【文章內(nèi)容簡介】 確定 我國水文地質(zhì)規(guī)定填礫厚度為 75~100mm。由于洗井、抽水過程中礫料要下沉，所以要求填礫高度要超過濾水管上端一定高度。當兩相鄰含水層中、上層含水層顆粒較細，下層含水層顆粒較粗時，為防止上層小徑礫料涌入下部濾水孔中，其大徑礫料要超過含水層頂板 2~3m。 礫料數(shù)量要與 需填礫井段的環(huán)狀間隙體積相當?？紤]到鉆孔擴孔及運輸過程等因素的影響，礫石的數(shù)量要求適當超出理論計算數(shù)量。本工程填礫厚度確定為 100mm，高度為 15m。 綜合上訴各種因素的影響，本工程終孔段采用直徑為395mm 的三牙輪鉆頭。確定終孔直徑為 395mm。由于本工程地層中 3~16 米為松散的非開采砂卵礫石含水層。所以需要在該段下入套管以防孔塌。 最后設計井身結構如下圖所示： 11 123451 井管2 止水物3 過濾管4 填礫5 沉砂管 鉆機及其他輔助設備選擇 根據(jù)現(xiàn)場條件以及工程的性質(zhì)，選用 SPC300H 型鉆機 。它是一種車裝復合式鉆機，所有的部件均裝在黃河牌載重汽車上。 SPC300H 型鉆機，設有回轉和沖擊機構，可用于粘土、砂層、卵礫石及基巖層的鉆進施工，適應性強，是目前水文地質(zhì)勘探鉆井施工的主要設備之一。 SPC300H 型鉆機的結構包括：傳動箱、變速箱、升降機、沖擊機構、轉盤、導向加壓機構及桅桿等。鉆機采用機械傳動，操作機構中部分為液壓傳動部分為機械傳動。 泥漿泵選擇 鉆機配有一臺 BW600/30 型雙缸雙作用往復式泥漿泵。 泥漿類型選用 12 由于地層中 0~3m 為易沖蝕的第四季覆蓋層； 3~16m 為松散的砂卵含水層， 80~90m 為 巖溶裂隙含水層 （ 壓強 ）。鉆進含水層時，如果泥漿密度過小，所形成的孔內(nèi)液柱壓力小于含水層地層壓力，會導致含水層的水侵入泥漿中使泥漿稀釋，粘度、切力、密度下降，失水量增加。這樣泥漿就不能充分發(fā)揮它的作用，從而達不到維護孔壁穩(wěn)定、平衡地層壓力等要求。 為了解決上述泥漿水侵問題，需配置密度適當?shù)哪酀{，使液柱壓力大于含水層的地層壓力，除加大泥漿的密度外還可以對泥漿進行鈣處理或者鹽處理。 配置高密度泥漿前必須先配置基漿，首先根據(jù)地層情況選擇泥漿的相對密度，然后再根據(jù)需要的泥漿相對密度來確定粘土和水的用量。 泥漿所需的土量和水量通過下式進行計算： 式中， 與配置泥漿所需的土量（ t） V 欲配泥漿的體積（ ） 泥漿相對密度（ t/ ） 粘土的相對密度（ t/ ） 清水的相對密度（ t/ ） 13 注：粘土的相對密度一般為 。 所需水量（ G）： G= 上述兩式計算中泥漿體積以 為單位，粘土質(zhì)量以 t為單位。 在涌水的地層鉆進，為平衡地壓或水壓，應適當加大泥漿的相對密度。若單純采用增加粘土量來提高相對密度的話，泥漿相對密度如果超過了 ，就會因細顆粒的固相含量太多，粘度太大，而影響正常鉆進。 因此決定先配置相對密度為 的泥漿及 t/ 。 V=； t/ ； t/ 所以： 所需水量： G= 為了有效的保護孔壁的穩(wěn)定性，可以再基漿中加入 CMC，一般配方是 1 基漿中先加 ，然后加入 2kgCMC。 在鉆進過程中如果泥漿的密度不能滿足平衡地層壓力的需要，則需在泥漿中加入適量的加重劑，如重晶石，石灰等。 本工程采用正循環(huán)的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。泥漿由泥漿泵輸出經(jīng)鉆桿住內(nèi)空腔到達孔底，再經(jīng)環(huán)狀間隙返回泥漿池。 鉆機的安裝 S 系列的水文水井鉆機大多為車裝或移動式鉆機，此類鉆機的安裝工作較為方便。在預定的孔位旁邊平整一塊較堅實的場地，將鉆機開進或拖進平整好的現(xiàn)場，使轉盤通孔中心對準孔位，在支承千斤頂 14 下面墊好機木臺，并用支承千斤頂將鉆機調(diào)整水平，調(diào)好水平的鉆機應使汽車懸掛鋼板彈簧不受較大負荷。