（一）钻探工程的施工管理

钻探工程是地灾勘察中使用最普遍的重要手段，但由于受到地质条件和钻探技术条件等多种因素的影响，钻探工程也存在一些不足之处——如岩芯采取率很难达到100%、钻孔的方向会偏离设计的方向而发生歪斜、钻具的长度误差影响孔深及分层深度的准确性等，由此会使钻孔地质资料的可靠程度降低。因此，必须确保钻孔的施工质量和加强钻探工程的施工管理工作，为钻机安全、快速、高质量的施工创造条件，并获取更多可靠的地质、水文地质资料。

一般来说，钻探工程的施工管理包括开孔前的准备工作、钻进中的地质管理工作和终孔后的地质管理工作3个方面的内容（表5.10）。这项工作由地质技术员（大、小班记录员）和钻机机（班）长负责。能否取全和取准钻探第一手资料及其他技术经济数据等，与地质技术员和钻机机（班）长有直接的关系。

表5.10　钻探工程的施工管理主要工作一览表

续表

1.孔前的准备工作

（1）熟悉勘察区的地质情况

着重熟悉勘察区内地层、水文、构造等地质特征。一般来说，通过阅读本区已有的地质资料和勘察设计并进行野外实地观察后，对本区的地质情况就可以有一个比较详细的了解。对于地质技术员来说，只有在熟悉并掌握本勘察区总的地质特征（尤其是相邻钻孔资料）的基础上才能正确认识和判断本孔的地质特点，进而有的放矢地进行钻孔施工管理和原始地质编录工作。

（2）踏勘孔位

踏勘孔位包括确定孔位、调查开孔地质技术条件、调查钻探施工条件及确定开孔层位等工作。一般由地质技术员和钻探人员共同完成。

1）确定孔位

根据设计钻孔在地形地质图上的坐标，将设计图纸上的钻孔，经测量人员用全站仪或GPS等“点孔”→野外现场初测孔位→调整，现场确定孔位→埋桩，桩作为钻场安装标志。一般由地质、物探、钻探技术人员到现场确定孔位，要求能满足地质要求，尽可能不占或少占耕地，并考虑施工方便。若条件允许时，可与当地建设规划与需要相结合确定。

2）调查开孔地质技术条件

地质技术人员要现场了解钻孔位置表土的特征及厚度，查明基岩风化程度和裂隙发育情况等，以确定开孔时是否下孔口管或套管。

3）调查钻探施工条件

钻探施工条件主要是指安装场地、供水水源、供电线路和交通运输等条件，一般由钻探人员负责。应了解施工现场地下电缆、管道以及地面高压电线分布情况，钻孔距地下埋设物的安全距离应大于5 m；施工现场应保证“三通一平”（水、电、路通，地基平），并要求在钻塔起落范围内不得有障碍物。当场地不能满足钻探设备安装要求时需要修建地基，修建时必须考虑到地形、风向、雨季洪水的影响，并采取相应的安全措施；地基必须平整、坚实、适用；需采用填土修建时，必须进行打桩、夯实；塔基处填方面积不得大于塔基的1/4；深孔或在沼泽地区施工时，塔角和钻机底座地基宜采用水泥墩加固。

4）确定开孔层位

开孔层位直接影响见矿深度和终孔深度的确定，一定要准确地确定开孔层位。具体确定的方法是：①在暴露区，应作勘察线实测剖面图，找出可靠的标志层作为依据；②在掩盖区，应详细分析已有的地层和物探资料，并充分利用邻近已施工的钻孔资料来确定开孔层位；③在新区，一般应在钻孔钻进一定深度后，再研究确定开孔层位。

（3）编制钻孔地质指示书

钻孔地质指示书是依据本区勘察设计、本孔地质和水文地质条件，在施工单位总工程师的主持下，由地质、钻探技术人员共同编制的、指导钻孔施工管理的地质技术设计（图5.15）。它实质上就是钻孔的单孔设计，是钻孔施工的依据。单孔设计的内容包含地质和钻探技术两个方面，具体包括钻孔地质预想柱状图、岩石组成、可钻性等级、钻孔结构、钻进工艺、成井工艺、工程质量指标及安全生产措施等内容。

1）地质部分

地质部分由地质部门提出，由文字说明和钻孔地质预想柱状图两部分组成。

①文字说明。主要内容包括：施工区的地理位置、交通条件、地形地貌、气候和生活条件；设计钻孔的目的和任务、钻孔位置（坐标、标高）；地层划分和岩石可钻性级别、地质构造和水文地质条件，着重说明影响钻探施工的主要地质因素；开（终）孔层位、终孔深度；主要含水层和隔水层、涌（漏）水层段、孔壁坍塌及岩芯采取率、原始记录填写、简易水文观测、孔深误差、孔斜测量、采样、岩芯采取和保管、测井、封孔及水文地质试验与观测要求等。

②钻孔地质预想柱状图。一般采用1∶100或1∶200或1∶500的比例尺，将全孔从开孔到终孔预计要见到的各岩层，按其层位顺序、伪厚度或深度用规定的符号、图例填绘出来构成设计柱状图。钻孔地质预想柱状图是钻孔地质指示书的重要组成部分，考虑设计钻孔位置及勘察阶段、掩盖程度等，其主要编制方法有以下两种：

a.勘察线剖面定柱法。适用于设计在勘察线上的钻孔。根据设计钻孔在勘察线剖面上的位置，结合勘察线上已有地质资料，沿设计钻孔轴线直接截取表土层、含水层、隔水层及其他地层界线、地质现象的孔深点，并量出孔口标高和终孔深度，按一定比例尺和岩性图例绘制到空白的钻孔地质指示书上即可。

b.开孔层位定柱法。适用于没有设计在勘察线上的钻孔。在构造简单的暴露和半暴露区，可根据设计钻孔附近实测地层剖面资料和该孔岩层倾角，沿设计钻孔轴线由上而下按开孔层位将钻孔预计要见到的各岩层，按其层位顺序、伪厚度或深度用规定的符号、图例填绘出来构成设计柱状图。

图5.15　钻孔地质指示书示意图

2）钻探技术部分

钻探技术部分就是钻探施工设计，由探矿部门提出。水文地质钻探施工设计是根据项目的水文地质设计书或项目委托计划任务书或合同的要求，在现场踏勘的基础上，按照现有的生产定额、材料消耗定额、人员和设备配备与费用定额等资料编制的、指导钻孔施工的方案。根据需要与可能选用设备和选择最优施工方法与工艺，以确保工程质量和获取最佳的技术经济效益。具体内容是：

①钻探技术设计。包括钻孔结构、冲洗介质、成井工艺及保证质量与安全的技术措施，并附典型钻孔结构设计图。

②供水、供电设计。根据现场踏勘了解的当地水源条件，选择供水方法和设备。采用电力驱动时提出供电方法与要求。

③施工期限与费用预算。包括选择设备、编制施工进度计划、确定施工组织形式、钻孔施工工期要求；进行技术经济指标测算并编制费用预算等。

3）单孔设计的审批

根据地质项目管理权限上报审批，即局（或下达任务的主管单位）管地质项目的单孔施工设计，由施工单位审查后报上级审批；施工单位自管地质项目或承包工程项目的施工设计，由施工单位审批后报上级备案。

在钻探施工中，如发现设计与实际情况不符时，应及时进行修订或补充，部、局管项目凡工作量与经费数量变化较大的修订要报上级批准。

钻孔地质指示书审批合格后，可连同钻孔施工通知书（表5.11），一并交给施工的钻机负责人。

表5.11　钻孔施工通知书

（4）开孔验收

在钻场安装完成和单孔设计编制并审批合格后，由分队长、地质人员、钻探人员和钻机机长等组成验收小组，根据钻孔设计和有关规定进行检查验收，其内容包括：

①钻探机械安装质量。检查钻塔、基台、钻机、柴油和泥浆泵等安装是否合格和立轴是否垂直，特别要注意检查是否做到地基平、基台平、钻机平、立轴直（“三平一直”）；天轮、立轴和孔口是否在一条垂线上（“三点一线”），以防止开孔后发生孔斜。

