灰色粉细砂含少量砂砾石为主。含水层富水性好,单井涌水量在1~3m3/d及3~5m3/d。渗透系数一般在1~3m/d。含水层水质较差,多为矿化度3~1g/L的半咸水。

1.4第三承压含水层

为中更新世早期(Q12)河口—滨海相沉积物,场区广泛分布。含水层顶面埋深一般1~11m,厚度2~4m,岩性为灰色细砂、粉细砂含砾,中粗砂。该含水层富水性较好,单井涌水量普遍在1~3m3/d。渗透系数一般在1~3m/d。含水层水质较差,普遍为矿化度大于1g/L咸水。

1.5第四承压含水层

为早更新世中晚期(Q21)河流相沉积物,场区分布广泛。含水层厚度大,顶面埋深在15~17m,厚5~7m。含水层岩性以灰色细砂、中细砂含砾石为主。含水层富水性较好,单井涌水量为1~3m3/d。渗透系数一般在1~3m/d。地下水水质为矿化度小于1g/L的淡水。

2施工设计

2.1成孔质量

2.1.1孔径、井径

地质鉴别孔孔径应不小于13mm。依据水文地质勘查孔勘查要求,孔径不小于5mm,井径不小于2mm。为此,本次水文地质勘查孔,孔径为5mm,井径为219mm。

2.1.2孔深

地质鉴别孔孔深原则上以揭穿目的含水层底面2m时终止。孔深一般在235~255m之间。

2.1.3孔深误差

孔深误差不大于1‰。每5m孔深及终孔时各校正孔深一次,正确记录,发现误差及时纠正。测量方法可采用一定长度的标准钢丝测绳,或利用具备测深功能的测斜仪,进行孔深测量。

2.1.4孔斜控制

要求钻孔圆直。每钻进25m及终孔时,采用测斜仪测斜一次,正确记录,发现误差及时纠正。孔斜每1m不得超过1°。对于大于1m的钻孔,每钻进1m时,顶角不大于1.°,终孔顶角可递增计算,但最大顶角不得超过2.°。

2.1.5取芯(样)和编录

(1)地质鉴别孔取芯。水文地质勘查孔首先进行地质鉴别。地质鉴别孔岩芯采取率,粘性土不低于9%,砂性土不低于8%,含砾粗砂不低于7%。连续落粘性土不超过2m,砂性土不超过3m,否则补取。取芯时每回次进尺不超过2m。岩芯从岩芯管中取出至岩芯箱内时,应避免重物锤击岩芯管,安放时应小心轻放,以避免岩芯受到扰动。

(2)目的含水层砂样采集。在含水层的上部、中部、下部进行取样,或在含水层岩性变化明显处进行加密取样。样品重量不少于1kg。样品放至塑料袋中,并附有取样时间、地点、深度等内容的标签。样品及时送至实验室进行粒度分析。

(3)岩芯保护。对取出的岩芯进行现场地质编录后,应及时装入PVC岩芯管,并加盖保护,以免遭受曝晒。岩芯在运输过程中防止剧烈摇晃、震荡,尽量保持水平搬运。岩芯包装时将PVC岩芯管顶部空余部分去掉,或尽量用清洁物品填充,并用胶带对PVC岩芯管进行密封,在柱体上及时做好样品标识,包括样品的钻孔编号、柱状样品的上下方向、取样深度、取样时间等都应标识清楚,并且标记格式统一、耐磨。并贴好样品编号标签,标签用胶带密封,防止标签污损。

3施工工艺

3.1施工设备配置

3.1.1机械设施配备

根据本次水文地质勘查孔地质鉴别、成井技术要求,施工单位需配置水文钻机等施工设备。

3.1.2施工材料购置

水文地质勘查孔成井时需用主要材料有:井管、滤水管、沉淀管、天然石英砂、粘土球、粘土及配制泥浆用的Na2CO3、膨润土等。预计5处勘查孔(井)累计井管长度118m,滤水管长度6m,天然石英砂砾料15t,止水优质粘土球35t,封孔粘土22t。

3.1.3施工前准备工作

(1)进场前进行施工现场踏勘,落实水电供应。若供水供电不足,进场前落实好取水水源,自备发电机等准备工作;

(2)平整施工场地,钻塔塔脚处地基夯实,必要时浇注混凝土墩。塌架牢固稳定;

(3)挖好泥浆池,泥浆池容积不小于8m3,泥浆循环槽的总长不小于15m;

(4)按规范要求由专职电工接好电源,装好电源箱;

(5)开钻前,所有材料都应及时运至场区,其中井管、滤水管和天然石英砂应附有生产厂家提供的质量保证书。3.2鉴别孔施工工艺

3.2.1鉴别孔施工前准备工作

(1)平整、压实施工场地,钻塔塔脚处浇注混凝土墩加固;

(2)安装钻机设备,使天车、立轴与孔口三点成一垂线;

(3)挖好泥浆池,其容积应为钻孔体积的1.~1.2倍,设置好泥浆循环系统;

(4)挖好废浆池,其容积应大于泥浆池的2倍,用于暂时存放废弃泥浆;

(5)配备好泥浆出砂装置;

(6)接通电源,安装电源箱。3.2.2成孔工艺

(1)钻进方法:用11mm/13mm外肋骨合金取芯短钻具开孔,取芯钻进至灰色粘土,孔深预计15m,再采用17mm单套钻具带后导向进行扩孔,下入168mm孔口保护管,孔口管居中、保证其垂直度为°,周围用粘土封实并固牢。以下覆盖层11mm/13mm外肋骨钻具带长后导向管(长度1~15m)继续进行减压钻进取芯。每回次下钻到底,慢速轻压钻进,再逐渐调整至正常转速、钻压钻进至终孔深度。
(2)提高岩芯采取率措施。对于粉细砂、细砂夹砂质粉土、灰色细中砂层取芯我们采取的钻具是伸拉型接头。