另外轉盤的兩個小千斤頂下面也應墊上機臺木，要特別注意不應使這兩個千斤頂受過大負荷，使其能起到將鉆具放到孔口板上時，轉盤無大的變形即可。在鉆進過程中還應隨時注意地基由于泥漿及水的浸泡變軟，而使鉆機水平發(fā)生變化的情況，此時應重新調(diào)整好鉆機水平。 鉆 機安裝注意事項如下： （ 1）鉆機安裝必須保證主軸中心與鉆孔中心（井口管）及天車中心（前緣切點）同在一條中心線上。 （ 2）鉆機安裝好后要仔細的檢查，必須達到周正、水平、穩(wěn)固。 開孔鉆進 從地表開始鉆進到下入進口管的這段鉆進過程稱為開孔鉆進。 ： （ 1） 開孔前應再次校正立軸角度。 （ 2） 配備開孔鉆具，其長度一般為 。 （ 3） 配置好開孔用沖洗液及其他鉆進所需材料。 （ 4） 將開孔鉆具直接連接在主動鉆桿上，丈量尺寸后填于班報表上。 開孔鉆進 開孔時可根據(jù)地層情況，進行人工挖孔或直接用開孔短管鉆進。開孔鉆進時應輕壓慢轉，每一回次進尺不宜太長，經(jīng)過幾個回次鉆進 15 達到一定深度后可視地層情況決定是否下入空口管。 （ 1）鉆進中應及時更換加長粗徑鉆具，以防止鉆孔偏斜。 （ 2）應選小鉆進規(guī)程參數(shù)，泵量不宜過大，以防孔壁坍塌。 （ 3）開孔鉆進中，特別應注意不能采用大鉆壓鉆進。 不同的地層情況應應用不同的開孔方法，在沖積層、堆積層或松散的砂土層開孔，可使用肋骨鉆頭、刮刀鉆頭，也可用合金鉆頭開鉆。如使用泥漿沖洗液坍塌嚴重時 ，可從空口灌注稠泥漿或投入粘土球，搗實后再鉆進，直到鉆入預定深度及時下入井口管為止。 換徑 換徑即改變鉆孔直徑。在鉆進施工中，出一般淺孔外、中深孔和深孔的鉆進施工，都需要采用多徑成孔的井身結構，由孔徑大，中部孔徑小逐級縮小到終孔直徑最小。當鉆進某一深度（或下入套管）時，由大直徑鉆具變?yōu)樾≈睆姐@具的施工就稱為換徑。 （ 1）換徑前應撈盡孔底巖心、巖屑等。 （ 2）配備好換徑鉆具，換徑鉆具由大徑導正管、異徑接頭及小徑鉆具組成。導正管長不得小于 4m，小徑鉆具長度不得大于 1m；換徑鉆具配備好后，其同心度應保持上下一致。 （ 3）換徑鉆進注意事項：換徑鉆進開始時，應采用輕壓慢轉法鉆進，以防換徑中造成孔斜或孔偏；隨小徑孔加深，及時加長小徑巖 16 心管，待鉆進 5m以上時，方可取掉大徑導正管。 本工程采用兩段成孔，終孔直徑為 395mm，上部孔徑為 410mm。上部先采用 395mm 的牙輪鉆頭鉆孔，在擴孔至 410mm，下入套管穩(wěn)定孔壁。 完成鉆孔 套管下入完成后，繼續(xù)以 395mm 的鉆頭進行鉆孔，直到鉆至 90m孔深，完成鉆孔。 成井 工藝的目的 （ 1）疏通含水層通道，使含水層中的水自由流入水井。 （ 2）封閉或隔離非含水層，以防地下各含水層互相串通或污染。 換漿、破壁與探孔 為使下井管、填礫和洗井工作順利進行，確保水井的出水量，必須做好換漿、破壁和探孔工作。 當使用泥漿鉆進時，在井壁上形成較厚的泥皮，影響水井出水量。所以在更換孔內(nèi)泥漿的同時，必須刮削井壁上的泥皮，以擴大含水層部位的鉆孔直徑，增大填礫厚度，利于洗井及增加含水層出水量。 破壁的方法：采用擴孔鉆頭刮洗井壁。 換漿是指鉆進至預計孔深后，用優(yōu)質(zhì)輕泥漿更換出孔內(nèi)的濃泥漿。當從孔內(nèi)返回的泥漿性能接近送入孔內(nèi)的泥漿性能時，換漿即可 17 結束。 換漿分為： （ 1）安裝井管前沖洗鉆孔換漿 當井壁較穩(wěn)定時，可在鉆至預計井深后，向孔內(nèi)送入粘度低、膠體率高的優(yōu)質(zhì)輕泥漿，進行沖孔換漿。此工作應在破壁后期進行。及當擴孔破壁至預計井深前 10m 到30m 時，逐漸更換新泥漿進行擴孔，直至終孔再進行沖孔換漿。 （ 2）安放井管后沖洗鉆孔換漿 當井管下到預計井深