②泥浆循环系统。泥浆槽的长度、坡度、挡板的安装是否符合标准，水泥箱、沉淀池规格是否符合要求，泥浆泵运转质量和压力是否合格。

③施工用具。各种用具（钢尺、测绳、岩芯箱等）和各种原始记录表格（班报表、岩芯鉴定表、简易水文观测表、岩芯分次、分层标签等）是否齐全等。

（5）召开钻孔开工会

在开孔验收合格后，由地质鉴定员向钻机人员介绍钻孔的地质情况和质量要求，其内容包括：

①钻孔设计的目的和任务。着重指出本孔的地位和作用，是取芯或试验或观测或探采结合等。

②本孔将要穿过的基岩地层、含水层、隔水层、主要标志层等的层位和预计深度、厚度，以及终孔层位和终孔深度等。

③本孔可能遇到的各种情况。老窑、溶洞、漏水、掉块层段、断层带等。

④本孔施工中的有关钻探质量及技术要求，防止孔斜、判层、取芯、危险生产和事故等。

总之，要尽量从地质角度分析完成任务的有利因素和不利因素，提出措施和建议，做到“五交”，即“一交目的、二交情况、三交要求、四交关键、五交措施”。

2.钻进中的地质管理工作

钻进中的地质管理工作是指从开孔至钻孔达到设计终孔层位、停止钻进以前的一系列地质管理工作。它实质上是质量管理问题，会直接影响施工质量和地质资料的可靠程度。地质、钻探人员必须密切配合、认真负责地做好这项工作。

在具体讲述钻进中的地质管理工作之前，先对在钻孔钻进过程中涉及的几个基本术语进行解释：

回次　是指在钻孔施工中，从开始下钻并将钻具下入孔底进行钻进直至将钻具再次提出孔外的一个循环。

机上余尺（或上余、残尺、余尺）　是指钻机回转器某固定点至主动钻杆与水接头连接处的距离，也即钻机上固定位置至主动钻杆（一般是立轴）上端的长度。机上余尺是用于钻进作业时，测量进尺的基础数据。

进尺　是对钻进深度的度量（基本单位是“m”，精确到“cm”）。进尺是衡量钻探工作量的指标，用以表示工程的计划工作量和实际工作量或借此核算工程的单位成本。此外，还以钻头进尺（新钻头从开始钻进到磨损报废为止的总钻进深度）来评价钻头寿命。在实际工作中，按回次、班、日、月、年等进行统计，得到回次进尺、班进尺、日进尺、月进尺、年进尺等。在钻孔施工管理和编录中，常常用到“回次进尺、累计进尺”两个术语。“回次进尺”是指一个回次的钻进深度，回次进尺=本回次下钻后的残尺-本回次提钻前的残尺；“累计进尺”是指回次进尺以不同的时间状态节点累计得到的进尺，如班进尺是每一个工作小班回次进尺的累计值，日进尺是每日3个工作小班进尺的累计值等。

累计孔深（钻探记录孔深）　是指从孔口起算，每回次进尺的累计值，即本次累计孔深=上次累计孔深+本回次进尺。每钻进一个回次，就得到一个新的累计孔深。

钻具全长　是指钻孔内、外连接起来用于钻进的各种钻具长度的总和。

加尺　是指在钻进过程中，更换钻具后，钻具全长增加的长度。

减尺　是指在钻进过程中，更换钻具后，钻具全长减少的长度（应包含钻头磨损）。

采长　是指在钻进过程中采取的岩芯实际长度。正常情况下，采长小于或等于进尺；若采长大于进尺，则说明孔内有残留岩芯。

通常，在钻进过程中应做好的地质管理工作主要包括以下7个方面：

（1）开孔工作

钻孔开孔工作是指在开孔钻进时必须加强护孔和防斜措施，防止孔口坍塌和确保钻孔垂直。

①在易塌的表土层开孔时，可以用黏土投入孔内护壁，待钻穿过易塌表土层后，应下入孔口管，其底部和四周用黏土围填、捣实，不得有渗漏。

②回转钻进开孔。应采用短钻具和轻压慢转的方法钻进，遇松散层可用优质泥浆护孔，对水龙头和高压胶管要用绳牵引或用导向装置将其扶正，钻进过程中要用升降机将主动钻杆吊直，防止主动钻杆倾斜、摆动而造成孔斜。

③冲击钻进开孔。首先，将钻具吊起对位，找正钻孔中心，开挖孔口坑；其次，将钻具下放到孔口坑内，用短冲程、单冲次冲击钻进，放绳要准确、适量；最后，保持钻具垂直冲击钻进，防止钻具摆动伤人和导致孔斜。

④开孔钻进深度，一般应超过正常钻进所用粗径钻具长度后，才准改用正常的工艺钻进。

（2）钻探取芯与整理

钻孔一旦开始钻进，就会进行钻探取芯及岩芯整理工作。

1）钻探取芯

①提钻前，下卡料将岩芯卡紧。

②提钻时，操作要稳、速度要均匀、要慢提轻放、细致小心；注意判断岩芯有无下滑，防止岩芯中途滑落。

③提钻后，使岩芯管与地面成倾斜角度，并保持钻头离地面0.20～0.30 m。

④从岩芯管内敲取岩芯时，为防止岩芯紊乱，不准将岩芯管吊离地面过高且不得猛敲猛打；当岩芯从岩芯管中滑落后，应按上下顺序排列（不得颠倒）；用水清洗岩芯或清除杂质、剥掉泥皮等；及时填写回次标签（回次岩芯票，简称“次票”）（图5.16）。

⑤将岩芯首尾相接排列（不留明显缝隙），量取岩芯长度；计算回次进尺，并确定孔底残留情况等，一并填入次票和班报表内。

图5.16　钻孔回次岩芯票格式

2）岩芯整理

每一回次取出的岩芯必须及时整理，装入岩芯箱内（图5.17）。其要求如下：

①岩芯箱编号。每一个岩芯箱，在使用前，要在箱壁外面用红铅油写上钻孔编号、位置、机号、箱号，以及用箭头表示的岩芯装箱顺序。确保岩芯箱的编号顺序不乱且标志清楚。

②岩芯装箱。钻探记录员应将每回次取出的岩芯按上下顺序（由新到老）、从左至右装入岩芯箱内，即最后取出的岩芯先装，最早取出来的岩芯后装（从岩芯管靠钻头端先取出的岩芯相对较老）。每一回次最后一块岩芯的末端均应有岩芯次票。对于松软、粉状的岩芯不能用水冲洗时，应剥掉泥皮、清除杂物后，不分块整理，而用布袋装好标明孔号、起止深度，按顺序装入岩芯箱。没有取上岩芯的回次，也要填好岩芯次票，待岩芯分层后，须在两层岩芯中间，置以岩芯分层票（图5.18）。对重要的岩芯须用牛皮纸包好后标明孔号、起止深度，交地质人员进行复查与保管。

图5.17　岩芯箱

图5.18　钻孔岩芯分层票格式

装箱中，若分箱时岩芯是完整的，可在接近换层处（最好不在层面处断裂，因为岩面对研究地层构造有重要意义）将岩芯打断分箱。换层岩芯装箱时，须在两层岩芯之间放入岩芯分层票。

③岩芯编号。在岩芯装箱前或装箱后，凡长度大于50 mm和少数长度虽小于50 mm但仍完整的岩芯，都应用油漆或防水笔在岩芯上按统一的方法标明编号。岩芯编号的方法有回次块数法和累计块数法，最常用的是回次块数法。

a.回次块数法。是指将回次的编号、岩芯的总块数和该块岩芯的序号都写在同一块岩芯上的岩芯编号方法。如“”表示“第15回次所取5块岩芯中的第1块”。

b.累计块数法。是指从开孔至终孔，不分回次将所有岩芯按取芯顺序依次编号的方法。如“1，2，3，4，…，n”。

④岩芯装箱后，在岩芯箱一侧注明勘察区名称、孔号、孔深、回次起止号、岩芯起止号等。

（3）钻探原始记录班报表的填写和检查

钻探原始记录班报表是钻探施工最基本的原始记录，是钻孔最基础的资料，必须认真填写和检查。班报表必须反映钻探施工生产技术活动的全过程，总台时的时间是连续的，即从安装开孔到完孔拆迁期间，不能出现时间的中断，不得任意涂改或追记，内容必须真实、准确、详细、齐全、整洁、清晰。钻探原始记录班报表的正确与否直接影响钻孔地质编录的可靠程度。

