1、焦東礦采煤沉陷區(qū)牛莊北部廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理工程施工項目水井工程施工方案 目 錄一、水井工程概況1二、鉆進(jìn)工程施工1三、泥漿工藝3四、防止孔斜措施4五、成井工藝4一、水井工程概況根據(jù)焦作市牛莊北部廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境治理區(qū)供水井位(地球物理)勘探報告的結(jié)論與建議,并結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況,機(jī)井位置坐標(biāo)為X3905689,Y432105。水井的施工順序流程為場地平整設(shè)備安裝開孔鉆進(jìn)沖孔換漿下管投礫止水固井洗井抽水試驗取樣水位恢復(fù)。水井施工必須由具有相應(yīng)資質(zhì)等級的鑿井隊完成,應(yīng)符合機(jī)井技術(shù)規(guī)范SL256一2000的要求。鉆進(jìn)過程中,應(yīng)及時采樣并做好地層編錄工作,停鉆期間,應(yīng)將鉆具提至安全孔段位置并定時循環(huán)或
2、攪動孔內(nèi)泥漿,泥漿漏失必須隨時補(bǔ)充。下井管前,應(yīng)校正孔徑、孔深、物探測井。沖洗介質(zhì),應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)條件和施工情況等合理選用,一般在黏土或穩(wěn)定地層,采用清水;在松散、破碎地層,采用泥漿鉆進(jìn)。水井施工技術(shù)要求:水井施工采用的鉆進(jìn)設(shè)備和工藝,應(yīng)根據(jù)地層巖性、水文地質(zhì)條件等因素選擇。井身應(yīng)圓正、垂直。鉆進(jìn)的護(hù)壁方法應(yīng)根據(jù)地層巖性、鉆進(jìn)方法和施工用水情況而定。沖洗介質(zhì)應(yīng)根據(jù)地層巖性、鉆進(jìn)方法和施工條件選擇水、泥漿、空氣或泡沫等。井管安裝前,應(yīng)做好配管、質(zhì)量檢查、探井等準(zhǔn)備工作,下管方法根據(jù)管材強(qiáng)度、下置深度和起重設(shè)備能力等因素選定。下置井管時,井管必須直立于井口中心,上端口應(yīng)保持水平。洗井必須及時進(jìn)行。
3、抽水試驗結(jié)束前,應(yīng)根據(jù)水的用途采集水樣進(jìn)行檢驗。 工作區(qū)變壓器的安裝和線路的連接邀請電力部門的專業(yè)技術(shù)人員參加,不違章操作,做好安全工作。 二、鉆進(jìn)工程施工1、機(jī)井位置的布測井位布測嚴(yán)格按照規(guī)劃圖所標(biāo)的座標(biāo)位置進(jìn)行放線定位,放線儀器采用高精度全站儀,由測量工程師組成測量組統(tǒng)一放線。經(jīng)過校核無誤后再報請監(jiān)理工程師驗收。2、成孔技術(shù)方法根據(jù)鉆機(jī)性能和地層條件,擬采用500mm鉆頭,無芯鉆進(jìn)至設(shè)計深度(60m)。其鉆進(jìn)成孔技術(shù)方法如下:(1)根據(jù)地層情況合理掌握鉆進(jìn)參數(shù),禁止盲目加壓。鉆壓不得超過鉆具重量的80%,不超過第一次彎曲的臨界壓力值。(2)精心操作,送鉆均勻,操作者應(yīng)注意觀察鉆壓儀,避免鉆
