粉土地層成井的工藝措施

劉功平

1 問(wèn)題的提出

甲火車站和乙火車站相距10 km，均位于黃土臺(tái)原地區(qū)，地下水主要來(lái)源于粉土地層，含水層顆粒極細(xì)，透水性差，屬于貧水區(qū)。兩個(gè)火車站原有淺井抽出的水含砂、含泥量嚴(yán)重超標(biāo)，無(wú)法正常使用，職工吃水非常困難。為此，上級(jí)單位決定為兩個(gè)火車站各打一口深水井，徹底解決吃水問(wèn)題。該工程由西北綜合勘察設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)施工。

首先在甲火車站打第一口井。由于缺乏極細(xì)顆粒地層成井的經(jīng)驗(yàn)，采取了中粗砂地層成井的工藝措施，成井后，采用了多種洗井方法，持續(xù)進(jìn)行了 20多天，出水含砂量仍嚴(yán)重超標(biāo)，無(wú)法交工。

在迫不得已的情況下，采取了在原φ325mm井管內(nèi)套入φ219mm鋼管，增加一層過(guò)濾層的方法，才達(dá)到了要求。這樣，不但工期拖延，而且造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。有了這個(gè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，我們?cè)谝一疖囌臼┕r(shí)，采取了適當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，解決了這個(gè)難題，只用了 18d時(shí)間成功地完成了第二口井。

2 工程概況

乙火車站供水管井設(shè)計(jì)井深 120 m，井管采用φ325 mm鋼管，纏絲濾水管，填礫過(guò)濾器。合同要求出水量不低于10 t/h;含砂量小于 1/200 000。

地層情況:0m～40m為黃土含鈣質(zhì)結(jié)核;40 m～70m為粉質(zhì)粘土、含鈣質(zhì)結(jié)核薄層;70m～120m主要是粉土，也是主要含水層。

該地層鉆進(jìn)速度快，孔壁穩(wěn)定，可采用清水鉆進(jìn)。

3 成井工藝措施

1)增大鉆孔直徑:按照規(guī)范要求 φ325 mm鋼管的井徑達(dá)到550mm～600mm即可。針對(duì)本地層，為了增大過(guò)濾層的厚度，開終孔直徑一致，增加到700mm。

2)采用二次成孔法:一開 580mm，采用帶扶正圈的三翼鉆頭鉆進(jìn)。鉆機(jī)安裝時(shí)確保鉆頭中心、轉(zhuǎn)盤中心、水龍頭中心在一條垂線上，開孔時(shí)要扶正水龍頭，鉆進(jìn)時(shí)采用低鉆壓、中轉(zhuǎn)速、大泵量的鉆進(jìn)參數(shù)。二開擴(kuò)孔時(shí)一定要慢、要穩(wěn)，擴(kuò)孔速度控制在3.0m/h，確保井孔垂直度。

3)采用清水鉆進(jìn)，要及時(shí)排漿，減少鉆進(jìn)阻力。下管時(shí)，泥漿密度換至1.10，下管后，再換至1.05，方能填礫。

4)濾水管加工要求在打眼完成后包上 80目尼龍網(wǎng)，再纏絲，纏絲間隙為0.5mm。下管時(shí)，再包上粽皮，共設(shè)置兩道保護(hù)層。

5)下管時(shí)，每根濾水管都要加扶正木，每道扶正加 4塊扶正木，上下一致，綁扎結(jié)實(shí)，外徑達(dá)到620mm，確保井管居中，形成均勻的過(guò)濾層。

6)填礫選用霸河含泥量極少的粗砂，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)兩次過(guò)篩，去掉過(guò)大的和過(guò)小的，使粒徑均勻。填礫規(guī)格是一個(gè)非常重要的參數(shù)，它是能否擋住地層來(lái)砂的關(guān)鍵所在。第一口井，選用了φ2mm～φ3mm的涇河礫石，規(guī)格偏大，套管填的是φ1 mm～φ2mm的灃河礫石，效果仍不十分理想。霸河粗砂的粒徑在0.5mm～1mm之間，是以前打井從未用過(guò)的最細(xì)的礫料，實(shí)踐證明，該礫料是非常適用于粉土地層的。

7)采用動(dòng)水填礫，從四周緩慢填入，隨填隨測(cè)，以防棚住。該井共填入 40m3濾料，與理論計(jì)算相差無(wú)幾。

4 成井效果

該井從開鉆到抽水結(jié)束只用了 18 d，而第一口井用了 60多天。洗井時(shí)，只用了十幾個(gè)小時(shí)水就變清，又經(jīng)過(guò) 3 d時(shí)間的反復(fù)抽洗，完全達(dá)到穩(wěn)定。

最后，抽水試驗(yàn)測(cè)到靜水位35.0 m，水位下降15.0m時(shí)，穩(wěn)定出水量達(dá)到 10 t/h。水質(zhì)經(jīng)化驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，含砂量小于1/200 000。

該井的主要技術(shù)指標(biāo)均符合合同及規(guī)范要求，順利通過(guò)驗(yàn)收。

5 結(jié)語(yǔ)

在顆粒極細(xì)的粉土含水層中取水時(shí)，采用擴(kuò)大孔徑，濾水管包網(wǎng)包粽，選用粗砂濾料，確保井孔垂直，井管居中等綜合工藝措施，才能取得滿意的效果。但是，濾料的礫徑過(guò)小，又要包網(wǎng)包粽，對(duì)井的出水量有一定的影響。

[1] GB 50296-99，供水管井技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 劉功平.芝陽(yáng)、英山火車站供水管井成井技術(shù)報(bào)告[R]. 2005.