在钻进过程中，每个班次都要由钻机小班记录员填写一张钻探原始记录班报表，规定用钢笔填写。其内容有工作的起止时间、工作内容、回次编号、钻具全长、机上余尺、进尺、孔深、加尺、减尺、岩芯采长等。在实际工作中，各生产单位采用的班报表格式和内容不完全相同，表5.12、表5.13列出了两种班报表格式。

表5. 12　勘察区ZK钻孔钻探原始记录班报表（参考式样一）

表5. 13　钻探原始记录班报表（参考式样二）

为了保证班报表记录的正确，地质人员有责任督促检查并协助小班记录员做好这项工作。地质人员要对已填写的班报表进行认真检查，着重核实与钻孔原始地质编录有关的记录内容，如钻具全长、回次进尺、累计孔深、岩芯整理和编号、岩芯采长等，发现问题应及时纠正。具体检查内容见表5.14。

表5.14　钻探原始记录班报表检查的主要项目和内容

（4）钻孔简易水文地质观测

钻孔简易水文地质观测是对钻孔钻进过程中水文地质现象如钻孔中水位的变化、冲洗液的消耗和漏失情况、严重掉块、溶洞、老巷、大裂隙、钻具突然下降、水温异常、孔壁坍塌、涌砂及逸气等的观测和记录。钻孔简易水文地质观测是水文地质钻探钻进中的一项重要工作。通过这项工作，可发现含水层和初步确定含水层的富水性能，必须予以足够的重视。简易水文观测由小班记录员负责，如发生自流或严重漏水现象时，地质人员（或专门水文地质人员）应到现场帮助小班记录员做好观测和记录工作。

（5）岩芯的采取

岩芯是研究地层、构造、岩性、水文地质条件的基本依据，也是评价钻探工程质量的重要指标。衡量岩芯采取质量的好坏主要取决于岩芯采取率及岩芯采取的完整程度。

一般情况下，基岩的全孔岩芯平均采取率不低于60%。对不同的勘察阶段、不同的地质情况、不同的生产建设需要等，对岩芯的采取有以下要求：

①在初勘阶段，必须保证有较好的岩芯采取率，以建立完整的地质剖面。

②对主导勘察线上的钻孔，必须保证较高的岩芯采取率，以获得完整的地质构造剖面。

③在构造复杂、地层对比困难的地区，需要有较高的岩芯采取率。

④对于专门的构造孔、水文孔、井筒检查孔，必须根据钻孔设计的要求，保证岩芯的采取率。

⑤在地质构造简单、地层稳定地区或不需要取芯的地层，在勘探阶段可布置无芯钻孔。

（6）预防钻孔偏斜

钻孔偏斜（也称钻孔弯曲，简称“孔斜”）是指在钻进过程中，钻孔已经钻成的孔段轴心线与原设计轴心线发生了偏差的现象。

钻孔轴心线上任意一点（P）的空间位置，决定于该点的深度、天顶角（或倾角）和方位角3个要素（图5.19）。天顶角（γ，简称“顶角”）是钻孔轴心线与铅垂线的夹角，倾角（σ）是钻孔轴心线与水平面的夹角，σ和γ互为余角：γ+σ=90°；方位角（β）是钻孔倾角平面与定向方位（正北方向）平面的夹角或是钻孔轴心线在水平面上的投影线与正北方向的夹角。

图5.19　钻孔偏斜示意图

孔斜有3种情况：天顶角歪斜、方位角不歪斜（钻孔轴心线未偏离勘察线剖面）；天顶角不歪斜、方位角歪斜（钻孔轴心线偏离了勘察线剖面，但天顶角未变）；天顶角和方位角均歪斜（钻孔轴心线偏离了勘察线剖面，天顶角也发生了变化）。在实际工作中，一旦发生孔斜，常常是天顶角和方位角均歪斜。

1）孔斜的原因

①地质方面的原因。遇溶洞、断层破碎带、流沙层、松散易坍塌岩层、卵石层等，因孔径扩大，钻具不易控制钻进方向，从而产生无规律孔斜（图5.20）；软、硬岩层交替时，若岩层倾角较大，由于层面上可钻性不均，使钻头的钻进方向发生改变而发生孔斜（图5.21）。

图5.20　遇溶洞发生无规律孔斜示意图

图5.21　软、硬岩层交替发生孔斜示意图

②钻探设备方面的原因。钻塔、钻机安装质量不高；钻具的垂直性和粗径钻具的导向性差；钻头或其他钻具使用不当等。

③操作技术方面的原因。钻机转速选用不当；孔底压力控制不当；地质人员的操作不当等。

2）孔斜的危害

①影响钻进效率。孔斜后，一方面钻具不能快速回转，也不能加压钻进，升降钻具也困难，减少了纯钻进时间；另一方面增加了无效进尺。

②增加钻孔事故。孔斜后，断钻、埋钻事故增加。因为孔斜后，一部分压力施加于钻具上迫使其发生弯曲（断钻）；另一部分压力作用于偏斜的孔壁，易使孔壁垮塌（埋钻）。

③加大设备的磨损。孔斜增加了钻具的磨损，缩短了钻具的使用寿命。

④影响抽水设备的正常运转，严重时会使各种井管和抽水设备无法顺利地下入孔中。

⑤影响地质资料的可靠性。孔斜改变了原设计见层深度、岩层产状及工程密度等，还可造成钻孔达不到设计的目的。

⑥测井困难。孔斜后，孔壁易垮塌、掉块、测井仪器和电缆入井困难。同时，易发生埋仪器和电缆的事故。

3）预防钻孔弯曲的措施

地质人员应将钻孔的地质情况，如岩性、软硬互层、断层破碎带特征等，经常向钻机人员交底，使钻机人员能够根据孔内地质条件的变化在钻探工艺上采取相应措施，减少和避免孔斜。具体措施是：

①安装及机械维护人员应使钻探设备的安装合格，钻塔、钻机安装要周正、水平、稳固，保证天车、回转器、钻孔中心“三点一线”。

②根据地质条件选择正常的钻进方法，确定不同岩层的钻进技术参数，在条件相同时，各项钻进技术参数应一致。钻机人员应加强判层，掌握孔底情况，合理调节孔底压力、转速、水量，合理选用钻头和控制钻程，要求三班的操作标准一致。

③根据钻孔结构合理选择钻具结构。三牙轮钻头钻进要采用钻铤加压；用简状钻具钻进要选择长、直筒状钻具。

④钻进软硬互层的易孔斜地层、卵石层及破碎带地层，要求钻进均匀，采取轻压慢转，同时，要适当控制泵量。

⑤回转器或转盘旷动和部件严重磨损的钻机不得使用，液压钻机的锁紧机构在钻进中不得松动。不符合技术标准的钻机及钻具应及时更换，绝不允许凑合使用。

⑥进行中间测斜。为了解钻孔在施工过程中的孔斜情况，钻机人员应每隔一段距离用氢氟酸进行简易测斜。氢氟酸测斜时，所用玻璃管的厚度为3 mm，直径为27～30 mm，长度为200～250 mm，且不应有气泡和条痕，并在使用前将油污洗净。测斜时上下钻操作要稳、动作要快、停放时间要充足。停放时间应根据孔深和氢氟酸的浓度确定。如钻过松散层、换径、扩孔等位置时，要求测斜；正常地质条件下，每钻进50～100 m要进行测斜；地质条件复杂时，每钻进30～50 m进行测斜。

4）对孔斜的要求

在现有钻探技术的条件下，钻孔在一定深度内产生一定的孔斜是难免的。但如果孔斜过大，不但设备的磨损增加，孔内事故也将增多，而且还影响孔内管材和抽水设备的安装及正常运转，特别是当孔斜过大且又采用深井泵抽水时，还可能造成立轴和进水管折断等。因此，对孔斜必须有一定的要求。

