平原水庫工程地質鑽孔
A. 鑽探,鑽孔主要作用是
一、鑽探是利用深部鑽探的機械工程技術,以開采地底或者海底自然資源,或者採取地層的剖面實況,擷取實體樣本,以提供實驗以取得相關數據資料等。
鑽探分為:地質鑽探,水文水井鑽探,工程勘察鑽探,石油鑽探
二、鑽孔如下:
1、地質鑽探:從鑽孔中不同深度處取得岩心、礦樣進行分析研究鑒別查明礦體或劃分地層,判定地層地質情況的作業。通常地質找礦中鑽探的費用至少都要佔到40%以上,鑽孔直徑小,按礦種的不同 ,深度從幾十米到幾千米。
2、水文水井鑽探:鑽探至含水層(位)時固井成孔,從而滿足人畜飲水問題及農田灌溉或為地質部門提供水文觀測。文地質鑽探,普查孔直徑小於150毫米,勘探孔直徑150~350毫米,水井直徑 150~550 毫米,孔深 300 米以上。
3、工程勘察鑽探:從鑽孔中取得岩心、土樣進行物理性質分析從而判斷其地基基礎是否滿足工程建設的承載重力和穩定性。工程地質鑽探 為勘察壩基 、水庫、渠道、港口工程、高層建築以及鐵路、公路沿線的工程地質情況。
4、石油鑽探:鑽探成孔直接進行資源開發利用,國內有名的三家:中石油,中石化,海石油。鑽孔一般開孔915毫米,終孔216毫米 ,孔深1000~7000米 及以上,通常井口要安裝防噴器具。
(1)平原水庫工程地質鑽孔擴展閱讀:
一、鑽孔操作特點:
1、鑽頭轉速高。
2、摩擦嚴重、散熱困難、熱量多、切削溫度高。
3、切削量大、排屑困難、易產生振動。
4、鑽頭的剛性和精度都較差,故鑽削加工精度低,一般尺寸精度為IT11~IT10,粗糙度為Ra100~25。
二、鑽孔條件:鑽軸轉速;進刀量;進料板或蓋板;穿透深度;鑽孔方式
參考資料來源:網路-鑽探
參考資料來源:網路-鑽孔
B. 平原水庫工程設計規范的目錄
1 總則
2主要術語
3平原水庫工程的等級及設計標准
3.1工程等別
3.2水工建築物級別
3.3泄水標准
3.4建築物超高
4基本資料
4.1氣象水文
4.2社會經濟
4.3工程地形
4.4工程地質
5平原水庫工程地質勘察
5.1一般規定
5.2區域構造穩定性
5.3水庫庫區滲漏勘察
5.4浸沒區勘察
5.5圍壩工程地質勘察
5.6涵洞和泵站工程地質勘察
5.7引水、輸水渠(管)線路及渠系建築物工程地質勘察
5.8天然建築材料勘察
5.9土的物理力學參數取值
6.平原水庫工程規劃與庫容確定
6.1興建平原水庫的目標與任務
6.2平原水庫所在地區水資源狀況及開發利用分析
6.3平原水庫的水源分析
6.4平原水庫庫容的確定
6.5平原水庫的庫址及工程總體布置
6.6平原水庫的泥沙及清淤處理
7平原水庫工程的圍壩設計
7.1圍壩的軸線與壩高
7.2圍壩壩型選擇
7.3築壩材料選擇與築壩要求
7.4壩體輪廓
7.5壩體防滲
7.6庫區及壩基防滲
7.7護坡
7.8排水與反濾
7.9壩基處理
7.10截滲溝
7.11庫區及圍壩滲流計算
7.12圍壩壩體穩定計算
7.13圍壩壩體應力和變形計算
8平原水庫工程的其他建築物
8.1一般規定
8.2入庫涵洞
8.3出庫涵洞
8.4入庫泵站
8.5出庫泵站
8.6其他附屬建築物
8.7平原水庫建築物地基計算及處理
9平原水庫工程的加固與擴建
9.1一般規定
9.2加固
9.3改建與擴建
10 平原水庫的生態環境保護與水質控制
10.1生態環境保護
10.2水質及水質控制
11平原水庫工程管理設計
附錄A波浪和護坡計算
附錄B土工膜防滲體的穩定分析及膜後排滲能力
附錄C土工膜防滲層的滲漏計算
附錄D平原水庫的水環境監測
附錄E岩土物理力學性指標試驗成果整理
附錄F土的滲透變形判別
標准用詞說明
條文說明
C. 工程地質鑽探工安全操作規程,誰知道有這類書籍
「工程地質鑽探工安全操作規程
1、嚴格遵守勞動紀律、堅守工作崗位,上班前不準喝酒,進入施工現場必須穿戴整齊,戴好安全帽,不得赤腳、穿拖鞋、打赤膊工作。
2、高空作業必須掛好安全帶,禁止上下同時作業。
3、各類機械設備安裝、牢固、周正、水平,不準帶電移動設備。雷雨、暴雨禁止作業。
4、在鑽具下入鑽孔途中遇阻時,用管鉗轉動鑽具但吊卡必須吊住鑽桿。
5、回次終了時,必須用升降機將主動鑽桿提上孔口,不得邊用卡盤,邊用管鉗別,以防管鉗打滑傷人。
6、提下鑽不能猛提猛放,孔內卡鑽更不得強行起拔,應用震動或轉動等方法提升。
7、不得將手置於鑽具、取土器底部或用手托。起拔墊叉時不得將手拿在墊叉下面。
8、不使用扭傷錯股的鋼絲繩,鋼絲繩上的斷頭刺應削掉,斷頭達1/7時不得繼續使用。
9、彎曲及裂痕未經修復的鑽塔不得使用,各部、零件均應保持完整無缺,起鑽時應隨時注意塔架的負荷能力。
10、鑽塔場地應進行整平,以防設備及鑽塔傾斜,木機台板厚度不得小於40毫米。
11、錘擊套管不能用手扶套管打箍,在打吊時不準用手扶吊錘桿,同時必須安裝沖擊把手。
12、用鑽桿撬起鑽具時不得用胸口或腹部向下壓鑽桿,不使用有傷痕的撬桿。
13、定期對機具進行檢查,對摩損部件應及時修理或更換。
14、在稻田和泥濘的場地上施工,操作人員應穿長筒膠鞋,嚴禁打赤腳,以防傷腳或觸電。
