水井成井工藝

1、4.填礫填礫5.止水止水鑄鐵井管，鋼質(zhì)井管，玻璃鋼井管，鑄鐵井管，鋼質(zhì)井管，玻璃鋼井管，聚氯乙烯井管（聚氯乙烯井管（PVCPVC）；）；表表1-1 井壁管類型選擇井壁管類型選擇井管類型井管類型井管特性井管特性適適 用用 條條 件件孔深孔深水質(zhì)水質(zhì)鑄鐵井管鑄鐵井管抗壓、抗側(cè)壓強(qiáng)度較高，耐抗壓、抗側(cè)壓強(qiáng)度較高，耐沖擊、抗拉強(qiáng)度較低，有一沖擊、抗拉強(qiáng)度較低，有一定防腐蝕性能定防腐蝕性能中深孔、淺孔中深孔、淺孔適于一般適于一般水質(zhì)的水水質(zhì)的水井中使用井中使用鋼質(zhì)井管鋼質(zhì)井管抗拉、抗壓、抗側(cè)壓抗彎強(qiáng)抗拉、抗壓、抗側(cè)壓抗彎強(qiáng)度高，有一定的抗腐蝕性能，度高，有一定的抗腐蝕性能，成本較高成本較高深孔、中深孔深

2、孔、中深孔玻璃鋼井管玻璃鋼井管耐腐蝕性能良好，質(zhì)量輕，耐腐蝕性能良好，質(zhì)量輕，有較高的強(qiáng)度，但成本較高有較高的強(qiáng)度，但成本較高中深孔、深孔中深孔、深孔適于一般適于一般水質(zhì)的水水質(zhì)的水井和腐蝕井和腐蝕性較大的性較大的水井中水井中聚氯乙烯井管聚氯乙烯井管（PVCPVC）耐腐蝕性良好，質(zhì)量輕，價(jià)耐腐蝕性良好，質(zhì)量輕，價(jià)格低，強(qiáng)度較低格低，強(qiáng)度較低淺孔、中深孔淺孔、中深孔纏絲過濾管，橋式過濾管，聚氯乙纏絲過濾管，橋式過濾管，聚氯乙烯（烯（PVCPVC）過濾管，玻璃鋼過濾管，貼礫過濾管，籠狀過）過濾管，玻璃鋼過濾管，貼礫過濾管，籠狀過濾，包網(wǎng)過濾管，裸眼過濾管。濾，包網(wǎng)過濾管，裸眼過濾管。圓孔濾水管結(jié)構(gòu)

3、圖圓孔濾水管結(jié)構(gòu)圖2 條縫濾水管的條縫形式圖條縫濾水管的條縫形式圖條縫的寬度取決于含水層的粒度，其標(biāo)準(zhǔn)寬度為條縫的寬度取決于含水層的粒度，其標(biāo)準(zhǔn)寬度為: 2.0, 2.5, 3.0, 4.0mm。長度一般為。長度一般為150mm，各排條縫之間的距離為，各排條縫之間的距離為10-20mm。筋條濾水管筋條濾水管1-短管；短管；2-筋條；筋條；3-支撐圈支撐圈1.4.5 包網(wǎng)濾水管包網(wǎng)濾水管包網(wǎng)濾水管包網(wǎng)濾水管1-骨架管；骨架管；2-鋼筋；鋼筋；3-包網(wǎng)包網(wǎng)1.4.6 礫石濾水管礫石濾水管 筐狀礫石濾水管和筐狀礫石濾水管和帶罩礫石濾水管帶罩礫石濾水管礫石濾水管礫石濾水管A-填充式；填充式；B-筐狀礫

