第四節(jié) 水源井工程的施工方法

1、第四節(jié) 水源井工程的施工方法4.1 井位的確定根據(jù)機(jī)電井設(shè)計(jì)選擇合適的井位。根據(jù)實(shí)際情況確定井位，并用GPS 定位。4.2 機(jī)電井的施工一般順序施工前的準(zhǔn)備，包括選擇鉆井機(jī)、研究地層的可鉆性、鉆機(jī)安裝和施工備料，采用的鉆進(jìn)方法和護(hù)壁措施；然后是鉆機(jī)試鉆，正式開(kāi)鉆以后需要的地層采樣和編錄工作；疏孔、換漿和試孔工作；下井管，選擇合適的下管方法非常重要；填礫和管外封閉；洗井和試驗(yàn)出水；取樣化驗(yàn)。4.3、鉆井施工（1）、常用的鉆進(jìn)方法地層為黏土類、沙、沙礫石，地下水靜水位在3 米以下，無(wú)大塊碎石、卵石的情況，選用鉆機(jī)為回轉(zhuǎn)式反循環(huán)，鉆進(jìn)方法為反循環(huán)鉆進(jìn)。地層為巖基，36 級(jí)基巖時(shí)，選用回轉(zhuǎn)式正循環(huán)鉆機(jī)

2、，鉆進(jìn)方法為硬質(zhì)合金鉆進(jìn)或牙輪鉆頭鉆進(jìn)；當(dāng)基巖在69 級(jí)時(shí)，鉆進(jìn)方法為鋼粒鉆進(jìn)。巖層漏水嚴(yán)重的情況，選用鉆機(jī)為氣舉型潛孔錘，鉆進(jìn)方法為用壓縮空氣排巖屑鉆進(jìn)。本標(biāo)段地層為黏土類、沙、沙礫石，地下水靜水位在3 米以下，無(wú)大塊碎石、卵石的情況，選用鉆機(jī)為回轉(zhuǎn)式反循環(huán)，鉆進(jìn)方法為反循環(huán)鉆進(jìn)。（2）護(hù)壁措施鉆進(jìn)中常用的護(hù)壁措施有泥漿、水壓、套管三種，一般在黏土或穩(wěn)定地層，采用清水鉆進(jìn)，用水壓護(hù)壁，此時(shí)需要超過(guò)靜水位3 米以上的水頭壓力；在松散、破碎易坍地層用泥漿護(hù)壁，在嚴(yán)重漏失地層或缺水地區(qū)，采用壓縮空氣護(hù)壁 ，基巖頂部的松散覆蓋層或破碎巖層一般用套管護(hù)壁。（3）泥漿指標(biāo)測(cè)定與測(cè)定方法泥漿除主要用來(lái)固壁

3、外，還有冷卻鉆頭、攜砂、潤(rùn)滑鉆具等作用。因此 ，在鉆也避要根據(jù)地層變化掌握和合理使用泥漿，泥漿的主要指標(biāo)和測(cè)定方法。泥漿的比重測(cè)泥漿單位體積重量 ，以克/厘米3 表示。測(cè)定工具采用玻璃外比重計(jì)和1000 毫升水量筒。將泥漿注入量筒內(nèi)，在將玻璃比重計(jì)放入量筒內(nèi)，比重計(jì)與泥漿液面的相交的刻度值即為比重值，合適指標(biāo)數(shù)值為1.11.2，高壓含水層與易坍塌地層酌量加大。泥漿的粘度阻礙泥漿流動(dòng)的特性，以秒表示。測(cè)定工具需要粘度計(jì)、三角燒瓶及秒表。測(cè)定方法是先用手指堵住粘度計(jì)管口，將1,000 毫升泥漿倒入粘度計(jì)，然后移開(kāi)手指，同時(shí)開(kāi)動(dòng)秒表，當(dāng)漏入三角燒瓶的泥漿體積達(dá)到500 毫升時(shí)停住秒表，其讀數(shù)為粘度值

4、 。相應(yīng)指標(biāo)數(shù)值礫石、粗砂、中砂層為1822 秒，細(xì)粉砂為1618 秒。含砂量測(cè)量工具采用小肚量杯及秒表。將1,000 毫升泥漿和900 毫升清水倒入小肚量杯，搖動(dòng)使之混合均勻，靜置三分鐘后，量杯下端的沉積物的體積即為含砂量。沖擊鉆進(jìn)時(shí)，孔內(nèi)泥漿含沙量不大于8%，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，入孔泥漿含沙量不大于12%。膠體率表示泥漿懸浮性程度。當(dāng)泥漿靜止24 小時(shí)后，泥漿體積和原體積的比值。測(cè)定工具采用1,000 毫升量筒，在量筒內(nèi)倒入1,000 毫升攪拌均勻的泥漿，上蓋玻璃蓋，靜置24 小時(shí)，泥漿沉淀后的體積與原體積之比。沖擊鉆進(jìn)時(shí)指標(biāo)不低于70，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)不低于80。（4）地層采樣與編錄地層的采樣松散層鉆

