水工环地质调查野外工作方法

1水文地质、工程地质及环境地质勘查野外主要工作方法2绪言水文、工程及环境地质勘查是地质勘查的重要组成部分，其目的是为矿山设计提供依据，基本任务是评价矿床开采技术条件。具体该做什么？怎麽做？为何这样做？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。目前我队地质勘查，涉及水、工、环相关规范，主要有五个：①矿区水文地质工程地质勘探规范（12719-91）②铀矿水文地质勘探规范(EJT299)③地浸砂岩型铀矿水文地质勘查规范（EJT1194-2005）④地浸砂岩型铀矿含矿含水层编录规范（EJT1215-2006）⑤煤矿床水文地质、工程地质及环境地质勘查评价标准（MTT1091-2008）其次，还有其它若干引用规范、规程及指南等。本次交流侧重野外实际操作，讲解题目是：水文地质、工程地质及环境地质勘查野外主要工作方法。3绪言从五个方面讲解：一、水、工、环测绘二、勘查工程水文地质、工程地质工作三、水文地质钻孔设计、施工及抽、注水试验四、野外原始资料整理五、工作展望4一、水、工、环测绘1、水文地质测绘区域水文地质测绘：范围应包括一个完整的水文地质单元，以查明区域地下水的补给、径流、排泄条件为重点，水文地质条件简单的矿区，可不进行区域水文地质测绘,只限于收集前人资料。矿区水文地质测绘：应包括矿床疏干可能影响的范围及补给边界，以查明矿床充水因素及矿区水文地质边界为重点。工作部署应注意点、线、面布局。5⑴地表水观测：溪流、河流①点位选择：溪流沟口附近，河流矿区上、下游（桥位最佳）；②水位测定；③流量测定（流速观测、断面测量素描图）；④样品采集；⑤文字描述；⑥填图、定位、做标记。流速观测：a.流速仪b.浮标法。Q=V×ω。断面测量：6⑵地下水出露点观测：泉、井①泉观测；②民井或机井观测；③样品采集；④文字、素描图描述；⑤测量、填图、定位、做标记。流量观测：a.容量法；b.三角堰板测法。地下水出露点类型：下降泉，上升泉；潜水，承压水。出露地质条件:地层，岩性，构造（性质，产状）含水特征等。7注意：水文地质点的选择要点：1、首先确定勘查对象；（勘探类型、矿种以及其他特殊地质条件）2、控制区域地下水的补给、径流、排泄条件为重点；3、确定矿床充水因素及矿区水文地质边界为重点。8勘探类型充水含水层：孔隙、裂隙、岩溶（溶蚀裂隙、溶洞、暗河）矿体与充水含水层关系：直接、间接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）9⑶第四纪地质、地貌测绘①成因；②类型；③规模；④控制程度；⑤文字描述、素描图；⑥测量、填图、定位标记。Q1、Q2、Q3、Q4Q4al、Q4dl、Q4pl、Q4eol河床、阶地（类型和级数）（Qal)坡积层(Qdl)冲积扇（Qal)洪积扇(Qpl)102、工程地质测绘⑴划分工程地质岩组:详细调查软弱岩组的性质、分布及其工程地质特征。⑵软弱夹层及各类结构面调查: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，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。⑶主要围岩风化特征:划分岩体的强弱风化带。⑷自然斜坡和人工边坡测定:坡高、坡面形态与岩体结构的关系；调查各种物理地质现象。⑸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在深部工程中确定；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5-15mm，多碎块状、片状，为团块-碎裂结构。123、环境地质调查⑴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，分析是否有活动性断裂的存在。⑵调查勘查区所处社会环境、生态环境和自然地理环境。⑶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。⑷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。⑸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。⑹放射性元素对影响安全生产和环境污染作出评价。134、水、工、环测绘实际材料图基本内容：⑴勘查线路；⑵第四纪地质、地貌控制点编号⑶水文观测站、点编号及成果⑷泉、井点编号及成果⑸典型剖面线编号及成果⑹工程地质测绘点⑺环境地质测绘点14二、勘查工程水文地质、工程地质工作1、钻孔简易水文地质观测、水文物探工作⑴钻孔简易水文地质观测原始资料整理关键是监理到位，严格把关。否则，资料难用。⑵水文物探工作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《水文测井规范》（DZ/T-0181）。152、钻孔岩矿芯水文地质、工程地质编录方法选择：a.自然堆放法此法是将每个回次岩性段自上而下划分按顺序放置，无岩芯段空缺放置最下部。该方法较简便，现场易于操作。b.比例分配法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位置。16⑴岩矿芯水文地质编录注重点是：①岩石退色现象描述，例如，灰白色，浅灰色等。②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。③标型原生矿物描述，例如，黄铁矿化蚀变，硅化，原生色等。④孔隙及充填物类型特征及疏松程度描述。⑤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A.岩石含水、富水性判据：a.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、粗粒砂岩，细砂岩等；富，中等，弱，微弱含水。b.裂隙水含水带:不同级别的断裂构造破碎带，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。参考简易观测及水文测井资料，综合分析判断。B.