4、石濾水管；筐狀礫石濾水管；C-帶罩礫石濾水管帶罩礫石濾水管1-濾水管骨架或網(wǎng)狀濾水管；濾水管骨架或網(wǎng)狀濾水管；2-礫石填料；礫石填料；3-鐵質(zhì)填礫筐；鐵質(zhì)填礫筐；4-外罩外罩1.4.7. 1.4.8.1.4.9.過濾管類型過濾管類型過濾管特性過濾管特性適用條件適用條件纏絲過濾管纏絲過濾管 易于制造，適應(yīng)性易于制造，適應(yīng)性廣，可根據(jù)水質(zhì)選擇纏廣，可根據(jù)水質(zhì)選擇纏絲的材料和斷面形狀，絲的材料和斷面形狀，具有一定的防腐蝕能力具有一定的防腐蝕能力和較好的擋砂透水性能和較好的擋砂透水性能 與管外填礫配合，與管外填礫配合，適用于第四紀(jì)和基巖含適用于第四紀(jì)和基巖含水層，若能按水質(zhì)選擇水層，若能按水質(zhì)選擇骨架

5、管和纏絲材料，可骨架管和纏絲材料，可用于各種水質(zhì)水井中用于各種水質(zhì)水井中橋式過濾管橋式過濾管 濾縫為橋式結(jié)構(gòu)，濾縫為橋式結(jié)構(gòu)，不易堵塞，透水性好，不易堵塞，透水性好，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)選擇骨架材應(yīng)根據(jù)水質(zhì)選擇骨架材料，有較好防腐蝕性能料，有較好防腐蝕性能 與管外填礫配合，與管外填礫配合，適用于第四紀(jì)含水層和適用于第四紀(jì)含水層和基巖含水層，若能按水基巖含水層，若能按水質(zhì)選擇骨架管，可用于質(zhì)選擇骨架管，可用于各種水質(zhì)水井中各種水質(zhì)水井中過濾管類型及選擇過濾管類型及選擇聚氯乙烯聚氯乙烯（PVCPVC）過濾管過濾管濾縫直接開在骨架管上，呈外窄濾縫直接開在骨架管上，呈外窄內(nèi)寬結(jié)構(gòu)，不易堵塞，透水性好，內(nèi)寬結(jié)構(gòu)，

6、不易堵塞，透水性好，有良好的防腐蝕性能，成本較低有良好的防腐蝕性能，成本較低與管外填礫配合，適用與管外填礫配合，適用于第四紀(jì)和基巖含水層，于第四紀(jì)和基巖含水層，尤其適用于腐蝕性較大尤其適用于腐蝕性較大的水井中的水井中玻璃鋼過濾管玻璃鋼過濾管用玻璃纖維交織纏繞成表面呈網(wǎng)用玻璃纖維交織纏繞成表面呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過濾管，有良好的防腐狀結(jié)構(gòu)的過濾管，有良好的防腐蝕性能，質(zhì)量輕，強(qiáng)度較大蝕性能，質(zhì)量輕，強(qiáng)度較大貼礫過濾管貼礫過濾管礫石和過濾管合為一體具有良好礫石和過濾管合為一體具有良好的擋砂、透水性能，應(yīng)根據(jù)含水的擋砂、透水性能，應(yīng)根據(jù)含水層顆粒大小，選擇相應(yīng)的貼礫規(guī)層顆粒大小，選擇相應(yīng)的貼礫規(guī)格的過濾管格

7、的過濾管應(yīng)根據(jù)水質(zhì)選擇骨架管應(yīng)根據(jù)水質(zhì)選擇骨架管可適用于各種水質(zhì)的水可適用于各種水質(zhì)的水井中，尤其適用于填礫井中，尤其適用于填礫困難的細(xì)粉砂含水層水困難的細(xì)粉砂含水層水井中井中續(xù)表續(xù)表1-2 籠狀過濾管籠狀過濾管填礫和過濾管合為一體，具有良填礫和過濾管合為一體，具有良好的擋沙和透水性能好的擋沙和透水性能適用于粉細(xì)砂含水層和適用于粉細(xì)砂含水層和填礫困難的井中填礫困難的井中包網(wǎng)過濾管包網(wǎng)過濾管濾網(wǎng)孔眼容易堵塞，透水性能差濾網(wǎng)孔眼容易堵塞，透水性能差用于不能填礫的中細(xì)粉用于不能填礫的中細(xì)粉沙含水層中沙含水層中裸眼過濾管裸眼過濾管透水性能好，擋沙作用差透水性能好，擋沙作用差只適用于粗顆粒含水層只適用于

