機井施工方法

機井施工方法

機井工程施工包括鉆孔施工準備、鉆進工藝、井管外觀質(zhì)量檢查及過濾器制作，井管安裝、填礫及管外封閉，洗井和抽水試驗等。

.1施工標準和規(guī)程規(guī)范

（1）《機井技術規(guī)范》SL256-2000；

（2）《村鎮(zhèn)供水工程技術規(guī)范》SL310-2004；

（3）《供水管井技術規(guī)范》GB50296-99；

（4）《混凝土結(jié)構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002；

（5）《預制混凝土構件質(zhì)量檢驗評定標準》GB321-90；

.2施工準備

（1）確保機井施工安全與成井質(zhì)量，嚴格執(zhí)行技術操作規(guī)程，預防事故發(fā)生。

（2）做到路通、水通、電通（備好機械動力設備），施工場地平整。

（4）試鉆前按質(zhì)量要求，檢查鉆井設備各零部件，不合格的不使用。

（5）泥漿循環(huán)系統(tǒng)的泥漿池和沉淀池的容積，滿足施工儲漿和沉砂的要求。泥漿槽的長度在15m以上。

（6）管井施工所需管材、濾料、粘土、粘土球及其他物料，按設計要求在開鉆前準備好，并及時運到現(xiàn)場。

3鉆機安裝

（1）本工程區(qū)地層為松散層構造，鉆機類型采用回轉(zhuǎn)式正循環(huán)鉆機。

（2）根據(jù)設計井孔位置，安裝鉆機時，井孔中心距電話線至少10m；距旱地電力線路及松散層舊井孔邊線的距離至少5m；距地下通信電纜、構筑物、管道及其他地下設施邊線的水平距離至少2m；距高壓電線的距離，為塔高的兩倍；與地面高層樓房及重要建筑物保持足夠的安全距離，并遵守有關行業(yè)施工現(xiàn)場的規(guī)定。

（3）鉆機及附屬配套設備的安裝，保證基礎堅實，安裝平穩(wěn)，布局合理，便于操作；回轉(zhuǎn)鉆機轉(zhuǎn)盤水平，天車、轉(zhuǎn)盤及井孔中心在一條鉛直線上；沖擊鉆機保證連接牢固，鉆具總重不超過鉆機說明書規(guī)定的重量，活芯靈活，鋼絲繩與活套的上線保持一致；在鉆進過程中不得位移。

（4）鉆塔的安裝

①安裝鉆塔前，對升降系統(tǒng)、鉆塔各部件及有關輔助工具進行認真檢查，符合要求后進行安裝。

②安裝鉆塔前，任何人不得在鉆塔起落范圍內(nèi)通過或停留。安裝多層鉆塔時，上下兩層不同時作業(yè)，自下而上逐層進行。

③起鉆塔時，卷揚或絞車低速運轉(zhuǎn)，保持平穩(wěn)。當起塔接近垂直時，操作緩慢、準確，防止鉆塔傾倒、碰壞。

④塔腿接觸地面處，用墊木墊牢，保持穩(wěn)定。

⑤繃繩位置安設勻稱，繃繩地錨埋設牢固，并用緊繩器繃緊，繃繩與地面所成夾角，不大于450。

⑥鉆機轉(zhuǎn)盤中心與井孔中心保持在一條鉛直線上。

4鉆進工藝

鉆井工藝包括鉆進方法、沖洗介質(zhì)、泥漿質(zhì)量、井孔防斜及事故預防。

4.1鉆進方法與護壁規(guī)定：

①松散層，采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)式鉆進；

②沖洗介質(zhì)，根據(jù)水文地質(zhì)條件和施工情況等因素合理選用。在粘土或穩(wěn)定地層，采用清水；在松散、破碎地層，采用泥漿。

③松散層鉆進時，根據(jù)鉆進機具和地層巖性采取泥漿護壁。用泥漿護壁，孔內(nèi)泥漿面距地面小于0.5m。

④頂部的松散層，采用套管護壁。

⑤成井過程中設置的護口管，保證在管井施工過程中不松動，井口不坍塌。

4.2鉆孔泥漿質(zhì)量要求

①根據(jù)地質(zhì)報告地層泥漿密度為1.1～1.2，遇高壓含水層或易塌地層，泥漿密度酌情加大。

②礫石、粗砂、中砂含水層泥漿粘度為18～22s；細砂、粉砂含水層為16～18s。

③回轉(zhuǎn)鉆進時，孔內(nèi)泥漿含沙量不大于12%。

④回轉(zhuǎn)鉆進時，膠體率不低于80%。井孔較深時，膠體率適當提高。

4.3停鉆期間，將鉆具提至安全孔段位置并定時循環(huán)或攪動孔內(nèi)泥漿；泥漿漏失隨時補充；如孔內(nèi)發(fā)生故障，視具體情況調(diào)整泥漿指標或提出鉆具。