15、所有設備遷移,必須先切斷電源總開關,嚴禁帶電移位。
16、所有從事工程地質鑽探施工人員必須嚴格執行《岩心鑽探規程》中的有關條款。
」可以在網上搜搜,網路里有! 中華人民共和國地質礦產行業標准
DZ/T 0017—91
工 程 地 質 鑽 探 規 程
1991—12—09發布 1992—07—01實施
中華人民共和國地質礦產部 發布
目 次
1 主題內容與適用范圍 (1)
2 引用標准 (1)
3 各類工程勘查鑽探的工作要點 (1)
4 鑽探設備的選擇與安裝 (7)
5 鑽探方法與鑽進工藝 (10)
6 水域鑽探 (19)
7 鑽孔原狀土樣的採取 (25)
8 鑽孔原位測試與水文地質試驗 (27)
9 工程質量基本要求 (33)
10 施工安全的基本要求 (38)
11 機械儀器、專用工具的使用與維護 (42)
12 機台管理 (45)
附錄A 動力觸探試驗探桿長度校正系數及公式(補充件) (48)
附錄B 觸探指標與土的主要力學指標的關系(參考件) (49)
附錄C 土石的類型及野外鑒別(參考件) (52)
附錄D 本規程所用法定計量單位與沿用的非法定計量單位的對照和
換算(參考件) (54)
中華人民共和國地質礦產行業標准
DZ/T 0017—91
工 程 地 質 鑽 探 規 程
工程地質鑽探是工程地質工作的重要組成部分,是進行國土整治與開發、城市規劃與建設、水利水電建設規劃與開發以及鐵路、交通、國防工程建設中,為直接取得地下地質實物資料和野外試驗資料的最主要、最有效的技術方法。它的基本任務是在工程地質測繪及物探工作的基礎上,揭露並劃分地層、測定界線;鑒定和描述岩土的岩性、成分和產狀;了解地質構造及不良地質現象的分布、界限及形態等;並通過鑽孔。原位測試、水文地質試驗與觀測,採取各類原狀或擾動樣品,提供室內試驗,以了解岩土體的物理力學性質,為評價、規劃和進行各類工程建設項目提供必需的地質數據及資料。
1 主題內容與適用范圍
1.1 主題內容
本規程規定了進行區域工程地質調查和各類建築工程場(廠)址基礎工程地質勘察鑽探的各項生產活動的技術要求,它既包含技術工作要求,又包括有關工藝操作規定。
1.2 適用范圍
本規程適用於區域工程地質調查和各類場(廠)址基礎工程地質勘察鑽探的設計、施工、管理和檢查,是進行各類工程地質鑽探各項工作的重要依據和准則。
本規程不適用於大口徑基礎樁施工工程鑽探。
本規程中有些條款只是一般性和原則性的規定要求,在貫徹執行本規程時可根據具體情況制訂實施細則或補充規定。
2 引用標准
2.1 直接引用標准
GB 3423 金剛石岩芯鑽探用無縫鋼管
DZl.1 金剛石岩芯鑽探管材螺紋
DZ 2.1 地質鑽探金剛石鑽頭
DZ 2.2 地質鑽探金剛石擴孔器
TB J12 鐵路工程地質技術規則
2.2 配合使用的標准
ZB D14002 1/20萬工程地質調查規范
ZB D14003 1/2.5—1/5萬工程地質調查規范(岩土工程地質勘察規范)(水文地質鑽探規程)
3 各類工程勘查鑽探的工作要點
3.1 區域工程地質調查鑽探
3.1.1 區域工程地質調查鑽探是指1∶100萬、1∶50萬、1∶20萬、1∶5萬、1∶2.5萬等比例尺的區域性、基礎性、綜合性的工程地質調查中所採用或選用的一種技術方法,一般應在綜合分析已有資料的基礎上,根據區域工程地質特徵和國民經濟規劃發展的需要,布置鑽探工作。
3.1.2 區域工程地質調查鑽探的目的是揭露埋藏的岩土體地質結構及水文地質條件,了解岩土體的工程地質性質,其主要任務是一
a.調查岩土體的空間分布、岩性、厚度,進行分層和劃分土體結構類型;
b.揭露地質構造的變化,破碎帶的空間分布和岩性、膠結程度及其隨深度變化情況;
c. 了解風化帶、滑動體、岩溶等處動力地質現象的空間分布、規模、組成或充填物性質及發育規律;
d.調查含水層的水位、含(透)水性及水質;
e. 採取試驗樣品,進行野外原位測試,為了解岩土體物理力學性質的空間變化規律以及工程地質長期觀測提供條件,獲取必需和足夠數量的岩土工程地質性質方面的代表性資料以及取得評價工程地 質條件的定量指標;
f.了解工程建築材料的埋藏分布、岩性及開采條件。』
3.1.3 區域工程地質調查鑽探工作應考慮國民經濟建設的需要,把經濟發達區和列為近期規劃的重點工程或有經濟發展前景的地區作為工作重點。鑽孔布置的一般原則是:
a.在平原區,為建立勘探結構剖面,應在代表性地區投入較多的工作量,沿工程地質條件變異大的方向布置鑽探剖面或組成「十」字形、「井」字形勘探線(網);
b.在山區,勘探線主要布置在山間盆地、大型河谷及其他地形平緩的較大面積土層覆蓋區;勘探線方向應垂直主要構造線或地貌單元以及岩土體工程地質類型;對重大而具有代表性的動力地質現象和斷裂構造帶地段,應布置適當鑽孔;
c.黃土地區,應把查明黃土垂直分層和水平變化規律、濕陷性等作為勘探重點;
d. 凍土地區,應把查明凍土結構類型和季節性凍土的上、下界面,主要不良凍融現象作為勘探的重點;其他,如岩溶地區、濱海區、沙漠地區及其他分布有特殊岩土體的地區,都應依其工程地質特點和主要工程地質問題布置鑽探工作。