8、粗顆粒含水層和不含細(xì)粒的虺隙含水和不含細(xì)粒的虺隙含水層水井中層水井中續(xù)表續(xù)表1-2 表表3-1 下管方法選擇下管方法選擇下下 管管 方方 法法適適 用用 條條 件件井管連接方式井管連接方式井管總重量井管總重量懸吊下管法懸吊下管法絲扣或電焊連接管絲扣或電焊連接管小于下管設(shè)備的安全負(fù)荷和小于下管設(shè)備的安全負(fù)荷和小于井管的抗拉強(qiáng)度時(shí)采用小于井管的抗拉強(qiáng)度時(shí)采用浮力下管法浮力下管法大于下管設(shè)備的安全負(fù)荷或大于下管設(shè)備的安全負(fù)荷或大于井管的抗拉強(qiáng)度時(shí)采用大于井管的抗拉強(qiáng)度時(shí)采用兜底下管法兜底下管法非絲扣或電焊連接的井管非絲扣或電焊連接的井管小于下管設(shè)備的安全負(fù)荷和小于下管設(shè)備的安全負(fù)荷和井管的抗壓強(qiáng)度及

9、大于井管井管的抗壓強(qiáng)度及大于井管的抗拉強(qiáng)度時(shí)采用的抗拉強(qiáng)度時(shí)采用二次或多次下二次或多次下管法管法非絲扣或電焊連接管或絲扣連非絲扣或電焊連接管或絲扣連接管接管大于下管設(shè)備的安全負(fù)荷時(shí)；大于下管設(shè)備的安全負(fù)荷時(shí)；或采用浮力塞后有效重量大或采用浮力塞后有效重量大于井管抗拉強(qiáng)度時(shí)于井管抗拉強(qiáng)度時(shí)4. 填礫填礫n填礫是在濾水管與含水層孔壁之間，填入大于含水層砂粒直徑的礫填礫是在濾水管與含水層孔壁之間，填入大于含水層砂粒直徑的礫石材料，造成一個人工過濾層，以增大出水量。石材料，造成一個人工過濾層，以增大出水量。這一工序必須在下這一工序必須在下完井管后立即進(jìn)行，完井管后立即進(jìn)行， 如拖延時(shí)間過長，則易造成孔

10、壁坍塌、涌砂、如拖延時(shí)間過長，則易造成孔壁坍塌、涌砂、縮徑等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會造成鉆孔報(bào)廢。因此，必須及時(shí)認(rèn)真做好填縮徑等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會造成鉆孔報(bào)廢。因此，必須及時(shí)認(rèn)真做好填礫工作。礫工作。a.在濾水管與孔壁之間形成一個人工過濾層。經(jīng)過洗井和抽水試驗(yàn)后，在濾水管與孔壁之間形成一個人工過濾層。經(jīng)過洗井和抽水試驗(yàn)后，使礫料顆粒有規(guī)律地進(jìn)行排列，即由濾水管向外礫料逐漸由大變小，使礫料顆粒有規(guī)律地進(jìn)行排列，即由濾水管向外礫料逐漸由大變小，以增大濾水管外的濾水性能，減少進(jìn)水時(shí)的水頭損失，可增大單井以增大濾水管外的濾水性能，減少進(jìn)水時(shí)的水頭損失，可增大單井出水量。出水量。b.由于人工過濾層的形成，可防止含水層