4.4井孔傾斜度符合《機井技術規(guī)范》3.3.2規(guī)定。鉆進時合理選用鉆進參數(shù)，必要時安裝鉆鋌和導正器。發(fā)現(xiàn)孔斜征兆，及時糾正。鉆具的彎曲、磨損定時檢查，不合格不使用。

5采樣及地層編錄

5.1松散層鉆進時，采取土樣符合下列規(guī)定：

①采鑒別樣，鑒別樣準確反映原有地層的深、巖性、結(jié)構及顆粒組成。

②鑒別樣的數(shù)量，每層一個。含水層2～3m采一個，非含水層與不宜利用的含水層3～5m采一個，變層處加采一個。當有較多鉆孔資料或進行電測時，鑒別樣的數(shù)量適當減少。

5.2土樣按地層順序存放，及時描述和編錄。土樣可保存至工程驗收，必要時可延長存放時間。

（4）土樣的描述，可按下表的規(guī)定進行。

土樣描述內(nèi)容

類別

描述內(nèi)容

碎石土類

名稱、巖性、磨圓度、分選性、粒度大小占有比例、膠結(jié)情況和

充填物（砂、粘性土的含量）

砂土類

名稱、顏色、分選性、粒度大小占有比例、礦物成分、膠結(jié)情況

粘性土類

名稱、顏色、濕度、有機物含量、可塑性和包含物

巖石類

名稱、顏色、礦物成分、結(jié)構、構造、膠結(jié)物、化石、巖脈、包裹、

風化程度、裂隙性質(zhì)、裂隙和巖深發(fā)良程度及其填充情況

（5）土樣的編錄，內(nèi)容包括采樣時間、地點、名稱、編號、深度、采樣方法和巖性描述以及分析結(jié)果。

（6）松散層中的深井、地下水質(zhì)和地層復雜的井、全面鉆進的基巖井，進行井孔電測，校正含水層位置、厚度和分析地下水礦化度。

6疏孔、換漿和試孔

（1）松散層中的井孔，終孔后用疏孔器疏孔，疏孔器外徑與設計井孔直徑相適應，長度不少于8m，達到上下暢通。

（2）泥漿護壁的井孔，除高壓自流水層外，用比原鉆頭直徑大10～20mm的疏孔鉆掃孔，破除附著在開采層孔壁上的泥皮。孔底沉淀物排凈后，及時向孔內(nèi)送入稀泥漿，使孔內(nèi)泥漿逐漸由稠變稀，不得突變。泥漿密度小于1.1，出孔泥漿與入孔泥漿性能接近一致，孔口撈取泥漿樣達到無粉砂沉淀要求。

（3）下井管前校正孔徑、孔深和測斜。井孔直徑不小于設計孔徑20mm；孔深偏差不超過設計孔深的正負1/1000；孔斜不得超過設計要求。小于或等于100m的井段，頂角傾斜不超過10；大于100m的井段，控制每100m頂角傾斜的遞增速度不超過1.50。

