【正文】 深后，用優(yōu)質(zhì)輕泥漿更換出孔內(nèi)的濃泥漿。所以在更換孔內(nèi)泥漿的同時(shí)，必須刮削井壁上的泥皮，以擴(kuò)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。 換漿、破壁與探孔 為使下井管、填礫和洗井工作順利進(jìn)行，確保水井的出水量，必須做好換漿、破壁和探孔工作。 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。上部先采用 395mm 的牙輪鉆頭鉆孔，在擴(kuò)孔至 410mm，下入套管穩(wěn)定孔壁。 （ 3）換徑鉆進(jìn)注意事項(xiàng)：換徑鉆進(jìn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)采用輕壓慢轉(zhuǎn)法鉆進(jìn)，以防換徑中造成孔斜或孔偏；隨小徑孔加深，及時(shí)加長(zhǎng)小徑巖 16 心管，待鉆進(jìn) 5m以上時(shí)，方可取掉大徑導(dǎo)正管。 （ 2）配備好換徑鉆具，換徑鉆具由大徑導(dǎo)正管、異徑接頭及小徑鉆具組成。當(dāng)鉆進(jìn)某一深度（或下入套管）時(shí)，由大直徑鉆具變?yōu)樾≈睆姐@具的施工就稱為換徑。 換徑 換徑即改變鉆孔直徑。 不同的地層情況應(yīng)應(yīng)用不同的開(kāi)孔方法，在沖積層、堆積層或松散的砂土層開(kāi)孔，可使用肋骨鉆頭、刮刀鉆頭，也可用合金鉆頭開(kāi)鉆。 （ 2）應(yīng)選小鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)，泵量不宜過(guò)大，以防孔壁坍塌。開(kāi)孔鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，每一回次進(jìn)尺不宜太長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)幾個(gè)回次鉆進(jìn) 15 達(dá)到一定深度后可視地層情況決定是否下入空口管。 （ 4） 將開(kāi)孔鉆具直接連接在主動(dòng)鉆桿上，丈量尺寸后填于班報(bào)表上。 （ 2） 配備開(kāi)孔鉆具，其長(zhǎng)度一般為 。 開(kāi)孔鉆進(jìn) 從地表開(kāi)始鉆進(jìn)到下入進(jìn)口管的這段鉆進(jìn)過(guò)程稱為開(kāi)孔鉆進(jìn)。 鉆 機(jī)安裝注意事項(xiàng)如下： （ 1）鉆機(jī)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(diǎn)）同在一條中心線上。另外轉(zhuǎn)盤的兩個(gè)小千斤頂下面也應(yīng)墊上機(jī)臺(tái)木，要特別注意不應(yīng)使這兩個(gè)千斤頂受過(guò)大負(fù)荷，使其能起到將鉆具放到孔口板上時(shí)，轉(zhuǎn)盤無(wú)大的變形即可。 鉆機(jī)的安裝 S 系列的水文水井鉆機(jī)大多為車裝或移動(dòng)式鉆機(jī)，此類鉆機(jī)的安裝工作較為方便。 本工程采用正循環(huán)的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。 V=； t/ ； t/ 所以： 所需水量： G= 為了有效的保護(hù)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。若單純采用增加粘土量來(lái)提高相對(duì)密度的話，泥漿相對(duì)密度如果超過(guò)了 ，就會(huì)因細(xì)顆粒的固相含量太多，粘度太大，而影響正常鉆進(jìn)。 所需水量（ G）： G= 上述兩式計(jì)算中泥漿體積以 為單位，粘土質(zhì)量以 t為單位。 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(duì)密度，然后再根據(jù)需要的泥漿相對(duì)密度來(lái)確定粘土和水的用量。這樣泥漿就不能充分發(fā)揮它的作用，從而達(dá)不到維護(hù)孔壁穩(wěn)定、平衡地層壓力等要求。 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(qiáng) ）。鉆機(jī)采用機(jī)械傳動(dòng)，操作機(jī)構(gòu)中部分為液壓傳動(dòng)部分為機(jī)械傳動(dòng)。 SPC300H 型鉆機(jī)，設(shè)有回轉(zhuǎn)和沖擊機(jī)構(gòu)，可用于粘土、砂層、卵礫石及基巖層的鉆進(jìn)施工，適應(yīng)性強(qiáng)，是目前水文地質(zhì)勘探鉆井施工的主要設(shè)備之一。 最后設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)如下圖所示： 11 123451 井管2 止水物3 過(guò)濾管4 填礫5 沉砂管 鉆機(jī)及其他輔助設(shè)備選擇 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件以及工程的性質(zhì)，選用 SPC300H 型鉆機(jī) 。由于本工程地層中 3~16 米為松散的非開(kāi)采砂卵礫石含水層。 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?？