11、中細(xì)小砂礫涌進(jìn)管內(nèi)起擋砂由于人工過濾層的形成，可防止含水層中細(xì)小砂礫涌進(jìn)管內(nèi)起擋砂濾水作用，故可延長水井使用壽命。濾水作用，故可延長水井使用壽命。c.平衡井壁與井管之間的力學(xué)狀態(tài)。平衡井壁與井管之間的力學(xué)狀態(tài)。4.1 礫料的選擇礫料的選擇礫料的規(guī)格、形狀和材質(zhì)，直接影響人工過濾層的透水性礫料的規(guī)格、形狀和材質(zhì)，直接影響人工過濾層的透水性和井水中的含砂量。為增加水井出水量，延長水井使用壽和井水中的含砂量。為增加水井出水量，延長水井使用壽命，必須合理選擇礫料。命，必須合理選擇礫料。正確的選擇礫料規(guī)格是減少涌砂，取得最大出水量的基本正確的選擇礫料規(guī)格是減少涌砂，取得最大出水量的基本保證。合理的礫料規(guī)

12、格，必須通過對含水砂層的篩分資料保證。合理的礫料規(guī)格，必須通過對含水砂層的篩分資料來確定，礫料顆粒的大小決定填礫層的濾水性能。根據(jù)試來確定，礫料顆粒的大小決定填礫層的濾水性能。根據(jù)試驗(yàn)證明，礫料與含水砂層顆粒間的合理級配關(guān)系為：礫料驗(yàn)證明，礫料與含水砂層顆粒間的合理級配關(guān)系為：礫料直徑直徑D 50 應(yīng)為含水砂層粒徑應(yīng)為含水砂層粒徑d50 的的6-10 倍。即：倍。即： 當(dāng)比值過大時(shí)滲透性能好，擋砂作用差，水中含砂量當(dāng)比值過大時(shí)滲透性能好，擋砂作用差，水中含砂量大，細(xì)顆粒易堵塞間隙；比值過小擋砂作用好，但砂層中大，細(xì)顆粒易堵塞間隙；比值過小擋砂作用好，但砂層中的細(xì)砂沖不走堆積在礫料周圍，使進(jìn)水阻

13、力增加，滲透性的細(xì)砂沖不走堆積在礫料周圍，使進(jìn)水阻力增加，滲透性能差。選擇填礫規(guī)格時(shí)，可參考表能差。選擇填礫規(guī)格時(shí)，可參考表4-1。表表4-1 選擇填礫規(guī)格選擇填礫規(guī)格4-2 礫料形狀、材質(zhì)及填礫厚度、高度礫料形狀、材質(zhì)及填礫厚度、高度礫料形狀以渾圓狀為佳礫料形狀以渾圓狀為佳，渾圓狀礫料具有較高的透水性和阻擋砂礫的，渾圓狀礫料具有較高的透水性和阻擋砂礫的能力。帶有棱角的人工碎石，往往造成井水中含砂量增加。能力。帶有棱角的人工碎石，往往造成井水中含砂量增加。礫料的材礫料的材質(zhì)以堅(jiān)硬、不易被腐蝕的石英砂礫為好。質(zhì)以堅(jiān)硬、不易被腐蝕的石英砂礫為好。增大填礫層的厚度，擴(kuò)大人工過濾層范圍，可增大水井的出

14、水量。因增大填礫層的厚度，擴(kuò)大人工過濾層范圍，可增大水井的出水量。因此，在條件允許時(shí)，應(yīng)盡量加大填礫厚度，一般填礫厚度為此，在條件允許時(shí)，應(yīng)盡量加大填礫厚度，一般填礫厚度為75-100 mm 。填礫高度：應(yīng)考慮洗井、抽水過程中礫料會密實(shí)下沉（一般下沉填礫高度：應(yīng)考慮洗井、抽水過程中礫料會密實(shí)下沉（一般下沉15 -110） 填礫高度應(yīng)超過含水層頂板，超過的高度應(yīng)根據(jù)含水層的具填礫高度應(yīng)超過含水層頂板，超過的高度應(yīng)根據(jù)含水層的具體條件來確定。一般要求超過含水層頂板體條件來確定。一般要求超過含水層頂板3-5 m 。若被開采含水層靠。若被開采含水層靠近咸淡水界面時(shí)，填礫高度要低于咸淡水界面近咸淡水界面