此外,在布置的鑽孔中,控制性鑽孔數量一般應占總數的5%一10%。
3.1.4 鑽孔深度確定的一般原則
a.平原區孔深一般為10一30 m左右:根據工程地質條件並結合建設布局的需要可適當加深,如濱海平原區域市工程地質調查鑽孔可加深至50m;
b.對於厚度小於20 m的覆蓋層和風化帶,應鑽進至新鮮基岩3—5m;
c.對於揭露構造破碎帶的鑽孔,應鑽透破碎帶至完整基岩3—5m;
d.對於外動力地質現象的活動體,應鑽進至活動體下5m左右;
e.岩溶裸露區和淺埋區的鑽孔,一般應鑽入岩層內20一30 m,控制性鑽孔應酌情加深;
f .少量深部控制性鑽孔,孔深一般控制在100 m左右。
3.1.5 鑽孔原狀土樣的採取
以了解每個工程地質單元中主要土體的物理力學特性指標為主:一般在鑽孔中分層採取,對主要土層和有特殊意義的夾層每層至少一組樣,厚度大而岩性又變化明顯者,應酌情增加。
3.1.6鑽孔原位測試
應選擇在各工程地質單元中具有代表性的鑽孔與孔段進行,測試方法可根據測試對象的特點選取。常用鑽孔原位測試方法的應用范圍與作用是:
a.採用動力觸探可測得砂土的孔隙比或相對密度,粉土、粘性土的狀態,估算土的強度和變形參數,評定地基土和樁基的承載力等;標准貫入試驗主要適用於砂土、粉土、一般粘性土,以及補步判定砂土、粉土的地震液化可能性;
b.靜力觸探適用於粘性土、粉土及中密、稍密的砂土層,也可用於含少量碎石的土層;可對地基土進行力學分層,測定各類土,特別是軟弱土層(如淤泥、淤泥質土等)的容許承載力和壓縮模量;在樁基工程勘查中,尤其適用於選擇持力層和預估單樁承載力;
c. 採用十字板剪切試驗可測定飽和粘土層、淤泥等軟弱粘土的不排水抗剪強度和土的靈敏度;
d.旁(橫)壓試驗適合用於測定粘性土、砂土、粉土、軟質岩石和風化岩石的承載力,橫壓變形模量及其應力應變關系等。
3.1.7水文地質試驗
在擬建的水工建築區,尤其是水庫工程的可能滲漏地段和壩址區,應在鑽孔中進行自上而下的分段壓(注)水試驗,以了解岩石的透水性和裂隙性;在規劃的建築區,尤其是地下建築和開采工程區,應選擇其主要含水層進行少量的抽水試驗工作。
3.2 場(廠)址地基鑽探
3.2.1 選擇場(廠)址鑽探
3.2.1.1 選擇場(廠)址鑽探是工業及民用建築、水利水電工程、機場、港口及國防工程等各類場(廠)址工程地質鑽探的第一個階段,其目的是為規劃選點或場地可行性研究以及下一階段——初勘階段提供地質資料,對擬選場(廠)址在地質上的穩定性和適宜性做出評價;當已有資料不滿足要求時布置鑽探工作。
3.2.1.2 選擇場(廠)址鑽探的任務是了解建設地區的工程地質條件,即場(廠)址的地層岩性、構造、岩土的物理力學性質、不良地質現象及地下水等,為規劃選點及可行性論證提供依據。由於各類場(廠)址工程的性質和類別不盡相同,其鑽探工作的布置、鑽孔深度、原狀土樣的採取、原位測試及水文地質試驗與觀測等應按照有關專業規程規范要求進行。
3.2.2 初勘工程鑽探
3.2.2.1 初步勘查工程鑽探是在場(廠)址經批准後進行。其目的是全面查明選定場(廠)址的工程地質條件,對場地內各建築地段的穩定性和工程地質問題作出定量評價,並為確定建築工程的形式、規模、主要建築地基基礎工程施工方案及對不良地質現象的防治工程提供足夠的工程地質數據資料。其主要任務是:
a.初步查明場(廠)址地層岩性、構造、岩土的物理力學性質、水文地質條件及凍結層深度;
b.查明場地不良地質現象的成因類型、分布范圍、對場地穩定性的影響程度及其發展趨勢;
c.對設計地震裂度為七級及其以上的建築物,應判定場地和地基的地震效應;
d.對水工建築物場地區附近的天然建築材料進行初查。
3.2.2.2 工程布置與鑽ZL深度:
初勘工程鑽孔分為一般性鑽孔和控制性鑽孔兩類。控制性鑽孔,一般占鑽孔總數的1/5一l/3,且每個地貌單元均應有控制性鑽孔。鑽孔深度根據工程類別和場地工程地質條件確定,一般不超過30 m,以滿足建築物地基受壓層深度的要求以及了解場地較深部的地層岩性及是否存在軟弱地層或其他地質問題為准;同時,根據鑽探中出現的具體情況可適當增減鑽孔深度。
3.2.2.3 鑽孔原狀土樣的採取、原位測試及水文地質試驗:
a.工業和民用建築鑽孔原狀土樣的採取與原位測試的數量,一般應占總數的1/4—1/2,並在平面上適當均布;多數情況下,作原位測試的鑽孔,同時應作為採取原狀土樣鑽孔使用;同時,通常採用簡易可行的原位測試方法,如標准貫入試驗;對於復雜費時的原位測試項目,一般到詳勘時再做。
b.取原狀土樣或原位測試的豎向間距,主要按地層特點和土的均勻程度確定,當地層穩定、土質較均勻時可放寬取樣、測試間距,反之則應縮小間距,但各土層一般均需要採取試樣或取得測試數據。
c.要初步查明對工程建設有影響的水文地質條件,應調查地下水的類型、含水層性質、補給排泄條件,實測地下水水位,初步確定其變化幅度,必要時應設地下水長期觀測孔。
d.在擬建的水工建築基岩區,除少數專門性鑽孔外,均應進行分段壓水試驗;在平原河流或有深厚覆蓋層的峽谷水工建築區,對砂礫卵石層或其他主要含(透)水層的鑽孔,應分層進行抽、注水試驗。