5、進(jìn)時(shí)，一般只采鑒別樣，所采巖土樣，應(yīng)盡量符合原地層的顆粒組成，鑒別樣每層至少取一個(gè)，含水層23 米采一個(gè)，非含水層35 米采一個(gè)，變層處加采一個(gè)。巖土樣重量(干重)不得少于:砂1 公斤,礫3 公斤,卵(碎)石5 公斤.基巖巖芯采取率,完整基巖為70%以上,構(gòu)造破碎帶和風(fēng)化帶30%以上。地層編錄。土樣和巖樣（芯）必須按地層順序存放積，及時(shí)編錄和描述。土樣和巖樣（芯）要保存到工程驗(yàn)收。按照土的分類和定名標(biāo)準(zhǔn)表確定。108.定名時(shí)，應(yīng)根據(jù)顆粒分組由大到小，以最先符合者確定。.野外臨時(shí)定名，可采用一般常用的經(jīng)驗(yàn)方法。土的野外鑒定方法用手搓土條，用刀切，干燥后堅(jiān)硬程度等等。（5）疏孔、換漿和試孔方法松散

6、層中的井孔，終孔后應(yīng)與設(shè)計(jì)井孔規(guī)格相適應(yīng)的疏孔器疏孔，達(dá)到上下暢通。泥漿護(hù)壁的井孔，除高壓自流水層外，應(yīng)該破除附著在開(kāi)采層孔壁上的泥皮，孔底沉淀物排凈后，再逐漸調(diào)稀泥漿濃度。一般要求達(dá)到出孔泥漿與入孔泥漿性能接近一致。下井管前，應(yīng)校正孔徑、孔深和側(cè)斜。井的直徑不得小于設(shè)計(jì)孔徑2 厘米；孔深小于100 米，其偏差不得超過(guò)設(shè)計(jì)孔深的正負(fù)20 厘米；孔深等于或大于100 米時(shí)，其偏差不超過(guò)設(shè)計(jì)孔深的正負(fù)2%。破壁的目的是破除鉆進(jìn)時(shí)形成泥皮，擴(kuò)孔破壁用直徑比原鉆頭大2030 毫米的螺旋階梯鉆頭擴(kuò)孔破壁的鋼絲刷破壁在疏孔器上焊上鋼絲，與含水層處上下提拉；換漿與破壁同時(shí)進(jìn)行，將泥漿孔中的稠泥漿換稀，注意先

7、稀后濃；疏孔為保證下管安全，采用疏孔器進(jìn)行，疏孔器上焊34 個(gè)導(dǎo)正圈 ，其直徑比孔徑小2030 毫米，圈的直徑為2 米。疏孔器總長(zhǎng)不小于8 米。（6）井管的安裝井管的下入方法，根據(jù)井深、管材的類型、強(qiáng)度、重量及起吊設(shè)備條件等進(jìn)行選擇。井管采用D273mm 焊鋼管，分實(shí)管和濾水管兩種，濾水管外包繞濾水網(wǎng)。井管安裝前按照實(shí)際地層資料校正井管設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行井管的組合、排列、測(cè)量長(zhǎng)度，并按井管排列順序編號(hào)。下管方法有懸吊下管方法、托盤(pán)下管方法、多級(jí)下管法，井管的一次下管長(zhǎng)度，規(guī)范有要求，鋼制井壁和及過(guò)濾器允許一次吊裝長(zhǎng)度250500 米，塑料井壁管及過(guò)濾器為小于或等于150 米。井管的連接必須做到對(duì)正

8、接直、封閉嚴(yán)密，接頭處的強(qiáng)度應(yīng)滿足下管安全和成井質(zhì)量的要求。取過(guò)濾器安裝位置的上下偏差不得超過(guò)300 毫米。采用填料過(guò)濾器的管井，井管應(yīng)位于井孔中心，下井管時(shí)安裝井管扶正器，其外徑比井孔直徑小3050 毫米，根據(jù)井深和井管類型確定扶正器的數(shù)量，一般間隔320 米安裝一組，每井至少安裝兩組。井的底部一般應(yīng)坐落在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上，若下部孔段廢棄不用時(shí)，必須用卵石或碎石填實(shí)。（7）填礫濾料必須按標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格篩選，不合格顆粒含量不得超過(guò)15%，濾料除按設(shè)計(jì)備妥外，還要準(zhǔn)備一定數(shù)量的余量。填礫一般采用循環(huán)水填礫或靜水填礫。方法有邊沖邊填法、先沖后填法、整體以下入法。1）邊沖邊填法，投礫時(shí)，在管內(nèi)下入鉆桿,井