水文地质普查、勘探孔，每钻进100 m或换径、终孔时，应测量顶角弯曲度。探采结合孔和供水井，每钻进50 m、换径、终孔或扩孔结束，应测量顶角弯曲度。钻孔顶角允许弯曲度，每100 m不得超过2°，并按照孔深递增计算。采用深井水泵抽水的供水井，下入泵管段每100 m不得大于1.5°。使用风压机等抽水时，孔深在100 m以内时，孔斜不得大于1°；当孔深为100～300 m时，孔斜不得大于3°；当孔深大于300 m时，孔斜不得大于5°。

按《机井技术规范》（SL 256—2000）3.3.2条的规定：井孔必须保证井管的安装，井管必须保证抽水设备的正常工作。泵段以上顶角倾斜的要求是安装长轴深井泵时不得超过1°，安装潜水电泵时不得超过2°；泵段以下每100 m顶角倾斜不得超过2°，方位角不能突变。

（7）丈量钻具全长与孔深误差处理

丈量钻具全长的目的在于保证孔深测量的准确性。钻孔深度的正确与否，直接影响钻孔地质编录时分层深度的正确与否，进而影响到其他综合图件的正确性。由此可知，丈量钻具全长与地质报告的质量有一定的关系。因此，在钻进过程中应认真丈量钻具全长和检查孔深，当发现记录孔深（累计孔深）与丈量钻具后所确定的实测孔深间存在误差时，应予以平差。

1）丈量钻具全长

丈量钻具全长一般是在下钻时将钻具悬空，用钢尺逐立根丈量。塔上一人（称上尺）持钢尺零端，塔下一人（称下尺）持钢尺的下端读数，小班记录员或地质人员负责记录。上尺、下尺和记录3人要配合好，丈量时拉紧钢尺，丈量长度不包括接头或丝扣的长度。记录时要准确无误。所有钻头、岩芯管、钻铤、钻杆机上钻杆的长度加在一起即是钻具全长（图5.22）。丈量后的钻具全长和实测孔深按下式计算为：

对丈量钻具全长的一般要求是：见基岩时丈量；每钻进100 m丈量；换径、下管前丈量；遇特殊情况（见断层或孔内发生事故等）时，可据需要丈量；终孔时丈量。丈量时均用钢卷尺测量。

2）孔深误差处理

误差值为“+”值时，说明实测孔深>记录孔深；误差值为“-”值时，说明实测孔深<记录孔深。

图5.22　钻具全长、累计孔深、回次进尺、加尺、减尺关系示意图

①孔深误差产生的原因

a.钻进过程中加尺、减尺时的误差。量尺不准、记录不准、计算错误或由于工作疏忽，加尺时拿错了已量好的钻杆等都会产生孔深误差。

b.使用不同尺子丈量产生的误差。在平时钻进加尺时用精度不高的木杆尺或折尺丈量钻具，而在规定的深度丈量钻具全长时又用较精确的钢尺丈量，由于量具的精度不同产生孔深误差。

c.更换钻具时产生的误差。增加钻具或更换钻具时，由于丝扣上不紧，入孔后机械扭力很大，使丝扣逐渐上紧，也会产生孔深误差。例如，一个1 000 m深的钻孔，钻具丝扣连接点可达600 m处左右，如果每个点产生1 mm的误差，累计误差可达0.6 m左右。

d.其他原因。钻具折断或弯曲、长度量取不准产生误差；量尺刻度不清、估计读数；机上余尺量取不准或钻头磨损的减尺未扣除，也会造成某一回次的孔深误差，但这种误差会在下一个回次中自行消除。

②孔深误差的处理方法

丈量钻具全长后发现的孔深误差实际是上次丈量全长后继续钻进的新孔段内所产生的误差。在这一孔段内所划分的岩层分界深度及岩层的钻探厚度，是以本次丈量全长前的孔深为基础确定的，孔深误差必然会反映到岩层的分层深度及伪厚中，需进行平差。根据《水文地质钻探规程》（DZ/T 0148—1994）的规定，误差应小于2‰，超差者应以校正测量数据为准更正。在实际工作中，当误差小于2‰时，可直接从记录深度中将差值消除；当误差大于2‰时，应合理平差，将误差分摊给可能产生误差的岩层中。

平差的实质是按比例分配孔深误差。它是根据产生误差的孔段长度内各岩层的厚度，分别按比例将误差值进行加权分配。即岩层厚度越大（权重大），分配的误差值越大；岩层厚度越小（权重小），分配的误差值也越小。其计算公式为

式中　x——平差后的岩层分层厚度（钻探厚度）；

M——平差前的岩层分层厚度（钻探厚度）；

Δh——孔深误差；

M1——上次实测孔深；

M2——本次记录深度（累计孔深）；

H——不参加本次平差的岩层厚度总和，是指在产生孔深误差的孔段内，分层厚度可靠、不需要进行层厚改正的各岩层厚度之和（如分层岩芯采取率是100%或有准确判层深度而定厚的岩层或为较薄的参与平差意义不大的岩层）。

出现孔深误差以后，理应将产生误差这一孔段内各回次的孔深依据其回次进尺数按比例将孔深误差值予以分配，计算出修改后的各回次孔深。用这种办法修改钻机的原始记录是难以做到的，主要是计算烦琐，给小班记录工作带来困难，更重要的是需要在原始记录上涂改每一个回次的累计孔深，将会把钻探原始记录搞得脏乱。为解决这一孔深误差的钻探平差问题，现场多采用最简单的办法，即将孔深误差值在产生误差孔段的最后一个回次一次消除。误差较大时，可在最后几个回次分摊消除。

3.终孔后的地质管理工作

终孔后的地质管理工作是指钻探达到设计终孔层位、停止钻进以后的一系列地质管理工作。包括以下6个方面：

（1）终孔工作

1）下达终孔通知书

当钻孔达到终孔层位以后，再钻进5～6 m，达到测井下缆孔深（测井电缆长约3.0 m）的需要后，便可停钻。由分队长和大班记录员共同研究后下达终孔停钻通知书（表5.15）。

表5.15　钻孔终孔停钻及封闭通知书

注：为方便钻机使用，一般都将钻孔终孔停钻通知书和封闭设计书合二为一。

2）丈量钻具全长和水文观测

停钻后立即量钻具全长，以校正孔深。同时，应根据停钻时间的长短，进行稳定水位的观测。

3）绘制简易钻孔柱状图

绘制简易钻孔柱状图是为测井提供钻孔基本情况。一般根据钻孔深度，按1∶100～1∶500的比例尺，将孔内所有中粗粒砂岩、灰岩、岩浆岩、含水层和垮塌掉块层段，以及涌（漏）水层段、流沙层、孔斜和事故点等的层位、深度，标注在柱状图上，并指出有疑问的地方，供测井解释时参考并防止发生测井事故。

（2）测井工作

测井是验证钻探成果的重要手段，地质技术员要配合测井人员作好测井解释，包括定性和定量解释，并与钻探成果对比，找出存在的问题，共同研究后作恰当的结论。

（3）终孔验收

终孔验收是由分队长、机长、技术人员组成验收小组，按《水文地质钻探规程》（DZ/T 0148—1994）14.3“工程质量验收及评定”中的工程质量验收标准，评出钻孔综合质量等级，填写钻孔质量验收报告书，对钻探、测井、水文等原始资料逐项进行审查和验收，并对工程质量和地质成果进行综合评价，确定该钻孔地质、水文地质资料利用的可靠程度。对验收不合格的项目，应及时补救，否则不能封孔。

（4）封孔

终孔验收合格后，水文地质钻孔在取得完整的水文地质资料后，若不留作开采孔或观测孔时，起拔井管之后，一般应进行封孔。封孔的目的是隔断地表水与地下水及各含水层之间的水力联系。一般由地质人员监督钻机人员按封孔设计的要求进行封孔，地质人员在编制钻孔封闭设计时，必须计算出封孔材料的数量，以便供应材料部门及时将封孔材料运至钻场。