3.2.3詳勘工程鑽探
3.2.3.1 詳細勘查工程地質鑽探在初步設計後進行,目的是補充初勘工作中的不足之處,使每個建築物下的地基條件完全明確,以便為地基基礎設計、地基處理與加固、不良地質現象的防治工程,提供設計數據和資料,即對具體建築物地基或具體地質問題進行鑽探,為施工圖設計和施工提供工程地質資料。
其主要任務是:
a.查明場地內的地層結構、岩土的物理力學性質,並對地基的穩定性、壓縮性及容許承載力作出
評價;
b.查明地下水類型、埋藏條件和侵蝕性,必要時還需查明地層的滲透性、水位變化幅度及其規律;
c.提供不良地質現象的整、防治工程所需資料和數據;
d.判定和查明地基岩土和地下水在建築物施工和使用中可能產生的變化和影響及其防治所需的資料;
e.對水工建築區附近的天然建築材料進行詳查。
3.2.3.2 根據工程性質及其類別確定鑽孔深度,其中:
a.工業和民用建築工程鑽孔深度一般按地基計算類別確定,其中按容許承載力計算的地基,以控制地基主要受力層為原則;對除按容許承載力計算外尚需進行變形驗算的地基,控制性鑽孔應達到地基壓縮(沉降)層的計算深度,場地有大面積地面堆載或有軟弱下卧層時,應適當加深。
b.水工建築鑽孔深度應根據地質條件,結合建築物類型、建築物高度或基礎寬度等具體確定;河床鑽孔,一般為1/2—2倍壩高或閘底板寬度,岩溶地區應適當加深;中低壩或閘基鑽孔,一般為壩高或閘底板寬度的一倍左右;對建在覆蓋層上的壩(閘)鑽孔,通常應打入基岩適當深度;當軟土層或透水層厚度較大時,應有部分控制深孔打到相對隔水層或相對硬土層;岸坡上的鑽孔,應打到可利用的穩定岩體與相對隔水層或地下水位以下一定深度。
3.2.3.3 鑽孔原狀土樣的採取與原位測試:
a.其數量應按地基土的復雜程度、建築物類別及場地面積確定,工業和民用建築鑽孔一般應占鑽孔總數的1/3—2/3,且每個場地和每個建築物不得少於2—3個;
b.其豎向間距應按設計要求、地基土的均勻性和代表性確定,在地基主要受力層內一般為1—2m,其下間距可適當放寬;但在同一場地內每個主要土層的試樣和原位測試數據一般各不得少於3—6個,對於厚度小於1m的夾層或透鏡體,應視其對地基的影響程度確定是否採取原狀土樣及原位測試。
3.2.3.4 水文地質測試:
在初勘的基礎上進一步查明場地的水文地質條件,進行必要的水文地質觀測與試驗,以查明地下水的類型、性質、埋藏條件、變化規律及有關的水文地質參數。例如為建築物基礎、地下建築物設計提供滲透性系數和單位涌水量資料的鑽孔進行抽水試驗;為了了解岩石的裂隙發育程度並為防滲漏設施的設計提供資料的鑽孔進行壓水試驗;為測定上部土層的滲透性能而進行的鑽孔注水試驗;以及為掌握地下水動態而進行的鑽孔長期觀測等。
3.3 專門工程勘查鑽探
3.3.1 類別與目的
專門工程勘查通常包括高層建築基礎工程、動力基礎工程、取水工程、橋涵工程、線路工程、隧洞工程勘查等,此外,施工勘察也屬此范疇。專門工程勘查工作通常在初詳勘後進行或與詳勘工作同步進行,其鑽探目的是為滿足專門工程進行設計施工的需要,解決與設計施工有關的工程地質問題,提供相應的工程地質資料。
3.3.2 高層(指八層以上需用電梯的)建築基礎工程鑽探
3.3.2.1 箱形基礎鑽探
3.3.2.1.1 主要任務:
a. 查明建築物影響范圍內地基上的分布、組成及均勻性,採取原狀土樣,進行鑽孔原位測試,對土的強度和變形指標作出評價;
b.查明地下水的狀況,提供設計施工所需的基坑開挖和人工降低地下水位的有關參數;
c.查明建築物附近有無影響工程穩定的不良地質現象及產生地震液化的地層及其埋藏分布狀況,以便對整個建築場地的長期穩定性和抗震穩定性以及對鄰近建築物的影響進行評價。
3.3.2.1.2 工作布置與鑽孔深度:通常每幢單獨高層建築物的鑽孔數不少於4個,鑽孔最大間距不得超過35m,其中控制性鑽孔不少於2個;深度一般為1.5—2倍箱形基礎寬度(從基礎底面算起)。
3.3.2.2 樁基工程鑽探
當場地的地基土層較軟弱,其下不太深處又有較密實的持力層時,可採用鑽孔灌注樁基礎。
3.3.2.2.1 主要目的是選擇樁尖的持力層,查明樁尖持力層的分布、厚度及其物理力學指標、確定單樁承載力,為樁基設計提供工程地質資料。
3.3.2.2.2 鑽孔深度,根據樁的不同類型而定:
a.對於單排端承樁,一般應鑽至預計的樁尖持力層頂板以下2—3m;當預定深度內有軟弱下卧層時,應予鑽穿並鑽到厚度不小於3m的密實土層;當持力層為基岩時,一般鑽到基岩即可;
b.對於單排摩擦樁,鑽孔深度應超過預計樁長l一2m。
3.3.2.2.3 對樁基鑽孔深度范圍內的每一主要土層,均應採取原狀土或進行原位測試。
3.3.3 動力機器基礎勘查鑽探
動力機器基礎,除要求查明地基在靜載下的穩定性、變形性質和承載力外,尚應查明地基在動載下的穩定性、變形性質和承載力等。
3.3.3.1 鑽探工作一般與建築物地基鑽探一並進行,其目的是查明地基土層的構成,特別是人工填土、堆積土、軟土及可能產生液化的砂土等;對振動反應敏感的土層的分布;採取原狀土樣及進行原位測試, 以確定土層的物理力學性質及動力性質。