紤]到鉆孔擴(kuò)孔及運(yùn)輸過(guò)程等因素的影響，礫石的數(shù)量要求適當(dāng)超出理論計(jì)算數(shù)量。當(dāng)兩相鄰含水層中、上層含水層顆粒較細(xì)，下層含水層顆粒較粗時(shí)，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(guò)含水層頂板 2~3m。 填礫厚度確定 我國(guó)水文地質(zhì)規(guī)定填礫厚度為 75~100mm。由于采用第三種取水方法，出水量除了滿足所需的供水量外海綽綽有余，所以井徑的大小主要是為了能滿足抽水泵、填礫層厚度以及過(guò)濾管 10 外徑的需要。選擇筋條濾水管不會(huì)造成上述不良的影響。一般在中、粗砂含水層中為 20~50mm/s。為防止濾水管阻塞或防止砂礫在井運(yùn)行時(shí)進(jìn)入井內(nèi)，就應(yīng)控制地下水流入井內(nèi)的速度。 （ 2）濾水管孔隙率 由于采用筋條濾水管，孔隙率可以達(dá)到 60%，可以滿足本工程中含水層的出水量和進(jìn)水速度。 濾水管的長(zhǎng)度也可以按一下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 式中： L濾水管的有效長(zhǎng)度（ m） 9 Q水井涌水量 /h a經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，決定于含水層顆粒組成（取 30）。當(dāng)鉆孔的涌水量、濾水管類型確定之后，濾水管的長(zhǎng)度，由含水層的厚度來(lái)確定。可分為最優(yōu)進(jìn)水段、一般進(jìn)水段和不進(jìn)水段三個(gè)段落。此外，還應(yīng)注意，無(wú)論在什么情況下，井內(nèi)最大水位降時(shí)的動(dòng)水位，不能降至濾水管的頂端。 濾水管主要尺寸確定 （ 1）濾水管長(zhǎng)度 濾水管長(zhǎng)度是指起濾水作用的有效長(zhǎng)度。其材料多為鋼制材料。 根據(jù)本工程中取水層含水層的特征（ 巖溶裂隙含水層 ），為了使濾水管與 底層特性相適應(yīng)以取得更大的出水量、消除涌砂以及延長(zhǎng)水井的使用壽命，本工程選用筋條濾水管。 濾水管類型的選擇 選擇濾水管的依據(jù)是含水層的結(jié)構(gòu)特征、地下水的性質(zhì)和材料的來(lái)源。 需將抽水泵下入井筒內(nèi)抽水的水井，水泵安裝處的井筒直徑一般比泵體外徑大兩級(jí)。確定 終孔直徑必須考慮出水量、路水管直徑、取水泵直徑以及人工過(guò)濾層厚度之間的關(guān)系。 井徑的確定 井徑確定的原則 井的直徑包括：開(kāi)孔直徑、中間變徑、終孔直徑。 7 對(duì)于多層含水層則以最下部一層含水層的埋藏深度作為鉆井的深度。這個(gè)深度是根據(jù)水文地質(zhì)勘探理想柱狀圖推的，或是由附近的鉆孔資料推斷而定的，是一個(gè)概略數(shù)值。反之，如果井身結(jié)構(gòu)過(guò)于簡(jiǎn)單，減少了必要插入的套管，雖然減小了井的直徑，但可能造成井內(nèi)鉆進(jìn)事故，反而增加了成本，而且更重要的是會(huì)使層間止水效果差，地下水互相貫通，造成對(duì)地下水污染的嚴(yán)重后果。 在設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)鉆井的目的、用途、地層條件和有關(guān)規(guī)范進(jìn)行，并盡量可能簡(jiǎn)化井身結(jié)構(gòu)。 在井管柱與井壁之間的環(huán)狀間隙內(nèi)，根據(jù)巖層情況填入充填物。過(guò)濾管安裝在含水層段，它起著濾水擋砂和保持含水層井壁穩(wěn)定的雙重作用，地下水經(jīng)過(guò)過(guò)濾管流入井內(nèi)，再經(jīng)抽水泵泵到地面。井管包括井管壁、過(guò)濾管和沉砂管幾部分。 綜合上述幾個(gè)方面因素，采用第三種取水方法即只取 裂隙含水層 的水為最佳方案。 從水質(zhì)方面考慮：第三種取水方法更能保證水的質(zhì)量。 （ 4）比較上述三種取水方法，確定最終的取水位置： 第一種方法由（一）計(jì)算得知，此方法不可取。由此得知： 取 巖溶裂隙含水層 和表層 砂礫含水層 的地下水不需要打穿 裂隙含水層 ，只需打穿穿 裂隙含水層 中上部 即水井總深為 84m。 所以在 巖溶裂隙含水層 還需獲得 1000445=555 m3/d。 （ 2）取 巖溶裂隙含水層 和表層 砂礫含水層 的地下水： 本工程選用 SPC300H 型鉆機(jī)一次性成孔。而且孔徑大，沒(méi)有施工所需的設(shè)備，即使有造價(jià)也相當(dāng)高。 根據(jù) 裘布依公式 ： 得： 1000= 計(jì)算得： =。 根據(jù)預(yù)計(jì)動(dòng)水位高度 20m，水位降 2m， 砂礫含水層 厚度 H=13m，表層土厚度為 3m，水井深度 h 22m。 不同取水位置比較 （ 1）只取表層 砂礫含水層 的地下水： 根據(jù)以往在該地區(qū)的抽水試驗(yàn)得知該地 砂礫含水層 水位降 2m。 開(kāi)工前辦理有關(guān)施工手續(xù)及申報(bào)工作。 施工前應(yīng)做好設(shè)備安裝、調(diào)試檢查工作。 地層及含水層情況： (如下表所示 ) 井深 0~3m 3~16m 16~80m 80~90m 90m以下 地層 粘土覆蓋層 砂礫含水層（ k1=15,m1=） 灰?guī)r 巖溶裂隙含水層（ k2=1000,m2=），壓強(qiáng) 灰?guī)r 巖性 易沖蝕 松散 基巖