根据钻孔水文地质条件和封孔材料，可以划分封孔的种类（表5.16）。

表5.16　封孔的种类

不需留作长期观测的钻孔，应按钻孔任务书要求在竣工后及时进行封孔工作。对下列情况应用优质黏土回填捣实：

①有咸、淡水或水质不同的潜水、承压水钻孔。

②穿过工业矿体及在开采矿区内施工的钻孔。

③位于江、河、湖、海防护堤附近的钻孔，位于重要建筑物地基附近的钻孔。

④对土地耕作及道路安全有影响的钻孔。

⑤非探采结合的承压自流水孔、热水孔、矿泉水孔。

必要时，用水泥浆进行封孔。常用的水泥浆封孔方法有以下两种：

①泵入法。首先将灌浆塞下入孔内一定深度，然后用泥浆泵注入水泥浆，待孔内水泥浆排出孔口为止，最后将灌浆塞堵死，向孔内压入水泥浆。其具体要求应由水文地质人员根据岩性情况，在钻孔任务书中明确要求。

②导管注入法。用51～76 mm水管或73 mm套管为导管，由下而上逐段灌注水泥浆进行封孔。将导管先下到离孔底约0.5 m处，再将水泥浆通过51～76 mm水管注入孔底，封一段向上提一段导管，直到孔口为止。

对不需要继续观测的高承压含水层进行封闭时，可选一段干燥、膨胀性大、无裂隙的直圆木，外径制成与计划堵塞处的孔径略同，用钻杆压着送到预定止水的顶板位置，用立轴夹住钻杆停留一段时间，待圆木膨胀，即可把承压水堵住。承压水头高的，圆木要长些。堵住后，在圆木上部一段再用黏土球填实，而后注入水泥浆，全孔封闭。

封孔后，要进行封孔取样，目的是检查是否封至设计深度和质量情况。一般用砂浆取样器下入孔内至封闭段砂浆顶界面，提捞砂浆样检查。要在孔口设标，包括设明标和暗标，当孔位为非耕地、无地面物影响时，自孔口向下封闭1.2 m，设明标；当孔位为耕地、有地面物影响时，自孔口以下0.5 m向下封1～2 m，设暗标。在水泥浆凝固以前，在浆液面上应写出勘察区名称、孔号、坐标、孔深、开竣工日期等。

在封孔完毕后，应填写封孔报告书（表5.17）。

表5.17　钻孔封闭报告书（参考式样）

（5）岩芯缩选和入库

岩芯是地质资料的实物依据，是水文地质钻探工作的重要成果，应很好地进行整理和保管，以免发生重要岩芯的混乱、散失而影响勘察成果的质量。

通常，钻孔验收后，对岩芯以箱为单位进行数码照相。钻孔的岩芯可根据具体情况保留、缩选或废除。当一个地区的钻孔数目比较多的时候，重点钻孔（控制性钻孔或具有区域代表性钻孔）、标志层和断层带的岩芯必须保留；一般的钻孔可以按分层缩取代表性岩芯，放在带有方格的木制岩芯箱内，每一方格内放置一张岩芯层票，说明是按规定缩减样或者是标本样，需长期保存，缩选的岩芯在岩性、岩相和层位上要有代表性，长度大于10 cm；废除的钻孔岩芯，可以就地处理掩埋，地面上要保留埋弃岩芯的标志。(www.daowen.com)

将保留、缩选的岩芯以箱为单位送至岩芯仓库，移交仓库人员保管；保管岩芯必须保持清洁整齐，包装坚固，顺序一致；除有关人员外，不能随意翻动。勘察工作结束以后，移交给设计、生产部门。

（6）钻孔资料整理归档

钻孔施工结束后，积累、收集了大量钻孔原始资料，主要包括：钻孔设计书、钻孔原始记录表、岩芯鉴定表、简易水文观测记录表、采样方案和取样记录及分析结果表、终孔通知书及封孔设计书、测井曲线及解译资料、封孔报告书、钻孔质量验收报告书、钻孔柱状图等，这些资料应按水文地质钻孔技术档案要求认真填写与归档。钻探班报表、钻孔各项原始记录及技术档案，用钢笔填写，不得任意涂改或追记，做到及时、真实、准确、整洁、齐全。

地质技术员应对所有的钻孔原始资料要及时归纳和整理，经工区地质负责人检查确认完整无误后，分门别类装订成册并装入钻孔原始资料档案袋存档；电子资料、影像资料等最好刻录光盘保存。这些是勘察工作获得的最珍贵的第一手资料，是宝贵的勘察成果，也是勘察报告编制的基础资料。

（二）钻探工程的原始地质编录

钻探工程的原始地质编录是对钻孔中取出的岩芯、岩粉等实物资料，各种测量数据、测井资料，以及钻孔中各种地质现象等进行观察、记录和整理的过程。它是一项非常重要的工作，因为钻探工作成果是通过对钻孔的原始地质编录反映出来的。钻探工程揭露的范围很有限（“一孔之见”），使得钻孔资料不如天然露头和坑探工程所揭露的地质资料那样完整和全面，也不能对钻孔进行直接观察，再加上钻探磨损使岩芯采取不完整，给钻孔的原始地质编录造成一定的困难。为了搞好钻孔的原始地质编录，必须对钻孔所获得的各种资料力求详尽地进行观察、描述和记录，认真分析研究，去粗取精、去伪存真，使原始地质编录的结果尽量符合地质客观实际。

通常，钻孔的原始地质编录是以钻孔为单位随钻孔施工进度在钻探施工现场及时、准确、完整、如实地进行编录，可采用手工或掌上电子计算机以各种表格和图件的形式记录、整理原始地质资料，对每一个钻孔都应进行完整的编录。编录人员应熟悉勘察区的基本地质特征，包括地层及其岩性特征、水文地质单元划分、构造分布及特征等；熟练掌握原始编录的有关规定、程序、要求、方法等。在编录前，编录人员应详细检查钻探班报表、钻孔简易水文观测记录表、孔深校正及弯曲度测量记录表等表格中记录的回次进尺、井深、有关水文观测数据等是否齐全、准确；在施工现场，将岩芯箱依井深顺序排列，仔细检查岩芯长度及编号是否正确、岩芯摆放有无拉长现象；发现岩芯顺序有颠倒的，应予以调整；发现破碎的岩芯有人为拉长现象时，应恢复到正常长度后重新丈量，并通知钻机当班记录员更正班报表；还应将检查后的每箱岩芯依次用数码相机拍照存档。进行钻孔的原始地质编录时要对以下内容进行了解和说明：钻孔的用途（地质孔、抽水试验孔、开采孔、长期观测孔等）、地理位置、地质与地貌位置、坐标及孔口地面高程；钻进情况，包括施工单位、施工起止时间、使用钻机种类、钻头种类、钻探工艺、取样方法、取样深度与编号等；钻孔结构，包括钻孔深度、钻孔直径（开孔直径、终孔直径及各部位直径）、钻孔斜度、下套管位置、套管种类与规格、井管材料种类与规格、过滤器位置、填砾规格、管外封闭位置、封闭材料及钻孔回填情况等；地层基本情况，包括地层名称、地质时代等。

实地进行钻孔原始地质编录工作时，具体编录内容和方法包括以下10个方面：

1.记录回次数据

由开孔起直至终孔，依次将“钻探原始记录班报表”或“回次岩芯票”中每一个回次的编号、起止孔深、岩芯块数、岩芯长度、残留岩芯、进尺、采取率及主要钻进工艺、水文地质现象等，记录在“钻孔回次记录表”（表5.18）的相应栏目内。

表5.18　钻孔回次记录表

2.残留岩芯的判断

残留岩芯是指提钻后残留于孔底未取出的岩芯。它可分为上残留岩芯（上残芯）和下残留岩芯（下残芯），上残留岩芯即上回次钻进的残留岩芯；下残留岩芯即本回次钻进的残留岩芯。