3.3.3.2 鑽孔深度根據基礎埋深及地質情況確定,一般按靜荷載的壓縮層計算深度或達基礎底面下1.5—3倍基礎短邊長即可。
3.3.4 線路工程勘查鑽探
主要包括工廠的鐵道專用線、公路專用線、重型車輛試車道和架空索道,輸電線路及給排水管道的地基鑽探,是在工程地質測繪(一般比例尺不小於1∶5000)不能滿足設計要求時進行。
3.3.4.1 鐵路和公路專用線、試車道地基鑽孔一般沿線路中心線布置,對高路堤、深路塹、斜坡地段及其他特殊地質條件地段,應布置一定數量的鑽探橫剖面,每一橫剖面不少於3個鑽孔;鑽孔深度應達基底持力層下或鑽入基岩1—2m,但孔深一般不超過10 m。
3.3.4.2 架空索道、輸電線路地基鑽探主要為查明每個支架處的工程地質條件,並提供。。。。。
D. 水文水井地質鑽探多少米取一個樣
不是的
鑽探的目的可分為:地質鑽探,水文水井鑽探,工程勘察鑽探,石油鑽探等等。
鑽孔如下:
地質鑽探:從鑽孔中不同深度處取得岩心、礦樣進行分析研究鑒別查明礦體或劃分地層,判定地層地質情況的作業。通常地質找礦中鑽探的費用至少都要佔到40%以上。鑽孔直徑小(46~91毫米 ),按礦種的不同 ,深度從幾十米到幾千米。
2. 水文水井鑽探:鑽探至含水層(位)時固井成孔,從而滿足人畜飲水問題及農田灌溉或為地質部門提供水文觀測。文地質鑽探,普查孔直徑小於150毫米,勘探孔直徑150~350毫米,水井直徑 150~550 毫米 ,孔深 300 米以上。
3. 地熱鑽探:鑽探成,對地熱資源通過熱載體進行開采利用。目前的技術鑽井深度一般可以達到3000到5000米,地熱資源利用比較好的有羊八井高溫地熱田,西安地熱田,北方集中在北京和天津兩地。
4.工程勘察鑽探:從鑽孔中取得岩心、土樣進行物理性質分析從而判斷其地基基礎是否滿足工程建設的承載重力和穩定性。工程地質鑽探 為勘察壩基 、水庫、渠道、港口工程、高層建築以及鐵路、公路沿線的工程地質情況。
5. 石油鑽探:鑽探成孔直接進行資源開發利用,國內有名的三家:中石油,中石化,海石油。鑽孔一般開孔915毫米,終孔216毫米 ,孔深1000~7000米 及以上,通常井口要安裝防噴器具。
6. 文物勘察鑽探 (鑽探) :直觀准確地取得一定地點的文化堆積資料,它比發掘省工,破壞性小,能在短時間內了解較大面積的地下情況。適用於具體了解遺址堆積分布范圍、厚度、大型建築基址、大型墓葬和古城的形狀和布局等。
E. 鑽孔的基本方法有哪些
鑽孔的基本方法有:
1)鑽孔前必須按孔的位置、尺寸要求,畫出孔位的十字中心線並打上中心樣沖眼。
2)鑽頭的夾持應先將鑽頭柄塞入鑽夾頭的三卡爪內,其夾持長度不得小於15mm。
3)根據工件形狀及鑽削力的大小,應採用不同的裝夾方法以保證鑽孔質量和安全。如:中、小長方體工件用平口鉗裝夾;軸類及管件類可用V形架裝夾;異型零件或加工基準在側面的工件可用角鐵進行裝夾;小型工件或薄板鑽孔時,可用手虎鉗夾持等。
4)鑽削用量包括切削速度、進給量和切削深度三要素,應按要求合理進行選擇。
5)鑽孔時,先將鑽頭對准樣沖眼鑽一淺坑,觀察其與劃線圓周是否同心。如果發現偏心,則應及時橋正。
鑽探工程已廣泛用於國民經濟許多部門,按用途,鑽孔可分為如下幾類:
①地質普查或勘探鑽孔,用於了解地質構造、找礦或探明礦產儲量;
②水文地質鑽孔,勘察地下水文地質情況;
③水井,為工業、農業、國防及生活而開發利用或補給地下水資源並有充實水文地質資料作用;
④工程地質鑽孔,勘察或為建築廠基、壩址、水庫、橋梁及道路等探明工程基礎狀況;
⑤石油鑽井,勘查和開發石油、天然氣;
⑥地熱鑽孔,勘探和開發地下熱水與蒸氣資源;
⑦工程基礎施工鑽孔,為加固處理建築工程基礎而應用的基礎樁或管樁所施工的鑽孔;
⑧開發鑽孔,開采地下鹵水、溶解岩鹽、硫磺、燃燒氣化地下煤炭等;
⑨采礦或隧道等工程的輔助鑽孔,采礦或隧道施工時為通風、排水、探水、探氣、凍結、運輸以及建築和通訊安裝管線、爆破、取樣、灌漿等所施工的鑽孔。
(5)平原水庫工程地質鑽孔擴展閱讀:
鑽孔用的夾具主要包括鑽頭夾具和工件夾具兩種。
⒈鑽頭夾具:常用的是鑽夾頭和鑽套。
⑴鑽夾頭:適用於裝夾直柄鑽頭。鑽夾頭柄部是圓錐面,可與鑽床主軸內孔配合安裝;頭部三個爪可通過 ;緊固扳手轉動使其同時張開或合攏。
⑵鑽套:又稱過渡套筒,用於裝夾錐柄鑽頭。鑽套一端孔安裝鑽頭,另一端外錐面接鑽床主軸內錐孔。
⒉工件夾具:常用的夾具有台虎鉗、平口鉗、V形鐵和壓板等。裝夾工件要牢固可靠,但又不準將工件夾得過緊而損傷過緊,或使工件變形影響鑽孔質量(特別是薄壁工件和小工件)。
鑽孔的位置精度的控制,實質上是鑽削過程中鑽頭與工件的相互正確位置控制過程。為了考核操作者的操作技能,要求鑽孔時孔的位置調整隻能是手工、動態控制過程,不允許使用鑽模以及其他夾具。
因此孔的位置精度受到劃線、機床精度、工件和鑽頭的裝夾、鑽頭刃磨質量、工件位置及機床切削用量的調整等一些不確定因素的影響,再加上要有一定的加工技巧和必要的保證措施,所以,當孔的位置精度要求較高時,就會導致出現嚴重超差現象。