（4）非填礫過濾器管井，井孔直徑大于井管外徑100mm。

（5）填礫過濾器管井，取水含水層為中、粗砂時，井孔直徑大于井管外徑200mm，取水含水層為粉、細砂時，井孔直徑大于井管外徑300mm。

7井管外觀質(zhì)量的檢查

（1）井管無殘缺、斷裂和彎曲等缺陷。

（2）砼管有足夠的抗壓強度。

（3）無砂砼濾水管的滲透系數(shù)≥400m/d，孔隙率≥15%。

（4）過濾器開孔率偏差不超過設計開孔率的±10%，纏絲間距偏差不超過設計絲距的±20%，纏絲至穿孔管壁的最小距離大于3mm。

（5）井管每米彎曲度不得超過3mm。

（6）井管的上下口平面垂直于井管軸線。無砂混凝土井管與混凝土井管管口平面傾斜度偏差不超過井管外徑的1.5%。

（7）井管直徑偏差不得超過：鋼筋混凝土管內(nèi)徑±5mm，無砂混凝土井管內(nèi)徑±6～±9mm。

（8）井管管壁厚度偏差不得超過：鋼管和鑄鐵井管±1mm，鋼筋混凝土井管±2mm；無砂混凝土井管±4～±6mm；混凝土井管±3～±4mm。

（9）管井過濾器的制作，保證具有良好的過濾性能，結(jié)構堅固、抗腐蝕性強不易堵塞。過濾器長度，根據(jù)可開采含水層的累計厚度、富水性、設計取水量等通過技術經(jīng)濟分析確定（可開采含水層累計厚度不超過30m時，過濾器長度按含水層累計厚度取值）。過濾器骨架管的穿孔形狀、尺寸和排列方式，根據(jù)管材強度和加工工藝確定，孔隙率宜為15%～30%。纏絲過壁2～4mm，墊筋兩端設擋箍；纏絲材料應無毒、耐腐蝕、抗拉強度大和膨脹系數(shù)??；纏絲斷面形狀宜為梯形或三角形；纏絲孔隙尺寸應根據(jù)含水層的顆粒組成和均勻性確定。

8井管安裝質(zhì)量要求

（1）井管安裝前按照鉆孔的實際地層資料校正，然后進行井管組合、排列、測量長度，并按井管排列順序編號。

（2）下管方法根據(jù)管材強度、下置深度和起重設備能力等因素選定，符合下列要求：

①懸吊下管法，用于井管自重（或浮重）小于井管允許抗拉力和起重的安全負荷。

②托盤（或浮板）下管法，用于井管自重超過井管允許抗拉力和起重的安全負荷。

③多級下管法，宜用于結(jié)構復雜和下置深度過大的井管。

各類井壁管及過濾器允許一次安裝長度可按表2.2的規(guī)定選用。

各類井壁管及過濾器允許一次安裝長度表

表2.2

井壁管和

過濾器種類

鋼制井壁管

及過濾器

鑄鐵井壁管

及過濾器

鋼筋混凝土

井壁管及

過濾器

塑料井壁管

及過濾器

混凝土

井壁管

及過濾器

無砂混凝

土井管

允許一次

吊裝長度（m）

250～500

200～250

150～200

≤150

托盤下管允許

一次安裝長度（m）

200～250

≤100

50～100

（3）井管的連接做到對正接直、封閉嚴密，接頭處的強度滿足下管安全和成井質(zhì)量的要求。

（4）過濾器安裝位置的上下偏差不超過300mm。

（5）采用填礫過濾器的管井，井管位于井孔中心。下井管時安裝井管扶正器，其外徑比井孔直徑小30～50mm。根據(jù)井深和井管類型確定扶正器的數(shù)量，間隔3～20m安裝一組，每眼井至少安裝2組。無砂混凝土管與混凝土管井，扶正器的數(shù)量應適當增加。

（6）井管底部座落在堅實的基礎上，若下部孔段廢棄不用時，必須用卵石或碎石填實。

9濾料回填

9.1濾料級配

填礫過濾器的管井井管安裝后，根據(jù)以下要求及時進行填礫。濾料高度超過過濾器的上端；濾料用磨圓度較好的硅質(zhì)礫石；不應含土和雜物，嚴禁使用棱角碎石；濾料的不均勻系數(shù)應小于2，濾料規(guī)格可按下列要求確定：