残留岩芯是计算岩芯采取率和确定换层孔深的重要依据，要准确地确定残留岩芯的长度往往比较困难。有无残留岩芯，可根据以下标志进行判断：

（1）无残留岩芯的标志

①若上回次无残留岩芯，本回次采取长度与进尺数基本相等。

②提钻后，岩芯底部凸出钻头之外，且岩芯底部的直径稍大于钻头内径。

③提钻后，岩芯底面与钻头底面平齐，岩芯底面无磨损，岩芯在岩芯管中卡得较紧。

（2）有残留岩芯的标志和处理方法

1）有残留岩芯的标志

①岩芯采长与回次进尺相差大。

②提钻后，如岩芯管下端有无芯空段，且岩芯管上部岩芯卡得紧，一般该空段长度等于残留岩芯长度。

③下钻时，钻具下不到孔底，则所差深度（可从上余量得）即为残留岩芯长度。

2）残留岩芯的处理方法

一般来说，有无残芯主要靠钻探施工人员记录于报表中，编录人员根据记录的情况作处理，如果没有记录则可当无残芯对待。有残留岩芯时，其长度一般以钻探施工人员测量为准。当未进行残留岩芯的判断和测量或残留岩芯测量不准，使回次岩芯长度大于回次进尺时，残留岩芯可按以下办法由编录人员进行处理。

若回次岩芯采取率超过100%，即岩芯总长大于回次进尺时，一般皆为残留岩芯所引起。其处理方法是：在岩芯完整时，以本回次岩芯采取率为100%计算，将超出部分推到上回次计算，如继续超出可继续上推，最多只能上推3个回次。具体做法是：回次进尺数不变，修改回次岩芯采长数字，将回次岩芯采取率超过100%的部分（即回次岩芯采长比回次进尺多出的部分），依次往上一回次推；若上一回次的回次岩芯采长由于加上推上来的岩芯长也比回次进尺数大，即回次岩芯采取率又超过100%，继续往上推，一般只能往上推3个回次；如果回次岩芯采取率仍大于100%，则通知机长或当班班长查明原因并作详细记录。

例：如图5.23所示。

第9回次进尺4.0 m、岩芯长4.9 m，大于该回次进尺0.9 m的岩芯作为残留向上推到第8回次（第9回次采取率现为100%）。

第8回次原进尺4.5 m、岩芯长4.2 m、采取率为93%，现加上第9回次上推的0.9 m残留岩芯，则岩芯长为：4.2 m+0.9 m=5.1 m，超过进尺0.6 m继续上推至第7回次，则第8回次采取率现为100%（该回次原采取率93%应更正为100%）。

第7回次原进尺4.0 m、岩芯长2.9 m、采取率73%，现加上第8回次上推的0.6 m残留岩芯，则岩芯长为：2.9 m+0.6 m+3.5 m，采取率为88%，岩芯长度小于进尺，无残留上推，至此，第9回次残留岩芯处理完毕（第7回次原采取率73%，应更正为88%）。

图5.23　残留岩芯处理示意图

如果岩芯破碎为砂状、粉状和不在同一岩性中钻进而用反循环采芯工具采取的岩芯，一般不准上推。

3.岩芯的分层、鉴定和描述

（1）岩芯分层

编录时，按地层单位、岩石组成、岩层厚度、含水层、隔水层和分层精度的要求等或勘察区已经制订的分层标准，尽可能对较长孔段的岩芯进行综合观察、分析后进行分层；对松散层、标志层或其他重要岩层、特殊成分和成因的夹层、孔内坍塌和涌（漏）水层段、断层破碎带和裂隙密集发育段等，不论厚度多少，均应单独分层。分层的正确与否，直接影响到钻孔原始地质编录成果的精度，要求地质编录人员高度重视岩芯分层工作，力争做到准确无误。

（2）填岩芯分层票

岩芯分层后，按“钻孔岩芯分层票格式”填写分层票，在每一个分层结束处放入一张分层票（图5.24）。如遇分层界线刚好在某一段完整的岩芯中时，则用钉锤或劈样机自分层处将岩芯劈开后放入分层票。

图5.24　岩芯分层票放置示意图

（3）记录分层数据

将分层后测量和计算得到的分层数据填写在“钻孔原始地质记录表”（表5.19）中。分层数据应对应表中左侧的回次位置填写。如在第7回次中分层，则对应于第7回次横格中填写本分层的岩芯采长。表中的“回次岩芯长”是本分层在回次内属于该分层的岩芯长度，包括回次换层岩芯采长（换层上部采长、换层下部采长）和回次中的分层采长。

表5.19　钻孔原始地质记录表

在实际工作中，大多数生产单位习惯将“钻孔回次记录表”（表5.18）和“钻孔原始地质记录表”（表5.19）的有关内容合并在一起，即用一个表把有关钻孔回次和分层的原始编录内容全部体现出来（表5.21，钻孔原始地质编录记录表）。但合并后的“钻孔原始地质编录记录表”应编制合理、内容齐全，使不同的编录人员在分层时与回次对应，按回次采取率计算分层厚度及换层孔深等，便于质量与监理人员检查和复查分层厚度、岩石名称、岩芯分层描述等的质量情况。

（4）岩芯地质描述

岩芯的观察、鉴定及地质描述是一项重要的基础地质工作，它直接关系勘察成果质量的高低，因此，必须认真做好这项工作。负责岩芯编录的地质人员每天都应到现场，及时进行岩芯的观察、鉴定与地质描述。

1）基岩岩芯观察和描述

水文地质勘察中对基岩岩芯观察和描述的内容，除了按岩石学的要求描述岩石的颜色、矿物成分、结构、构造、成因等一般特征以外，还应着重观察和描述与岩石水文地质特征有密切关系的4个方面：

①岩石的风化情况。根据岩芯的风化强弱区分岩石的风化程度，进而划分岩石的风化带。通常，考虑岩石的风化程度和深度及其他特征，从地表向下将岩石分为全风化带、强风化带、弱风化带和微风化带4个风化带。岩石风化后，结构被破坏，使得岩石易碎甚至成土状，进而使岩石的孔隙度、含水性、透水性等空隙特征及水理性质发生变化，对地下水的赋存、分布等会造成直接的影响。

②裂隙的发育情况。详细观察记录岩芯中裂隙的宽度、充填物成分、充填程度、裂隙面的粗糙程度、有无擦痕、地下水活动痕迹等，重点描述宽大裂隙，可参考表5.20对裂隙分级等，统计线裂隙率为

注意避免破裂岩芯的重复统计。

表5.20　裂隙分级

表5. 21　钻孔原始地质编录记录表（ 综合表， 参考格式）

③岩溶的发育情况。详细观测描述岩芯上出现的溶孔、溶洞的大小、深度、个数、连通情况及洞壁上的沉淀物等。岩溶地区应计算岩芯线岩溶率，公式为

式中　βL——岩芯线岩溶率；

∑L 0——在回次进尺L段内岩芯上岩溶的轴向总长度之和，m；

L——回次进尺，m；

X回次——回次岩芯采取率。

上述基岩的线裂隙率或线岩溶率是用来确定岩石裂隙或岩溶发育程度，以及确定含水段位置的可靠标志，应分段统计，并按不同深度标在钻孔成果图表中。

④有两点值得注意：一是对地表见不到的现象进行观察和描述，如未风化岩石的孔隙、裂隙发育及其充填胶结情况；地下水活动痕迹（溶蚀或沉积）；发现地表未出露的岩层、构造等。二是注意分析和判别由于钻进所造成的一些假象，把它们从自然现象中区别出来，如某些基岩层因钻进而造成的破碎擦痕，岩层的扭曲、变薄、缺失、错位及松散层的扰动、结构破坏等。

2）松散土的观察和描述

对松散土的观察和描述，应根据土的不同类型确定描述的内容。

①大块碎石类土的描述内容。颜色（副色写在前，主色写在后，以下类推）；矿物成分、颗粒的岩石种类及其重量百分比含量；分选性、粒径大小及其重量百分比含量；胶结情况，即胶结程度、胶结物种类和方式、充填物种类及含量百分比。

②砂类土的描述内容。颜色、矿物成分、矿物种类及其含量百分比；分选性、粒径大小及其质量百分比；胶结物及胶结程度；包裹物种类（黏性土、动植物残骸、卵砾石等）及其含量百分比。