15、時(shí)，填礫高度要低于咸淡水界面5 m以上。以上。填礫量的計(jì)算填礫量的計(jì)算n孔內(nèi)所需礫料的數(shù)量可用下式計(jì)算：孔內(nèi)所需礫料的數(shù)量可用下式計(jì)算：n Q 0.85 （D 2 d2） LKn式中：式中：Q - 填礫所需數(shù)量，填礫所需數(shù)量，m 3 ；n D - 孔徑，孔徑，m ；n d - 井管直徑，井管直徑，m ；n L - 填礫孔段的長度，填礫孔段的長度，m ；n K - 超徑系數(shù)一般取，超徑系數(shù)一般取，1.2 1.5 。5. 止止 水水為了對目的含水層以外的其它含水地層或非含水層進(jìn)行封為了對目的含水層以外的其它含水地層或非含水層進(jìn)行封閉與隔離，以防止對目的含水層的干擾或污染，為此目的閉與隔離，以防止對

16、目的含水層的干擾或污染，為此目的而進(jìn)行的處理工作稱為止水而進(jìn)行的處理工作稱為止水。水文地質(zhì)鉆孔和供水鉆孔一般均采用套管隔離的方法進(jìn)行水文地質(zhì)鉆孔和供水鉆孔一般均采用套管隔離的方法進(jìn)行止水，在止水位置用止水材料封閉套管與孔壁之間的間隙。止水，在止水位置用止水材料封閉套管與孔壁之間的間隙。選用的止水材料必須符合經(jīng)濟(jì)、耐久、可靠的原則。常用選用的止水材料必須符合經(jīng)濟(jì)、耐久、可靠的原則。常用的止水材料有下列幾種的止水材料有下列幾種:海帶海帶具有柔軟、遇水膨脹、壓縮后不透水、氣等性能（海帶遇水后兩具有柔軟、遇水膨脹、壓縮后不透水、氣等性能（海帶遇水后兩小時(shí)內(nèi)體積劇增，四小時(shí)趨于穩(wěn)定，膨脹后體積增大（小時(shí)

17、內(nèi)體積劇增，四小時(shí)趨于穩(wěn)定，膨脹后體積增大（3-4 倍）倍） 因此，因此， 多用在松散地層與基巖鉆孔中作臨時(shí)性止水材料多用在松散地層與基巖鉆孔中作臨時(shí)性止水材料，選用的海帶以肉厚、，選用的海帶以肉厚、葉寬、體長者為好。葉寬、體長者為好。橡膠橡膠具有彈性和對水氣不滲透的特性，將其制成一定幾何形狀如膠球、具有彈性和對水氣不滲透的特性，將其制成一定幾何形狀如膠球、膠圈、膠囊等，固定在止水管外部，進(jìn)行壓縮、充氣或充水等方法使膠圈、膠囊等，固定在止水管外部，進(jìn)行壓縮、充氣或充水等方法使之膨脹，將止水管與孔壁環(huán)狀間隙封閉，從而達(dá)到止水目的。之膨脹，將止水管與孔壁環(huán)狀間隙封閉，從而達(dá)到止水目的。橡膠止橡膠止

18、水一般適用于較完整的基巖孔或探采結(jié)合孔的管內(nèi)臨時(shí)止水，在松散水一般適用于較完整的基巖孔或探采結(jié)合孔的管內(nèi)臨時(shí)止水，在松散地層中也可使用。地層中也可使用。粘土粘土具有一定粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，壓實(shí)后具有不透水性。具有一定粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，壓實(shí)后具有不透水性?？稍谝恍┑乜稍谝恍┑叵滤袎翰桓?、流量不大松散地層或基巖中作永久止水材料下水承壓不高、流量不大松散地層或基巖中作永久止水材料。其優(yōu)點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是操作方便、成本低、止水效果可靠等。使用時(shí)多將粘土搓成直徑是操作方便、成本低、止水效果可靠等。使用時(shí)多將粘土搓成直徑30 -40mm的小球，經(jīng)陰干后投入孔內(nèi)、投入厚度一般為的小球，經(jīng)陰干后投入孔內(nèi)、投入厚度一