隔水层判据：致密，基底式胶结；如泥岩；或基岩致密，块状。18富水性含水层：（以口径91mm、抽水水位降深10m为准，否则需要换算）钻孔单位涌水量：四级，-0.1-1.0-5.0-l/s.m天然泉水流量：四级，-1.0-10.0-50.0-l/s隔水层：钻孔单位涌水量小于0.001l/s.m193、工程地质编录测定岩、矿石物理力学参数和硬度、湿度、块度、节理、密度、RQD值等，研究评价矿床开采时的稳定性；查明矿体内断裂、裂隙、软弱夹层的分布,风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。进行RQD值的统计，按回次记录10cm长的岩心长度，按地质分层计算RQD值（%），一并写入记录表格中。20RQD值岩石质量等级：五级，-90-75-50-25-%属于钻进过程中机械破碎，应上下对接，大于10cm也参与计算；钻头内径小于54mm时，其值适当降低20-50%，一般考虑岩石硬度。21岩心破碎程度分级标准岩心柱长度：⑴20cm为长柱状；⑵10～20cm为短柱状；⑶10cm为扁柱状；⑷5cm为块状；⑸2～5cm为碎块状；⑹2cm为碎屑状及粉沫状。224、坑道水文地质、工程地质编录⑴坑道水文地质编录①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。②滴水区：分布范围；③潮湿区：分布范围;④代表性水点动态观测。四○一区KD-45123⑵坑道工程地质编录①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；②选择据代表性地段进行裂隙率统计；③岩石工程力学采样；④工程地质岩组划分及特征描述⑤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1、设计原则、代表性⑴水文地质条件：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。⑵矿体特征：主矿体⑶预设开采方案：矿山首采地段252、水文地质钻孔类别、数量⑴地质水文钻孔（特殊情况下采用)⑵专门水文地质钻孔(普遍采用)单孔（很少采用）多孔（较普遍）A.一个主孔，一个水位观测孔；B.一个主孔，两个（或两个以上）水位观测孔。263、水文地质孔试验段、结构设计⑴单一试段：施工难易程度，较简单。获取单一含水层水文地质参数。⑵多试段：施工难易程度，较复杂。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。完整井：简单，取决于勘查区水文地质条件。不完整井：复杂，水文地质参数计算较繁琐。274、水文地质钻孔施工监理⑴小口径探孔①岩矿芯采取率重点把关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。②岩矿芯管理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。③小口径探孔施工及成果总结说明书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。28⑵扩孔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。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。封闭位置：自孔底至含矿含水层隔水底板内的上部为宜。29⑶建井①建井设计通知书按总体设计要求结合探孔成果，向施工单位下达《钻孔建井设计通知书》。30②材料准备工作（砂岩铀矿床为例）A.采购PVC管材：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。B.PVC管材防风吹暴晒：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。31②材料准备工作（砂岩铀矿床为例）C.滤水管、扶正器加工程序：应结合钻孔深度、管材承受力、孔隙率、是否有缩径现象等因素，从实际出发综合考虑。如果井深度较大，使用PVC管材滤水管孔隙率一般要求25%。每根滤管两端缝隙式套盘与死头结合部，使用焊枪朔料焊接。扶正器加工时，必须提前1～2天使用朔胶粘接，不能使用其它替代品。然后再使用焊枪朔料焊条焊接，下管前检查加工质量。若不牢固则需重新加工。32D.流量计设备选型：若选用三角堰箱，基本规格长度应为1.5～2m，其它按有关规定制作。容量法：一般在钻孔涌水量较小情况下采用。参见下图：33E.水位测量电测水位计方法：微安电表及电测水位计电测水位计制作必须选择井内正负电导线双极探头，探头材料最好选用铜料棒。探头长度、制成外径（φ）规格要视具体情况而定，首先要考虑与测水管内径配套使用，其次也要考虑井内投放长度探头自重作用合适为宜。水位观测表头选择指针型微安电表较好。或备用测钟以防万一。34电测水位计制作35⑶建井程序①准备工作a.扩孔終孔后测井了解全孔井径变化情况，为建井提供依据，做到胸中有数便于操作。b.冲孔结束时，泥浆稠度应控制在20±0.2秒左右，孔内泥浆液必须对投放井管无碍。c.下管前按设计要求封闭孔底，探测封闭后孔底深度，并认真记录。d.依据实际孔深数据及滤管下端设计位置确定沉砂管长度，多余部分锯掉,底端使用木塞封堵。36②排井管顺序自下而上，排管、编号，认真记录每根长度。如果发现个别井壁管略有弯曲，在不能更换的情况下，最好放置底部加工沉砂管或放置井壁管最上端，而不能将其放置井管中部，尽量减少井管整体弯曲。37③投放井管投放井管一般采用悬吊法投放井管当进入泥浆液时，必须始终保持井管内灌满水增加重力减少浮力，严禁人为加压投放，否则，易导致断裂等严重后果。自下而上，累加计算井管总长度。按设计要求，孔内井管长度与机高之和的井壁管位置上，使用记号笔划线，悬吊井管投放时，使井壁管记号线与机高位置一致，然后将井管扶正夹板固定。即使井管可能悬空而未到孔底，但下步操作，管外充填物会将井管座实。减少井管安装偏差，确保建井质量。38井管安装记录表序号井管类别长度（m）累计长度（m）实测井深（m）机台面高度（m）井管截断长度（m）井管投放位置（m）实际偏差（mm）备注39④井