③黏性土类的描述内容。颜色，湿度（含水量，分干燥、稍湿、湿、饱和水）；有机物及其他包含物种类及百分比含量。

④其他土的描述。黄土及黄土状亚黏土描述颜色、孔隙及包含物等；泥炭描述颜色、气味、腐烂程度等；淤泥描述颜色、气味、矿物质种类及含量百分比等。

（5）钻进过程中判断含水层的方法

①钻孔岩芯采取率低的井段，岩溶地层中线岩溶率大于30%的井段，钻进过程有掉钻（放空）现象，溶洞发育，溶洞层的标高已在区域水位标高以下。

②在钻进过程中，孔内水位突然上升，甚至自喷或突然下降到几十米，低于上覆地层水位。但要注意由于钻杆与孔内水体相对运动速度之差而造成的下钻过程中钻杆的涌水现象，不要误认为地层出现了自流水。

③基岩地区孔内冲洗液大量消耗甚至不返水，松散地层钻进泥浆变稀并有含水层砂粒返出，回转钻机有声响，进尺较快。

根据上述现象结合岩芯观察和测井资料，可以准确地确定含水层位置。

4.岩芯采长的量取

岩芯采长即岩芯采取长度，是钻探取芯的实际长度。岩芯采长包括回次采长、分层采长和换层采长（图5.25）。回次采长是一个回次钻进所采取的岩芯长度，主要用于计算回次岩芯采取率；分层采长（层厚采长）是同一岩性的岩芯分层采取的总长度，主要用于计算分层岩芯采取率；换层采长包括换层上部采长和换层下部采长，换层上部采长是自换层界面向上至本回次钻进所取的最上部岩芯顶面的岩芯长度，换层下部采长是自换层界面向下至本回次钻进所取的最下部岩芯底面的岩芯长度，主要用于计算换层孔深。

图5.25　回次采长、分层采长、换层采长的关系示意图

量岩芯采长时，需将整个钻进所采取的岩芯，按顺序用钢尺贴紧丈量（以m为单位，精确到cm）；量取要认真、量准，采长量不准将导致一系列编录数据的错误，严重影响钻孔质量和资料的可靠性。回次采长是在每回次钻进取芯、整理后丈量；分层采长一般要从几个回次钻进的岩芯中取得，有时也可从一个回次钻进的岩芯中取得；换层采长在量取分层采长时已经取得。所有采长都要记录于钻孔原始地质编录相应的表格中（表5.19、表5.20、表5.21）。

5.岩芯采取率、获得率的计算

（1）岩芯采取率

岩芯采取率是指钻进过程中所取岩芯长度与钻孔进尺长度之比的百分数。可分为回次岩芯采取率、分层岩芯采取率和全孔岩芯采取率。

1）回次岩芯采取率

回次岩芯采取率是指每一回次所采取岩芯实际长度与该段岩芯所代表的实际进尺之比（图5.26）。计算公式为

式中　X回次——回次岩（煤）芯采取率；

∑L——回次岩芯采取长度之和（岩芯取出后，将能够合拢在一起的直接量出长度，不能合拢在一起的，装入同规格的短岩芯管里量长度，最后把两种长度加在一起），m；

LA——本回次进尺，m；

LB——本回次残留岩芯长度，m；

LC——上回次残留岩芯长度，m。

在实际工作中，岩芯在钻进中磨损较大（尤其是软岩层），残留进尺与实际残留岩芯之间差别很大，可以不考虑残芯，则回次岩芯采取率的计算公式为

图5.26　回次岩芯采取率计算示意图

∑L—回次岩芯采取长度之和；LA—本回次进尺；LB—本回次残留岩芯长度；LC—上回次残留岩芯长度

式中符号意义同式（5.7）。

2）分层岩芯采取率

分层岩芯采取率是指每一岩层的分层采长与其钻探厚度（分层进尺）之比。计算公式为

式中　X分层——分层岩芯采取率；

∑L分——同一岩层所取岩芯总长度，m；

L——同一岩层钻探厚度（即岩层底界面深度-顶界面深度，实质上就是分层进尺），m。

3）全孔岩芯采取率

全孔岩芯采取率是指全孔要求取芯孔段所采取的岩芯总长度与取芯孔段总进尺之比。计算公式为

式中　X全孔——全孔岩芯采取率；

∑h——全孔要求取芯孔段所取岩芯总长度，m；

H——要求取芯孔段的总进尺（当全孔都采取岩芯时，“H”为孔深），m。

岩芯采取率是评价钻探质量、判断钻孔资料可靠性的一个重要依据，同时，又是计算换层孔深和岩层厚度所必须的基础资料。它除反映岩层的完整程度外，常常表明了钻探工作质量的好坏。岩芯采取率高，即自钻孔中取出的岩芯多，在一定程度上表明钻探操作方法好、技术水平高；岩芯采取率低，即地层被钻过去了，取出的岩芯少，在一定程度上说明钻探工作的质量差、操作不当、钻进方法不合理。因此，对岩芯采取率的要求是：

①水文地质普查、勘探孔（含探采结合孔）。采用回转正循环钻进法取芯时，黏性土和完整基岩平均采取率应大于70%，单层不少于60%；砂性土、疏松沙砾岩、基岩强烈风化带、破碎带平均采取率应大于40%，单层不少于30%，无岩芯间隔一般不超过3 m；对取芯特别困难的巨厚（大于30 m）卵砾石层、流沙层、溶洞充填物和基岩强烈风化带、破碎带，无岩芯间隔一般不超过5 m，个别不超过8 m。当采用物探测井验证时，采取率可以放宽。采取率的计算应以实际钻进岩层为准，无充填的溶洞、废矿坑及允许不取芯孔段的进尺，不准参与计算。凡从取粉管内捞取的岩粉，不得放入岩芯内计算。

②供水井和观测孔。岩芯采取要根据已掌握的水文地质资料及所采用的钻进方法而定。一般应配合物探测井进行无岩芯钻进，特殊情况按照钻孔设计要求进行。

（2）岩芯获得率

岩芯获得率通常是在基岩地层回次钻进取出的岩芯中，只选其成柱状的、能合成柱状的及成圆形片状的，量其总长度与本回次进尺的比，用百分数表示（式5.11）。不能合拢在一起的破碎岩芯、填充物和夹泥等，不计算在内。因此，在软弱破碎的复杂地层，岩芯获得率都低于采取率。在极严重破碎的断层夹泥中钻进，甚至可能采取率达100%，而获得率却为零。

式中　X获得——岩芯获得率；

∑L柱——回次取芯中成柱状的、能合成柱状的及成圆形片状的岩芯总长度，m；

LA——回次进尺，m。

岩芯获得率表明岩芯的完整程度，其目的是用以表明地层条件优劣。获得率越高，即钻过的地层越完整、岩石硬度大；反之，即表示钻过的地层软弱破碎、岩石硬度小，也就是通常说的地质条件差、地质情况很复杂。

在完整的岩层中钻进时，因为取出的岩芯比较完整，岩芯的采取率与获得率没有什么差别。但在软弱破碎的复杂地层中钻进时，区别岩芯的采取率和获得率就很重要了。在软弱破碎的复杂地层里钻进时，要将采取率和获得率分别记录、分别计算，不能混为一谈；在松散覆盖层中钻进时，因为获得率为零，所以只计算采取率，不计算获得率。

6.换层孔深及分层钻探厚度的计算

（1）换层孔深的计算

在钻进过程中，岩层从一个分层变换为下一个分层时称为“换层”。各岩层的分层界面在钻孔深度中所处的深度称为换层孔深（R）。根据换层所处位置不同，分为回次间换层、回次内换层及空回次换层3种情况计算换层孔深。回次内换层即岩层换层界面在回次钻进所采取的取芯中间；回次间换层即岩层换层界面正好在回次取芯的终点；空回次换层即未取出岩芯的某回次内出现换层。

由于岩芯在钻进中的磨损，因此，岩芯的采长可能不等于其所在的孔段长度（进尺），不能简单地直接用岩芯采长求得换层孔深，一般只有通过计算才能获得。在不同条件下，换层孔深的计算方法如下：