9、內(nèi)稍加密封，沖澆投礫，視管內(nèi)含水層的穩(wěn)固性采取大泵量或小泵量沖洗。在用泥漿沖洗液的鉆孔可防止稠泥漿沉淀填礫達(dá)不到預(yù)定孔段。2)先沖后填法，填礫前徹底換漿，然后停泵投礫，可觀察井口反水頭形態(tài)，判斷是否堵塞。適用于較穩(wěn)固的地層，填礫較密實(shí)。3)整體下入法，多采用籠狀或框狀過(guò)濾器，礫料隨過(guò)濾器一起下入井內(nèi)。（8）封井止水方法封井止水的目的是為了隔離鉆孔所貫穿的透水層或漏水帶，封閉有害和不同的含水層。根據(jù)實(shí)際情況可以采用不同的止水方法和材料，一般機(jī)電井井口段用黏土封閉。粘土，適用于松散層和裂隙，水壓和水流不太大，隔水層在五米以上。選取用優(yōu)質(zhì)黏土搓成直徑為35 厘米的粘土球。陰干后投入管外的環(huán)狀間隙中，

10、投放速度不宜過(guò)快，以免中途堵塞。同時(shí)注意保護(hù)井孔，以免粘泥填塞含 水層。水泥，與粘土適用條件相同，還可用于巖層破碎帶地段止水。施工方法與黏土相似，為加速水泥凝固，常加入適量的氯化鈣和食鹽，做成水泥球。不良含水層一般用黏土球封閉，要求較高時(shí)用水泥砂漿封閉，粘土球應(yīng)用優(yōu)質(zhì)黏土制成，直徑為2530 毫米，以半干為宜，投入前應(yīng)取井孔內(nèi)的泥漿做浸泡實(shí)驗(yàn)。管外封閉位置，上下偏差不得超過(guò)300 毫米。壓力灌漿治水，須對(duì)含水層進(jìn)行長(zhǎng)期封閉的井孔，用一定的壓力使水泥砂漿或水泥漿（1：11：2）滲入所需封閉的含水層段，把含水層全部封閉。（9）洗井和抽水試驗(yàn)洗井。填礫結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行洗井，按井的結(jié)構(gòu)、管材、鉆井工藝及

11、含水層特征選擇洗井方法和機(jī)具。根據(jù)工程需要采取交錯(cuò)式聯(lián)合洗井，洗井的質(zhì)量要求是洗井時(shí)抽水應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)降深，洗井完畢后，井水含砂量應(yīng)符合要求。洗井完畢后，井底的沉淀物厚度應(yīng)小于井深的5/1000。、活塞洗井，中、細(xì)、粉砂層中，采用填礫或包網(wǎng)過(guò)濾器，活塞的外徑一般比井管內(nèi)徑小812 毫米，井深在100 米以內(nèi)時(shí)，包括附屬工作需要三到四的臺(tái)班，純拉活塞時(shí)間為15 小時(shí)。粗砂、礫石、卵石層中，井深100 米以內(nèi)純拉時(shí)間2025 小時(shí)。使用前應(yīng)放入水中浸泡24 小時(shí)，防止遇水膨脹卡住。應(yīng)先從第一含水層開(kāi)始，每抽清一層，再轉(zhuǎn)入下一層。提升速度控制在0.6 秒到1.2 秒之間。、噴嘴反沖洗井，將空氣管和噴嘴下

12、井內(nèi)，送風(fēng)后用提升機(jī)具使空氣管和噴嘴在過(guò)濾器中勻速移動(dòng)，每米洗35 分鐘，反沖洗完畢后，再安裝同習(xí)式水管和風(fēng)管，進(jìn)行洗井，洗清為止。、封閉反沖洗，將進(jìn)口封閉，用同心式安裝水管和風(fēng)管，并將水管下至所洗含水層，110在水管外側(cè)再下入一風(fēng)管，輪流在二根風(fēng)管中時(shí)而送風(fēng)，時(shí)而停風(fēng)，送送停停，使水位震蕩，沖擊井壁達(dá)到洗井的目的。、水泵和空壓機(jī)聯(lián)合洗井，將鉆桿下到沉淀物以上，開(kāi)泵送水，把泥漿和沉淀物沖置一定高度，在用空壓機(jī)送風(fēng)，將其排出管外。鉆桿應(yīng)隨沉淀物的減少而逐漸下放，直到?jīng)_凈。、高壓水泵或泥漿泵洗井，用鉆桿將沖孔器下至含水層，然后用水泵（泥漿泵）將清水送入沖孔器，自下而上分段沖洗，沖洗器外徑越接近井管內(nèi)徑效果越好。、試驗(yàn)抽水。試驗(yàn)抽水一般做一次大降深抽水，水位穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間，松散層不少于8小時(shí)，基巖和貧水區(qū)以及水文地質(zhì)條件不清地區(qū)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)水位穩(wěn)定時(shí)間，做三次降深抽水。、試驗(yàn)抽水終止前應(yīng)采取水樣，進(jìn)行水質(zhì)分析。、試驗(yàn)抽水應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)出水量，限于設(shè)備不能滿足條件，亦不應(yīng)低于設(shè)計(jì)出水量的75%。、進(jìn)行抽水試驗(yàn)，水泵出水后30 分鐘采取水樣，用容積法測(cè)定含沙量：中、細(xì)砂含水層不得超過(guò)1/20000，粗砂、礫石、卵石含水層不得超過(guò)1/50000。水源工程主要包括：新打機(jī)井12 眼，根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，井深100m 左右。根據(jù)當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有機(jī)井