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竖井水文地质工程地质勘察技术要求

2024-09-04229次浏览

1.每条竖井应施工水文地质工程地质勘查钻孔,为井筒掘进中的防治水和支护设计提供依据。当竖井水文地质或工程地质条件复杂,一个工程勘察孔难以完全查清地质条件的,应增加勘察孔的个数。

2.勘察钻孔宜布置在井筒中心。如果受其它条件的限制,钻孔不适宜在井筒中心施工的,其距井筒中心的距离不应大于 15m。

在井位及周围水文地质条件简单的情况下,附近已有其它钻孔,且其地质资料比较充分,可由相关专业人员综合已有地质资料提出井筒水文地质工程地质预测剖面图及有关参数作为竖井设计的依据,竖井勘察钻孔可不再施工。根据竖井附近工程地质条件的差异,可供参考的钻孔到井筒的允许距离为 25m~75m。竖井深度大于 300m 时,应采用 1~3 条物探剖面,对预测地质剖面验证。竖井附近的工程地质条件复杂的,不得用其它钻孔资料替代竖井工程勘察孔。

3.勘察孔的终孔直径应不小于91mm。当竖井深度大于700m时,终孔直径应不小于75mm。需进行特殊试验和测井时,或地层地质条件复杂,勘察孔径应能满足必要的试验和钻进工艺要求。竖井勘察钻孔的深度应超过设计井底深度 5m~10m。如果勘察钻孔在井底附近揭露了可能严重影响竖井建设的不良地质体,应增加钻孔深度 20m~30m,或直至穿透该不良地质体后终孔。

4.钻孔施工前应先在井位周边进行水文地质工程地质测绘,以及辅助的物探剖面测量。

地表调查和物探测量的平面范围长宽不小于竖井的深度。调查的比例尺为 1:500~1:1000。

物探剖面 3~5 条,测点间距 5m~10m。初步控制竖井周边地层、岩性的分布,确认井口附近是否存在影响竖井安全的较大滑坡、崩塌。初步判断深部是否存在较大的导水断裂、溶洞(暗河)系统,及不良地质体的位置、规模、产状等。竖井深度较浅时,调查和物探等要求可适当放宽。    

5.设计深度较小的竖井或深竖井的浅部井段,应采用分层抽水试验取得井筒围岩的水文地质参数。每个分层应完成 3 次降深。抽水试验的最大降深应大于竖井穿过该含水层段时所承受水头的 20%,稳定时间不少于8小时。当涌水量超过 20m3 /h 仍无法满足此降深要求时,可用抽水设备最大能力达到的降深为试验的最大降深。除了满足上述要求和本规范。

抽水结束前应采取水质分析样,并测定水温,对地下水的腐蚀性进行评价。含水层分层较多,以及深竖井的深部井段,必须进行分层压水试验。压水试验的分层厚度宜为 30m~50m。压水试验的水泵排量不小于 20m3 /h,最大压力值不小于竖井掘进时可能承受静水压力的15倍,稳定时间不少于0.5小时。无法达到 15 倍静水压的孔段,应按实际达到最大压力值的 100%、80%和 60%三个压力级别完成试验,每个压力级别分别稳定 0.5小时。

6.竖井勘察孔必须全孔取心。基岩孔段主要工程地质岩组的分层平均岩芯采取率不低于 95%。松散地层和构造破碎带的分层岩心采取率不低于 80%。钻进中至少每 50m 应测定一次孔斜。钻孔偏斜率不应大于 1%,钻孔轨迹偏离井筒中心的最大距离不得超过 10m。

7.勘察孔每 30m~50m 深度必须采取一组样品进行物理力学性质的常规试验。同时,还应保证各主要工程地质岩组的采样数量不少于 5 组。真厚度超过 5m 的破碎带应专门取样、试验。破碎带较多时,应选其代表性地段取样,样数不少于 5 组。全孔物理力学试验采样数量不少于 30 组(井深较小时不少于 20 组)。

8.当存在单层厚度大于 3m,或多层遇水膨胀、流变,或其它不良工程地质性质的岩石时,除完成常规物理力学性质试验外,还应进行膨胀性试验、流变试验或其它必要的试验,并对膨胀岩或特殊工程地质条件的岩石进行相应的专门矿物岩石学鉴定。

9.设计井口标高以下有松散沉积层的,应对松散沉积物采样进行相应的土工试验,以及必要的原位测试。土工试验采样或原位测试点的间隔变化范围为 2m~5m,视土层力学性质变化情况增减取样或测试密度。松散沉积层为含水层时,应明确划分含水层界限,测定含水层的颗粒组成,测定样品数量不少于 5 组。如果含水层由不同粒级的沉积层组合而成,每个粒级采样 3~5 组。如果需要针对孔隙含水层采用冻结法治水的,应对含水层采样进行热物性试验(热导率、热容量)。热物性试验每种岩性类别采样 10 件,样品尺寸不小于Φ75mm×200mm。

10.当竖井设计深度大于 700m 时,应连续进行地温测井,测点间距5m。围岩物理力学性质变化较剧烈时,应连续进行声波测井,测点间距不大于2m。已有探矿钻孔或其它方面证据表明矿区存在地应力异常时,应进行地应力测井,或地应力试验取样。根据地质条件的差异,应力测量的起始孔深为 300m~500m,测点(取样点)间距不大于 50m。各类测井应满足相应的规程规定要求。

11.经勘察证明井筒水文地质条件简单,不需要采取专门治水措施的,竖井勘察孔终孔后必须采用水泥砂浆全孔封孔,砂浆标号不低于C15。当预测井筒涌水量较大,需要采取专门治水措施的,工程勘察孔应成为竖井治水工程的一部分。勘察孔终孔后应根据需要,对主要含水层进行初步注浆。具体注浆技术要求由竖井治水单位确定。如无条件立即实施勘察孔注浆,应采取措施保护钻孔,便于后续防治水施工中利用。    

12.竖井勘察报告中必须预测竖井掘进时的可能涌水量。井筒较浅、水文地质条件简单的,可全井筒统一预测涌水量。井筒穿过多个含水层时,或井筒较深、水文地质条件沿井筒深度变化较大时,应针对主要含水层或针对水文地质条件不同的井段,分别预测涌水量。

13.竖井勘察孔岩芯编录和拍照工作应在钻孔岩芯取出后尽快完成,避免岩芯因水浸、淋雨、风干等因素影响编录结果。竖井勘察报告中应包括地表地质调查成果图件、物探剖面测量的基础数据和地质解释资料,按工程地质岩组划分的各岩类的平均参数。还应提交钻孔柱状图并按钻进回次提交基础数据库。基础数据库的内容包括但不限于:地层岩性划分及描述、回次岩芯采取率、回次 RQD 及裂隙率统计、冲洗液消耗量、动水位测量、各类试样采样位置,各类测井数据等。(源于:地质杂记)



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