砂土類含水層：D50=（6～8）d50

碎石土類含水層：當d20＜2mm時

D50=（6～8）d20

當d20≥2mm時，可不填礫或充填10～20mm的填料；

（注：D50為濾料篩分樣顆粒組成中），過篩重量累計為50%時的最大顆粒直徑）。

填礫時，濾料沿井管四周均勻連續(xù)填入，隨填隨測。當發(fā)現(xiàn)填入數(shù)量及深度與計算有較大出入時，應及時報出原因并排除。

9.2檢查濾料質(zhì)量標準

（1）回填濾料的規(guī)格，根據(jù)井孔中含水層顆粒大小而決定，符合《機井技術規(guī)范》的設計要求。

（2）檢查濾料的形狀是否園滑，不用碎石做濾料。

（3）檢查濾料質(zhì)地是否堅硬，與水是否起化學變化。

（4）檢查篩選的濾料粒徑必須符合設計要求，粒徑大小是否均勻，不合格的濾料顆粒不得超過15%。

（5）檢查濾料數(shù)量是否與計劃數(shù)量相符，濾料數(shù)量比計劃數(shù)量多備足20%。

9.3回填濾料方法和注意問題

（1）回填濾料方法

①采用靜水填濾料。

②沿井管周圍連續(xù)的均勻緩慢的填入，速度不太快。濾料中途受阻，不許搖動或強力提動井管，可用小掏筒或活塞下入井管內(nèi)慢慢上下提動，直至濾料下沉為止。

③回填濾料用計量容器，便于及時的與計劃數(shù)量校對。當濾料填入到一定數(shù)量時，等濾料下沉，用測棒測量填濾料高度，邊填邊測，直到計劃位置為止。測棒是用圓鐵棍制成，長0.5～1m，兩端呈圓尖形，其重量超過所用測繩總重量的一倍。

（2）回填濾料注意問題

①嚴禁一側(cè)集中填濾料，不可快速猛倒沖擊井管或造成堵塞。

②按管井設計的位置回填濾料及高度不許馬虎從事，以防濾料下沉而失去攔砂濾水作用，而影響成井質(zhì)量。

③所填濾料留樣備查。

10管外封閉

（1）封閉材料

采用優(yōu)質(zhì)粘土。

（2）封閉前的準備

封閉前，按照管井施工圖所要封閉的深度，計算出需要填入的粘土的數(shù)量。粘土實際準備的數(shù)量，比計劃數(shù)量多25%～30%。

11洗井和試驗抽水

（1）填礫完畢后及時進行洗井并補填濾料。

（2）洗井方法和工具，按井的結(jié)構、管材、鉆井工藝及含水層特征選擇，盡量采用不同的洗井工具交錯使用或聯(lián)合使用。

（3）洗井和試驗抽水的質(zhì)量應符合下列要求：

①洗井完畢后，井底沉淀物厚度小于井深的5/1000。

②洗井完畢后，進行試驗抽水，水泵出水后30分鐘采取水樣。用容積法測定的含砂量：中、細砂含水層不得超過1/20000；粗砂、礫石、卵石含水層不超過1/50000。

③試驗抽水時，做一次大降深抽水，水位穩(wěn)定延續(xù)時間：松散層地區(qū)不少于8小時；貧水區(qū)和水文地質(zhì)條件不清楚的地區(qū)，水位穩(wěn)定延續(xù)時間適當延長。有特殊要求的管井，做三次降深抽水。

④試驗抽水達到設計出水量，不低于設計出水量的75%。

⑤試驗抽水終止前，采取水樣，進行水質(zhì)分析。

12質(zhì)量檢查與驗收

12.1鉆井施工準備工作的檢查

①鉆井開始施工前檢查鉆機的型號、零部件質(zhì)量、泥漿池、沉淀池大小、井管濾料、粘土球的準備情況。

②鉆機鉆塔的安裝是否正確，鉆機及附屬配套設備的安裝，基礎堅實、平穩(wěn)，便于操作。鉆塔的升降系統(tǒng)必須靈活。

12.2鉆井工藝的檢查

①鉆井開始后，檢查鉆的方法是否正確，有沒有準備沖洗介質(zhì)護壁材料，護壁是否正確。

②停鉆期間鉆具提至安全段位置以防井壁塌方埋住鉆頭。

③檢查鉆井過程中的地層編錄工作，每層根據(jù)含水層和非含水層的不同進行采樣，按順序存放并及時編錄，以備驗收時查驗。

12.3井管的質(zhì)量檢查和驗收

井管安裝前對其外觀質(zhì)量，試驗成果進行檢查。井管無殘缺、斷裂和彎曲等缺陷。砼管抗壓強度不應低于15Mpa，無砂砼濾水管的滲透系統(tǒng)≥400m/d，孔隙率≥15%。

驗收合格的井管可以用于井壁管，不合格的井管要運出現(xiàn)場。

12.4井管安裝過程的質(zhì)量檢查

①檢查下管方法是否正確。

②井管的連接是否正確。

③過濾器的安裝位置上、下偏差下得超300mm。

④檢查井管是否位于井孔中心。

⑤井管底部是否座落在堅實的基礎上，若下部孔段不用，用卵石或碎石填實。

12.5濾料的質(zhì)量檢查

①濾料的級配要滿足《機井技術規(guī)范》的要求。

②濾料的形狀要園滑，質(zhì)地要堅硬。

③濾料的數(shù)量