傳統(tǒng)地下水監(jiān)測井施工的成井工藝及施工要求

閆成 于美超 暴路敏 曾凡杰 馬忠宏

【摘要】傳統(tǒng)地下水監(jiān)測井施工的成井工藝主要分為設(shè)計(jì)成井結(jié)構(gòu)、電測井、下管、填礫、封閉止水及洗井。施工要求按照《水文地質(zhì)鉆探規(guī)程》、《管井技術(shù)規(guī)范》及《地下水監(jiān)測規(guī)范》等。

【關(guān)鍵詞】設(shè)計(jì)成井結(jié)構(gòu)；電測井；下管；填礫；封閉止水；洗井

一、設(shè)計(jì)成井結(jié)構(gòu)

根據(jù)鉆進(jìn)中取得的地層巖性鑒別資料及電測井結(jié)果，核定監(jiān)測井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中井壁管、過濾管、沉淀管的長度和下置位置，目標(biāo)含水層采用過濾管，其它層位采用井壁管。

當(dāng)?shù)叵滤O(jiān)測目標(biāo)含水層為松散巖層孔隙水，濾管所處位置的含水層巖性為中粗砂、礫石、卵石時(shí)，宜采用骨架過濾器或纏絲過濾器；濾管所處位置的含水層巖性為細(xì)砂、粉細(xì)砂時(shí)，宜采用填礫過濾器。當(dāng)?shù)叵滤O(jiān)測目標(biāo)含水層為基巖裂隙水和巖溶水時(shí)，濾管采用骨架濾管或纏絲濾管，若巖層穩(wěn)定可不安裝過濾器。

二、電測井

為確保地層勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，監(jiān)測井需開展物探測井工作，測井工作于成孔后下管前進(jìn)行。監(jiān)測井每孔都做視電阻率結(jié)合自然電位的測井方法測井。根據(jù)巖性的復(fù)雜程度和鉆孔深度確定水文物探測井成果曲線的比例尺?，F(xiàn)場完成測井成果草圖并與巖芯資料對比，保證解譯成果正確。

三、下管

下管前充分做好準(zhǔn)備工作，具體如下：

1 掃孔：鉆到預(yù)計(jì)深度后，用原孔徑鉆頭掃孔。掃孔的時(shí)間與程度應(yīng)根據(jù)下管的時(shí)間、地層的穩(wěn)定性等具體條件掌握。掃孔時(shí)宜用輕鉆壓、快轉(zhuǎn)速、大泵量方法進(jìn)行，遇含水層井段鉆具宜上下提動。

2 換漿：目的是徹底清除孔內(nèi)沉砂和泥皮，確保鉆孔與地下水連通性。當(dāng)掃孔工作完成后，及時(shí)向井孔內(nèi)送入稀泥漿，以替換稠泥漿。送入井孔內(nèi)的泥漿應(yīng)由稠變稀，循序漸進(jìn)，不得突變。泥漿密度應(yīng)小于1.1，出孔泥漿與入孔泥漿性能應(yīng)接近一致，孔口撈取泥漿樣應(yīng)達(dá)到無粉砂沉淀的要求。如果孔壁上形成的泥皮過厚，需用焊在鉆桿上的鋼絲刷適度刮刷泥皮。

3 檢查：下管前對井壁管、濾水管、礫料及所用機(jī)具設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢查和數(shù)量校對，不合格的產(chǎn)品不得下入井內(nèi)。

4 排管：按照鉆孔的實(shí)際地層資料和物探測井資料，調(diào)整井管安裝設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行井管次序排列、丈量及編號。

四、填礫

1 填礫方法：邊沖邊填（動水投礫）

施工要求：投粒的同時(shí)，在管內(nèi)下入鉆桿，井內(nèi)稍加密封，進(jìn)行沖孔填礫，含水層較穩(wěn)固，可采取大泵量沖洗；不穩(wěn)定時(shí)采取小泵量，慢投礫方法

適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)：使用泥漿作沖洗液的鉆孔，為防止由于稠泥漿沉淀使填礫達(dá)不到預(yù)定孔段，采用此法較好。礫料雜物可隨時(shí)沖出。

2 填礫方法：先沖后填法（靜水投礫）

施工要求：在填礫前進(jìn)行徹底換漿，然后停泵進(jìn)行填礫?？梢杂^察井口返水的水頭形態(tài)，判斷投礫有否堵塞。多采用龍狀或筐狀過濾器，使礫料隨過濾器一起下入井內(nèi)。

適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)：方法簡單，適用于較穩(wěn)固的地層。填礫比較實(shí)心密實(shí)。

3 填礫方法：多層礫料充填法

施工要求：通過在井管外部下入多層套管，使井管充填兩層或三層不同規(guī)格的礫料。兩層套管間應(yīng)有扶正器，以使填礫厚度均勻。

適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)：在出水量較少的細(xì)砂層中 ，用此法可增加出水量，防止涌砂。但此法操作復(fù)雜，勞動強(qiáng)度大，成本高，一般很少使用。

4 填礫方法：邊抽邊填法

施工要求：將空壓機(jī)排砂管下至過濾器底部，邊抽水，邊投礫，以擴(kuò)大填礫層的厚度。排砂管可固定，也可隨填礫厚度的增高隨時(shí)上提。

適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)：采用“大肚皮”井結(jié)構(gòu)增加出水量時(shí)，往往采用此法。填料密實(shí)，可增加出水量。但操作較復(fù)雜，在過濾器上部一般需下入保護(hù)管。

五、封閉止水

充填濾料頂端至井口井段和充填濾料下端至井底井段的環(huán)狀間隙，必須進(jìn)行封閉和止水，承壓水止水應(yīng)到第一個(gè)隔水層并進(jìn)行止水質(zhì)量檢查，潛水應(yīng)止水不小于3m。封閉和止水的材料宜選用粒徑為20～30mm的半干狀黏土球。

六、洗井

下管后必須徹底洗井，根據(jù)各地區(qū)含水層巖性特征、監(jiān)測井結(jié)構(gòu)和井管管材的實(shí)際情況，分類別進(jìn)行選取洗井設(shè)備。洗井工作必須在下管、填礫、止水后立即進(jìn)行，以防止因停置時(shí)間過長，井壁泥皮硬化，造成洗井困難，影響鉆井的出水量。洗井效果應(yīng)滿足，當(dāng)向監(jiān)測井內(nèi)注入1m深井管容積的水量，水位恢復(fù)時(shí)間超過15min時(shí)，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行洗井，否則，可認(rèn)為完成洗井工作。洗井臺班數(shù)一般不少于6個(gè)。

七、結(jié)語

（1）傳統(tǒng)地下水監(jiān)測井施工采用單孔、單含水層監(jiān)測，監(jiān)測含水層較單一，綜合成本較高。

（2）傳統(tǒng)地下水監(jiān)測井施工技術(shù)較為成熟，可靠性高。

（3）傳統(tǒng)地下水監(jiān)測井的施工、管材等均應(yīng)因地制宜，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛞约八牡刭|(zhì)特征等進(jìn)行分別設(shè)計(jì)孔徑、孔深以及施工設(shè)備等。

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作者簡介：閆成，男，1990-，本科，助理工程師，主要從事水工環(huán)及地質(zhì)災(zāi)害等相關(guān)工作。