1）回次间换层

回次间换层即岩层换层界面正好在回次取芯的终点。

①若本回次无残留岩芯时[图5.27（a）]，换层孔深计算公式为

式中　R——换层孔深，m；

Hn——本回次累计孔深，m。

②若本回次有残留岩芯时[图5.27（b）]，换层孔深计算公式为

式中　LB——本回次残留岩芯长度，m；

其余符号意义与式（5.12）相同。

图5.27　回次间换层时换层孔深计算示意图

R—换层孔深；Hn—本回次累计孔深；LB—本回次残留岩芯长度

2）回次内换层

回次内换层即岩层换层界面在回次钻进所采取的岩芯中间。换层孔深计算方法为：

第一步，计算回次岩（煤）芯采取率X回次（%）。

第二步，计算回次取芯中换层上、下部采长磨损前的长度（即与此采长相当的进尺或孔段长度），计算公式为

式中　d1，d2——回次取芯中换层上、下部采长磨损前的长度，m；

∑L换上，∑L换下——回次取芯中换层上、下部采长，m。

第三步，计算换层深度R。

①当回次取芯中只有一次换层时：

a.若本回次和上回次均无残留岩芯时[图5.28（a）]，换层孔深计算公式为

式中　Hn-1——上回次累计孔深，m；

其余符号意义与式（5.13）、式（5.14）、式（5.15）相同。

b.若本回次和上回次均有残留岩芯时[图5.28（b）]，换层孔深计算公式为

式中　LB——本回次残留岩芯长度，m；

LC——上回次残留岩芯长度，m；

其余符号意义与式（5.13）、式（5.15）、式（5.17）相同。

图5.28　回次内一次换层时换层孔深计算示意图

R—换层孔深；Hn—本回次累计孔深；Hn-1—本回次累计孔深；d1—回次取芯中换层上部采长磨损前的长度；d2—回次取芯中换层下部采长磨损前的长度；LA—本回次进尺；LB—本回次残留岩芯长度；LC—上回次残留岩芯长度

②当回次取芯中有两次换层且本回次和上回次均有残留岩芯时（图5.29），换层孔深的计算方法为：

a.用本回次孔深向上推算换层孔深，计算公式为

式中　d3——回次取芯中分层采长磨损前的长度，m。

b.用上回次孔深向下推算换层孔深，计算公式为

同理，一个回次取芯中若有3次及以上换层时，确定换层孔深的方法类同。

3）空回次换层

空回次换层时，换层孔深=上回次累计孔深+空回次进尺的1/2，也可根据上下层岩石的相对硬度、破碎情况确定合适比例。如图5.30所示，换层孔深=86.5 m+1/2×0.3 m=86.65 m。

（2）分层钻探厚度的计算

分层钻探厚度是指沿钻孔轴线上岩层的厚度，是岩层的一种伪厚度。当各岩层的换层孔深确定后，某一岩层的钻探厚度就等于该层的底层面孔深减去本层岩层的顶层面（即上一岩层的底层面）孔深，即

图5.29　回次内两次换层时换层孔深计算示意图

R1—回次内第一次换层孔深；R2—回次内第二次换层孔深；Hn—本回次累计孔深；Hn-1—本回次累计孔深；d1—回次取芯中换层上部采长磨损前的长度；d2—回次取芯中分层采长磨损前的长度；d3—回次取芯中换层下部采长磨损前的长度；LA—本回次进尺；LB—本回次残留岩芯长度；LC—上回次残留岩芯长度

图5.30　空回次换层时换层孔深计算示意图

（3）对换层孔深和分层钻探厚度计算的两点说明

1）关于岩芯采取率和磨损率的问题

在同一回次中常有不同的岩性分层，由于岩石本身硬度、破碎程度、耐磨性及不同钻进方法对不同岩性岩石的磨损的差异性，使钻进过程中软岩层的磨损大、采取率低；而硬岩层的磨损小、采取率高。因此，同一回次中不同岩性的岩芯磨损率不同，岩芯采取率也不同。但计算换层孔深及岩层钻探厚度的公式中，都把同一回次不同岩性的岩芯采取率视为相同，这种机械的、数学公式的方法显然与实际不符。但目前尚未有确定岩芯磨损率的科学方法，通常是通过大量资料的统计分析，得出一个经验数据，作为不同岩性的岩芯采取率和磨损率。在确定换层孔深时，还应参考钻探判层记录，进行综合分析，以取得较为可靠的换层孔深和岩层钻探厚度。

2）关于残留岩芯的问题

上述公式中，考虑了残留岩芯。在实际工作中，确定残留岩芯长度很困难，因此，往往凭经验估计或干脆不考虑残芯。

7.岩芯轴夹角的测量

岩芯轴夹角（δ）是指岩芯上的岩层面与钻孔轴心线的夹角。岩芯轴夹角是了解岩层分界面、解理面、断层面的倾角及编制地质剖面图、计算岩层真厚度的基础数据。在野外编录时通常用量角器测量。用量角器测量岩芯轴夹角的方法步骤如下（图5.31）：

①找出要测量的岩层分界面在岩芯上的总体方向，找出岩层分界面在岩芯上的最高与最低点（可用红、蓝铅笔画一条线），如图5.31所示中AB。

②将岩芯柱面（图中CD）紧靠岩芯隔板。

③让量角器的零度边（图中ab）与岩层分界面（AB）平行，同时，使量角器的0点与岩层分界面（AB）同岩芯柱面（CD）的交点（O）重合。

④读出岩芯柱面在量角器上的读数（70°）即为岩芯轴夹角。

图5.31　用量角器测量岩芯轴夹角示意图

8.岩层真厚度的计算

钻孔穿过岩层真厚度是指该岩层顶界面与底界面之间的垂直距离（图5.32）。岩层真厚度是在已知岩层的钻探厚度和岩芯轴夹角的基础上，经计算求得的。计算公式为

式中　M——岩层真厚度，m；

L——岩层钻探厚度，m；

δ——岩芯轴夹角，°。

由图5.32中可以看出：不论是直孔、顺岩层倾向斜孔、逆岩层倾向斜孔，岩层的真厚度只与其钻探厚度和岩芯轴夹角有关，而与钻孔天顶角、方位角及岩层倾角无关。

岩层真厚度是编制钻孔柱状图的基础数据，也是衡量勘察区含水层厚度的指标。

9.钻探与测井成果的综合

由于地质、技术条件等多种因素的影响，从钻孔中获得的地质资料可能不尽如人意——如孔深的误差、岩芯采取率低而导致换层孔深和分层厚度不准等。为了弥补钻探的不足以提高地质资料的可靠性，必须依靠测井对钻探资料进行验证、修正和补充。但由于某种测井曲线对某一岩石的多解性及地质情况的复杂性，测井成果也难免会出现错误，因此单靠测井解释也不可行。只有将两者科学地结合起来，才能使钻孔地质资料尽可能符合客观实际情况。

图5.32　直孔、斜孔中岩层真厚度的计算示意图

M—岩层真厚度；L—岩层钻探厚度；δ—岩芯轴夹角；α—岩层倾角；γ—钻孔天顶角

钻探与测井资料综合评价后，应填写钻孔综合成果鉴定表（表5.22）作为钻孔最终综合成果，为钻孔柱状图的编制提供可靠的资料。

表5.22　钻孔综合成果鉴定表（参考格式）

10.钻孔综合柱状图的编制

钻孔综合柱状图是根据测井成果、钻探成果及综合成果3部分资料编制而成。测井部分应填绘主要定性曲线、岩层的深度和厚度以及岩性柱状；钻探部分要填绘岩层的深度和厚度、分层岩芯采长及岩性柱状；综合部分应填绘时代、层号、岩性柱状、岩层厚度、深度、轴夹角、岩石名称及岩性描述。钻孔综合柱图的比例尺为1∶100～1∶200，视钻孔深度、不同勘察阶段的精度要求而定。

在编绘钻孔综合柱状图时，对于厚度太小的特殊岩层难以表示时可适当放大；对于厚度很大、岩性又无明显变化的岩层可采用缩画符号表示。钻孔综合柱状图的格式见表5.23。

表5.23　钻孔综合柱状图（参考格式）