19、般為3-5 m 。水泥水泥具有良好的隔水性，能在水中硬化，并且與孔壁巖石有一定的膠具有良好的隔水性，能在水中硬化，并且與孔壁巖石有一定的膠結(jié)力，是一種很好的結(jié)力，是一種很好的永久止水材料永久止水材料。粘土球?yàn)樘钪顾惩燎驗(yàn)樘钪顾?） 粘土球必須揉實(shí)、風(fēng)干，投入速度粘土球必須揉實(shí)、風(fēng)干，投入速度不宜過快，以防中途堵塞，并以大小不同不宜過快，以防中途堵塞，并以大小不同直徑的粘土球混雜投入，以縮小粘土之間直徑的粘土球混雜投入，以縮小粘土之間的空隙。在投的過程中要經(jīng)常測量孔深，的空隙。在投的過程中要經(jīng)常測量孔深，如發(fā)現(xiàn)中間架橋要及時(shí)處理，投球結(jié)束后，如發(fā)現(xiàn)中間架橋要及時(shí)處理，投球結(jié)束后，再投入再投入

20、1 -2 m 粘土碎塊，以使其遇水溶化粘土碎塊，以使其遇水溶化后充填在粘土球間隙中，以增強(qiáng)止水效果。后充填在粘土球間隙中，以增強(qiáng)止水效果。（2） 填礫后，要用提筒或活塞進(jìn)行提、填礫后，要用提筒或活塞進(jìn)行提、拉洗井以使礫料沉實(shí)，然后再進(jìn)行粘土球拉洗井以使礫料沉實(shí)，然后再進(jìn)行粘土球圍填止水。圍填止水。粘土球?yàn)樘钪顾惩燎驗(yàn)樘钪顾?-井管；2-粘土球；3-礫料；4-濾水管；5-沉淀管6. 洗洗 井井6.1 洗井的目的洗井的目的: 洗井：洗井：清除井壁上的泥皮，把深入到含水層中的泥漿抽吸出清除井壁上的泥皮，把深入到含水層中的泥漿抽吸出來，恢復(fù)含水層來，恢復(fù)含水層 的孔隙；甚至抽出含水層的一部分細(xì)顆粒，

21、的孔隙；甚至抽出含水層的一部分細(xì)顆粒，擴(kuò)大含水層的孔隙，形成人工過濾層。擴(kuò)大含水層的孔隙，形成人工過濾層。清除在鉆進(jìn)過程中孔內(nèi)巖屑和泥漿對含水層的封閉。清除在鉆進(jìn)過程中孔內(nèi)巖屑和泥漿對含水層的封閉。抽出濾水管周圍含水層中的泥土、粉砂，細(xì)砂以疏通水路。抽出濾水管周圍含水層中的泥土、粉砂，細(xì)砂以疏通水路。在濾水管周圍形成一層由粗到細(xì)的良好的人工濾水層，以增在濾水管周圍形成一層由粗到細(xì)的良好的人工濾水層，以增大濾水管周圍的滲透性能，使其達(dá)到應(yīng)有的出水量和使用壽大濾水管周圍的滲透性能，使其達(dá)到應(yīng)有的出水量和使用壽命。洗井工作必須在下管，填礫，止水后立即進(jìn)行，以防止命。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。的出水量。6.2 洗井方法洗井方法: 噴嘴反沖洗井噴嘴反沖洗井 空氣激蕩洗井空氣激蕩洗井 噴射洗井噴射洗井7. 抽水試驗(yàn)抽水試驗(yàn)n水量測量水量測量n測量水量的工具有量水堰、量水箱、水表等。測量水量的工具有量水堰、量水箱、水表等。在水文地質(zhì)勘探工作中最常用的是量水堰。在水文地質(zhì)勘探工作中最常用的是量水堰。n堰口為一頂角向下的直角等腰三角形，堰口為一頂角向下的直角等腰三角形， 堰口堰口