F. 堆積體工程地質特徵
下咱日堆積體是壩址區體積最大的一個堆積體,由於緊靠壩址上游左岸,堆積體下游部分為電站進水口,研究下咱日堆積體的空間工程地質結構以及對其穩定性問題做出合理的分析判定,對於電站在施工及運營期間的安全性具有重要的意義。該堆積體分布高程從河邊至高程 1920 m,面積約 1. 5 km2,估計方量約 9800 × 104m3。
下咱日堆積體分布於金沙江左岸上、下壩之間,根據堆積體的空間分布 ( 分布高程)及對工程的影響程度,大致以下咱日溝為界將堆積體分為Ⅰ、Ⅱ兩個區 ( 圖 6. 1. 1) 。Ⅰ區分布於上壩址左岸,下咱日溝西南側,靠河邊地形平緩且薄,地形較陡且厚度較大地段比正常蓄水位高約百餘米,對樞紐建築物影響較小; Ⅱ區分布於下咱日溝北側,緊鄰樞紐建築物,其分布位置及高程不僅影響樞紐建築物的布置,且水庫蓄水後堆積體的穩定對大壩的安全具直接影響,因此,勘察的重點、研究的重點皆在堆積體Ⅱ區,本次研究工作的重點亦為Ⅱ ( 以下所述內容均針對Ⅱ區) 。
圖 6. 1. 1 下咱日堆積體工程地質平面圖
6. 1. 1 堆積體空間分布特徵
6. 1. 1. 1 下咱日堆積體分布區地形特徵
根據堆積體分布區 1∶2000 地形等高線圖,為了能夠更直觀地分析堆積體的空間形態特徵,我們建立了下咱日堆積體三維地形等高線雲圖 ( 圖 6. 1. 2) 及坡度分布雲圖 ( 圖6. 1. 3) 。從中可以清晰看出整個堆積體大約分布有兩個較緩的台地,即: 高程 1540 ~1560 m 及高程 1610 m 以上,其地形坡比約為 10% ~ 32% 。其中高程 1560 ~ 1610 m 附近形成一陡坎,其地形坡比大約 95%。該陡坎上部為膠結較好的硬殼層,下部為具有較好層理狀結構並且具有一般膠結的礫石層,由於兩者強度上的差異在有些部位發育有 「洞穴」( 圖 6. 1. 4) ,甚至在局部還伴有局部小范圍的坍塌現象。
為了研究下咱日堆積體的分布區的地表水文地質特徵及空間流域分布,在研究過程中對其地表形態進行分析,建立了堆積體分布區的空間流域分布圖 ( 圖 6. 1. 5) 。從圖中可以看出,堆積體分布區主要地表徑流排泄通道為下咱日溝,該溝在分析區內其流域面積約為 8. 85 ×105m2。其餘由於常年的沖刷在堆積體表部 ( 尤其是下部台地) 處形成幾條較大的沖溝,也成為堆積體分布區內的小范圍的流域排泄通道 ( 圖 6. 1. 5)
圖 6. 1. 2 下咱日堆積體空間等高線分布
圖 6. 1. 3 下咱日堆積體空間坡度分布
圖 6. 1. 4 下咱日堆積體陡坎處分布的 「洞穴」
圖 6. 1. 5 下咱日堆積體空間流域分布
圖 6. 1. 6 顯示了水庫蓄水到正常設計水位高程 ( 1618 m) 時的堆積體的淹沒情況,下部紅色區域為水庫淹沒區,上部黃色區域為非淹沒區。從圖中可以看出,水庫蓄水後堆積體的陡坎及以下部分將處於水下。
圖 6. 1. 6 下咱日堆積體水庫淹沒分析
6. 1. 1. 2 堆積體三維空間結構及規模
為了探明堆積體的規模、成因及分布規律,中水顧問集團昆明勘察設計研究院針對堆積體共布置勘探鑽孔 19 個、勘探平洞 6 個、豎井 2 個,同時開展部分物探工作。各勘探點及勘探剖面布置見圖 6. 1. 1。根據現場鑽孔資料,堆積體最大厚度可達 118 m。
為進一步研究下咱日堆積體的三維空間結構形態特徵及其分布規模,以便為電站後期的設計及施工階段提供可靠的依據,我們根據現場地面調查、地形圖 ( 1∶2000) 、地質圖 ( 1∶2000) 、已有的上述鑽探及物探等資料建立了其相應的三維空間結構模型( 圖 6. 1. 7、圖 6. 1. 8) 。
從圖中可以看出下咱日堆積體總體上像一個裝滿東西的 「勺子」,其中部厚度較大,基覆面 ( 基岩與堆積體接觸界面,以下同) 中部下凹,呈 「勺」狀或 「鍋底」狀。從縱向上看,堆積體的底界面在三維空間總體上呈現為傾向河谷,傾角也由 35°左右逐漸變為水平,甚至前緣靠江邊部位出現反翹現象 ( 如Ⅲ、Ⅳ號剖面) ( 圖 6. 1. 8) 。橫向上,沿河谷方向,堆積體底界面總體上為傾向下游並在上、下游兩端逐漸翹起,且具有堆積體的厚度上游相對較薄、下游相對較厚的趨勢。
此外,從鑽孔勘查資料表明在基覆面的某些部位仍然保存有磨圓度很好,岩性成分相當復雜、含有不少本地區沒有的花崗岩類的卵礫石 ( 圖 6. 1. 9) ,且大都已經呈現完全膠結或半膠結成岩狀態,顯然是金沙江自上游數百公里外搬運而來。因此,在堆積體形成之前的一段時間內該部位應為古金沙江的古河槽 ( 圖 6. 1. 10) 。
圖 6. 1. 7 下咱日堆積體三維空間結構
6. 1. 2 堆積體工程地質結構
根據現場工程地質調研及鑽孔、平硐 209 等勘探資料,對下咱日堆積體主剖面 ( Ⅲ-Ⅲ剖面) 進行工程地質結構分區 ( 圖 6. 1. 11) ,並建立了其相應的三維工程地質結構分區( 圖 6. 1. 12) 。從上往下依次為:
6. 1. 2. 1 膠結、半膠結的砂、卵礫石層