(2)钻孔护壁:采用优质粘土加碱配制泥浆护壁。粘土粉选用造浆率高、杂质少的优质膨润土,配比为:粘土粉4%~6%(泥浆体积),其原浆的主要性能指标为:比重1.6~1.1g/cm3、粘度23s、pH值8.5~9.5、失水量6~8mL/3min、泥皮厚.5~1.mm。经常检测泥浆性能,性能指标达不到以上要求时及时更换补充新鲜泥浆。以保证孔壁稳定。防止因泥浆过稀而导致孔内坍塌。

(3)钻进记录。做好每一回次的钻进记录、钻进事故及处理记录(包括具体情况及部位,说明事故原因,事故处理及对成井的可能影响),注明钻进所使用的钻具类型、规格,泥浆性能以及钻进过程中的各种情况,各类丈量尺寸应真实详细。报表按班填报,相关人员签名确认。

(4)地质编录。本次按第四纪地质编录要求认真做好地质编录,编录内容要求齐全、真实,准确,以备校核、验收。

3.3成井施工工艺

3.3.1施工顺序

钻进至设计深度(成孔)—成井(一次调浆、下入滤水管、井管、二次调浆、投天然石英砂砾料,止水、止水效果检验、封孔、洗井等)—抽水试验—现场验收和取水样—孔口保护。

3.3.2钻进成孔方法

采用SPJ-3钻机和BW-85泥浆泵钻进,二级扩孔钻进,以3mm、5mm三翼刮刀合金钻头扩孔钻进,孔口视上部填土层厚度下6mm定向保护管,不少于1.5m。

3.3.3钻孔护壁

采用优质粘土加碱和膨润土配制泥浆护壁钻进。经常检测泥浆性能,性能指标达不到要求时及时更换补充新鲜泥浆。以保证孔壁稳定。

3.3.4成井工艺

(1)清孔换浆:下管前用直径5mm的带保径圈刮刀合金钻头自上而下扫孔至孔底,更换孔内泥浆,逐渐调稀,在含水层位置上下反复扫孔,当孔口上返泥浆粘度为18~19s,手摸无明显砂感,停止换浆,提拔钻具。

(2)下管:下管前全面检查井管质量,按照下管深度,配备足量的井管,逐根丈量、编号、记录;清除井管内、外壁锈蚀层及杂物;井管和沉淀管均为同一材质的219mm无缝钢管,沉淀管底部钢板封堵,为保证滤水管在孔内居中,滤水管上下端各放置外导向架。如下管受阻,可小幅提拉井管,如仍不能正常下管,应提起井管重新扫孔后再下入,严禁猛提和墩拉井管,防止损坏井管、滤水管缠丝及破坏孔壁。

(3)二次调浆及填砾、止水:井管下到位后,井管内下入带活塞的钻杆进行二次清孔换浆,孔内上返泥浆接近清水后,采用动水填砾法进行填砾,边投砾边测量投砾高度,待砾料落实后,投入优质粘土球止水,填砾与止水高度均按设计要求进行。

3.3.5洗井与抽水试验

粘土球投至设计高度后,即利用拉动水活塞,检验止水效果,确定止水效果后,用水活塞在含水层段进行洗井,同时用清水将孔内和管内泥浆调稀换出,直至水路畅通后,换拉干活塞洗井,达到水清、砂净后方更换空压机扬水,做抽水试验。并取全分析水样送检。

3.3.6监测井封孔

在活塞洗井和空压机扬水的同时,回填优质粘土封井,直至孔口。抽水试验结束后测定沉淀管内沉渣厚度,当满足要求时结束,否则进行捞砂。

4结语

(1)由于本区粉细砂、细砂夹砂质粉土、灰色细中砂层厚度大,取芯是一大难题,保证岩芯采取率,落土、落芯不超过规定间隔。钻进过程中必须限制岩芯管长度和限制回次进尺,一般岩芯管长度2~3m,为了不超过落芯间隔规定,回次进尺不超过2m,钻进过程中要根据地层情况,适当控制水量和干钻长度,落土、落芯后应立即用取土器或无泵钻具、双管钻具续取。

(2)钻孔护壁,因所钻地层均为第四系覆盖层,钻进过程中可能会出现缩径、泥包、坍孔、漏失等情况。为了确保钻孔孔壁稳定,选用优质粘土加碱泥浆护壁,泥浆性能:比重1.6~l.8g/cm3,粘度2~25s,定期测定泥浆性能,不合格的及时更换,遇漏失层及时补充优质泥浆,以保证钻孔稳定。

(3)成井过程中还要严格确保成井工艺;孔深、滤水管严格执行设计要求,在含水层扩孔换浆时要再次核实孔深;加大洗井力度,提高成井质量;成井止水后,在止水层以上孔段,要及时回填优质粘土块进行封孔,以防止塌孔。

(4)当出现恢复后静水位水位与抽水前静水位不一致(排除潮汐影响等因素后高出现象),动水位持续下降,难以稳定,水的口感在抽水前后发生变化,水温与区域同层次明显不符等情况时,应要求施工部门查找原因;当确定因成井质量(事故)问题而导致水位、水质等产生异常时,应立即采取针对性治理措施,治理过程中原则上保留原有井位,确保事故处理后的可验证性条件。

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