該層位於堆積體的前部,其主要成分為具有層理狀的膠結、半膠結的砂、卵礫石層,組成物質成分較雜,以灰岩、玄武岩居多,部分為花崗岩、砂岩等卵、礫石。具 PD209及 PD221 揭露該層部為一層厚度較薄的膠結硬殼層,局部分布有崩坡積層、河流相沉積的卵礫石層及較大的滾石物質 ( 滾石最大可視粒徑可達 10 m) 。
圖 6. 1. 8 下咱日堆積體三維形態特徵
為進一步認識該層粒度分布特徵,分別在 PD209 內分別選取了四個試樣點進行了相應的粒度篩分試驗 ( 圖6. 1. 13) ,由於現場條件限制粒度篩分試樣大小為20 cm ×20 cm ×20 cm,且粒徑范圍為大於 1 cm 的顆粒。從頻率分布柱狀圖上可以看出在粒度分析范圍內絕大部分粒度小於 1 cm,粒徑 <1 cm 的顆粒最大可達 60%以上,平均含量約為 47. 2%。
通過鑽孔及平洞揭露,該層內部夾有粉細砂層。但通過地表調查及勘探成果分析,該層內部的粉細砂層在空間上的分布呈透鏡狀 ( 圖 6. 1. 14) ,分布不連續,其延展長度一般小於 5 m,且較為緻密並呈半膠結狀態,不具有成層性。從總體上不構成連續性的軟弱界面,不會影響堆積體的穩定性。
6. 1. 2. 2 土石混合體層
該層為冰磧成因的土石混合體層,具泥質膠結或呈架空結構特徵,其含石量大於40% ,現場平硐揭示,最大粒徑可達 3 m 左右,組成物質絕大部分為灰岩、玄武岩。
圖 6. 1. 9 鑽孔揭露堆積體底界 ( 基覆面) 分布的卵礫石層
圖 6. 1. 10 下咱日堆積體分布區古河槽及今河槽基岩面等高線 ( m) 圖
根據平洞 209 揭露,該層土石混合體在內部細觀結構上從坡體外部到內部大致可以劃分為兩個亞層 ( 圖 6. 1. 15) : 具有泥質膠結的土石混合體層及具有架空結構的堆石體層。其內部塊石粒徑較大,具有一定的磨圓度。其中具泥質膠結的土石混合體層,塊石構成的骨架內部空隙被粘土及粉土充填,填充成分較為緻密,透水性較弱; 具有架空結構的堆石體內部大塊體構成的骨架內部有粒徑較小的塊體填充,且塊體內部排列緊密,呈高度壓密狀態,深部可見局部有少量泥質充填成分。但從整體上這兩個亞層沒有明顯的界線,基本上呈逐漸過渡趨勢。
為了明確下咱日堆積體內部分布的這兩類岩土介質的粒度組成,為其抗剪強度研究提供依據,我們採用數字圖像處理技術對 PD209 所揭露的這類岩土體進行了大面積粒度分析試驗。
根據現場斷面特徵,選取土石閾值為2 cm,即: 粒徑 <2 cm 的顆粒將被視為 「土體」成分。因此對圖像所顯示的粒徑大於 2 cm 的顆粒進行統計,圖 6. 1. 16 顯示了兩組圖像顆粒提取過程。
圖6.1.11 下咱日堆積體地質結構剖面圖
圖 6. 1. 12 下咱日堆積體三維工程地質結構分區
圖 6. 1. 13 砂卵礫石層粒度分析成果
圖 6. 1. 14 下咱日堆積體內部呈透鏡狀分布的粉細砂層
圖 6. 1. 15 PD209 揭露的下咱日堆積體內部土石混和體層
圖 6. 1. 16 基於數字圖像處理技術對 PD209 內揭露冰水堆積層( 土石混合體) 進行粒度分析
根據上述方法,我們共對7組圖像進行了相應的粒度分析,累計分析總面積約26m2,圖6.1.17。從圖中可知該土石混合體的含石量(粒徑大於2cm的顆粒)分布范圍為30%~70%之間,平均含石量約52%,根據水利部行業標准《土工試驗規程》(SL237-1999)中的土的分類標准,該層岩土體應屬於混合巨粒土—巨礫混合土范疇。從圖6.1.16圖像處理圖上還可以看出該層土石混合體粒度分布及其不均勻。
圖6.1.17 各粒度分析試驗成果圖
6.1.2.3 基岩
二疊繫上統玄武質噴發岩(P2d),其岩性主要為灰、灰黑及紫灰色的玄武岩、杏仁狀玄武岩及火山角礫熔岩等,該層從上到下又可分為全風化、強風化、弱風化及新鮮基岩。根據鑽孔揭露顯示,除堆積體上部及Ⅲ號剖面揭露為全風化或強風化接觸外,絕堆積體下伏基岩大部分為弱風化玄武岩體。基岩接觸面處,根據鑽孔揭露堆積體物質基本處於超固結或膠結、半膠結狀態(圖6.1.18),接觸較為緊密,不可能成為堆積體失穩的軟弱界面。
G. 工程地質勘探和水文水井鑽探,地質岩心鑽探的區別
不是的
鑽探的目的可分為:地質鑽探,水文水井鑽探,工程勘察鑽探,石油鑽探等等。
鑽孔如下:
1.地質鑽探:從鑽孔中不同深度處取得岩心、礦樣進行分析研究鑒別查明礦體或劃分地層,判定地層地質情況的作業。通常地質找礦中鑽探的費用至少都要佔到40%以上。鑽孔直徑小(46~91毫米 ),按礦種的不同 ,深度從幾十米到幾千米。
2. 水文水井鑽探:鑽探至含水層(位)時固井成孔,從而滿足人畜飲水問題及農田灌溉或為地質部門提供水文觀測。文地質鑽探,普查孔直徑小於150毫米,勘探孔直徑150~350毫米,水井直徑 150~550 毫米 ,孔深 300 米以上。
3. 地熱鑽探:鑽探成,對地熱資源通過熱載體進行開采利用。目前的技術鑽井深度一般可以達到3000到5000米,地熱資源利用比較好的有羊八井高溫地熱田,西安地熱田,北方集中在北京和天津兩地。
4.工程勘察鑽探:從鑽孔中取得岩心、土樣進行物理性質分析從而判斷其地基基礎是否滿足工程建設的承載重力和穩定性。工程地質鑽探 為勘察壩基 、水庫、渠道、港口工程、高層建築以及鐵路、公路沿線的工程地質情況。
5. 石油鑽探:鑽探成孔直接進行資源開發利用,國內有名的三家:中石油,中石化,海石油。鑽孔一般開孔915毫米,終孔216毫米 ,孔深1000~7000米 及以上,通常井口要安裝防噴器具。
6. 文物勘察鑽探 (鑽探) :直觀准確地取得一定地點的文化堆積資料,它比發掘省工,破壞性小,能在短時間內了解較大面積的地下情況。適用於具體了解遺址堆積分布范圍、厚度、大型建築基址、大型墓葬和古城的形狀和布局等。
H. 初步設計階段的第一期工程地質勘察工作
1954年2月馮景蘭、姜達權、錢學溥等隨中蘇專家查勘團,查勘了三門峽河段。
同年5~12月,由地質部工程地質管理處鄧林、姜達權、閻錫嶼等組成的黃河中下游隊和電力工業部水電總局張鑒新等(包括水電豐滿鑽探機組)組成的鑽探隊共同對三門峽壩址進行了初步設計階段的工程地質勘察和初步鑽探工作,這一次的勘探任務是在黃河水利規劃委員會所組成的黃河查勘團到三門峽查勘後,初步決定了三門峽可能選為黃河中下游第一期開發工程。之後,由蘇聯地質專家奧加林布置了不同比例尺的地質測繪以及鑽孔、試坑、探槽、土鑽等勘探工作。其主要內容如下:
(1)水庫區進行了比例尺1:50000(精度為1:100000)的綜合性工程地質測繪,工作面積為7800km2(包括涑水盆地);
(2)在黃河及渭河兩岸測繪了20個黃土坍岸剖面;
(3)在壩址區分別進行了比例尺1:10000,與1:2000的地質測繪工作;
(4)同時對壩址進行了勘探工作,計鑽孔30個、探槽4個、試坑3個(詳見圖4);(5)對建築材料產地亦進行了地質調查工作,並對5個產地進行了少量的勘探與試驗工作;
(6)工作完成後提交了文字報告及各種平面圖、剖面圖與柱狀圖。
通過上述勘探工作,對三門峽壩址區的工程地質、水文地質做了進一步的闡述,給1954年以後的勘探工作打下了良好的基礎,所搜集的資料成為三門峽初步設計的重要依據。但是由於勘探時的技術經濟調查報告還沒有編出,勘探和設計未能銜接。此外,當時工作中還沒有統一的規程和規范,所提供的資料,還不能完全滿足初步設計的要求。
同年,鐵道部第三設計院在庫區隴海鐵路的大營至零口間,作了水庫坍岸和黃土濕陷預測等工程地質工作。
在這期間,地質部水文地質工程地質局961隊在庫區的渭河南北兩岸進行了1:20萬比例尺的綜合性水文地質測繪。
在1954年到1957年間,中國科學院地質研究所劉東生等及北京地質勘探學院普地教研室杜恆儉等,對潼關到三門峽地區第四紀地質與地貌進行了研究,並提交了部分地區的文字報告與全區比例尺1:200000的第四紀地質圖與地貌圖。
1955年3月,地質部水文地質工程地質局岑嘉法、董志良、藍朝玉等,對會興鎮到三門峽地區鐵路專用線進行了路線的草測與初測工作,並提交相應的文字報告與線路地質圖。
1955~1956年為配合三門峽工程建設,地質部同黃河水利委員會共同組建的「941隊」對伊、洛、沁三河進行了技術經濟報告階段的工程地質勘察,在選定的第一期壩址(洛河的故縣、伊河的東灣)進行了初步設計階段的工程地質勘察,並提交了成果資料。
1955年6月,地質部從「941隊」抽調了陳祺江等6位同志,在水文地質工程地質局對前人在三門峽工作期間所取得的成果資料進行了清理和核實,為新一輪工作做了認真的准備。
圖4 三門峽計劃壩址初步勘探工程示意圖
I. 地質勘探,施工前進行地勘,遇到岩石後應鑽探多少米,規范規定,哪一條(比如孔樁)
回次進尺,由於岩土地層的性質不同對於回次進尺的要求也不大一致。根據建築鑽探技術標准求,土層中,不超過1.0m,對於主要持力層一般不超過0.5m。對於岩層,不超過岩心管長度,軟岩中不超過2.0m。
由於部分地層比較破碎,在鑽探過程中如果進尺太大,容易導致岩心管內的碎石隨岩心管轉互相磨損,這樣取芯率會降低,影響鑽孔岩芯質量。在復雜地質條件下,控制回次進尺的深度也是保證取芯率的重要措施之一。
(9)平原水庫工程地質鑽孔擴展閱讀:
全新統粉細砂層組:
主要分布於長江三角洲平原和蘇北廢黃河故道地區,屬沖積和沖海積相沉積,為褐黃色至灰黃色粉細砂,含少量泥質,飽水,不均勻系數小於50,砂層厚度10-25米,頂板埋深小於5米,受地震作用後容易產生砂基液化。
上更新統粉細砂層組:主要分布於里下河和太湖地區,以灰色、黃褐色粉細砂為主。砂層厚度3—14米,頂板埋深10—20米,多屬中密至密實狀態。
上更新統含礫中粗砂層組:主要分布於淮河以北地區,為沖積、沖洪積相棕黃色中、粗砂,局部地區夾有亞粘土透鏡體。層厚2—24米,頂板埋深2—24米,砂層飽水,密實,顆粒分選性差。
全新統亞砂土層組:主要分布於長江三角洲平原區、黃泛區及沿海一帶,為灰黃色沖積、沖洪積、沖海積相沉積。軟塑狀,固結壓密程度較低。層厚2—10米,頂板埋深一般為0—3米。
全新統粘土、亞粘土層組:全省各地均有分布,為灰黃色、褐黃色沖積、沖海積和湖積相沉積物。可塑,具高——中壓縮性。層厚一般為2—7米,頂板埋深0—5米。