4、壓忽大忽小和人為的間斷加壓。(3)鉆進(jìn)過程中操作者應(yīng)注意觀察下列情況:鉆壓儀和泵壓表;進(jìn)尺快慢是否正常:是否跳鉆、蹩車、蹩泵;泥漿排量和砂土上返情況;泥漿性能變化和消耗滲漏情況;轉(zhuǎn)盤運(yùn)轉(zhuǎn)和扭矩大小變化情況;電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音、電流大小、皮帶跳動情況;設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即上提鉆具并及時采取相應(yīng)措施。(4)禁止加壓啟動轉(zhuǎn)盤,以避免損壞鉆頭和扭斷鉆具等事故發(fā)生。(5)任何情況下鉆具都不得在孔內(nèi)靜置,因故停止鉆進(jìn)時應(yīng)指派專人活動鉆具,上下活動鉆具高度應(yīng)大于2米,并且原懸重不變,回轉(zhuǎn)鉆具不超過10圈。(6)控制提下鉆速度,在砂層、砂礫層孔段避免長時間沖孔。(7)上下提鉆遇阻時不得強(qiáng)拉硬墩,應(yīng)開
5、泵疏孔消除阻卡現(xiàn)象。(8)堅持回灌鉆孔,任何情況下都要保持泥漿充滿鉆孔,保持孔內(nèi)靜壓,防止孔壁坍塌。(9)鉆進(jìn)過程中要始終保持泥漿性能達(dá)到設(shè)計要求,保持足夠的泵壓泵量,保證沖孔徹底干凈。(10)每打一單根要疏孔12次,沖孔515分鐘。(11)做好鉆頭入孔前和起鉆后的檢查工作,鉆頭入孔前應(yīng)仔細(xì)檢查絲扣、通水孔、翼齒,發(fā)現(xiàn)問題不得下入孔內(nèi)。(12)認(rèn)真檢查鉆具,凡彎曲、偏磨、絲扣不好、水路堵塞、有傷和焊有異物的鉆桿不得入孔。(13)下鉆時應(yīng)清洗絲扣,涂絲扣油,并用足夠的上扣力矩扭緊鉆具。尤其鉆鋌必須將絲扣清洗干凈,涂絲扣油并扭緊。(14)進(jìn)尺較快時或每進(jìn)尺10m左右,作短程起鉆一次。(15)現(xiàn)場必
6、須備好打撈工具,保證能夠隨時下鉆進(jìn)行打撈。(16)嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度,鉆具組合、機(jī)上余尺、鉆進(jìn)參數(shù)、鉆頭運(yùn)轉(zhuǎn)時間、孔內(nèi)情況、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況、進(jìn)尺快慢以及施工的所有情況都應(yīng)交接清楚。(17)進(jìn)入取水層段應(yīng)做好巖樣撈取和鉆探判層工作,做好鉆進(jìn)記錄和簡易水文觀測記錄,并及時向監(jiān)理工程師通報。(18)遵守鉆探安全操作規(guī)程,不得違章作業(yè)。三、泥漿工藝1、泥漿性能指標(biāo)設(shè)計比重:1.101.15 粘度:2022S失水量:小于20ml/30min 含砂量:小于8%PH值:89 膠體率:大于97%2、泥漿配制開鉆前配制1015m3泥漿。將粘土和清水?dāng)嚢瑁尤爰儔A(純堿加量為粘土粉重量的4%左右)攪拌成泥漿,之后再
7、加入適量CMC控制失水,使泥漿性能達(dá)到設(shè)計要求。通常使用的泥漿處理劑和加量:CMC:0.10.2%,燒堿:0.1%左右。鉆進(jìn)中利用地層自然造漿,加清水及處理劑進(jìn)行調(diào)整。3、泥漿的日常維護(hù)與管理(1)每班測量2次泥漿性能,并做好記錄。(2)發(fā)現(xiàn)泥漿性能變壞時應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整,避免泥漿性能時好時壞大起大落。(3)日常維護(hù)處理均應(yīng)在鉆進(jìn)過程中在循環(huán)槽內(nèi)進(jìn)行,緩慢加入清水和處理溶液,邊循環(huán)邊調(diào)整泥漿性能,以保證地表和孔內(nèi)泥漿同步調(diào)整。(4)勤維護(hù)處理、勤撈渣、定期清理沉淀池,保持泥漿性能穩(wěn)定。當(dāng)泥漿固相含量升高時,應(yīng)及時開動振動篩。(5)鉆進(jìn)過程中泥漿急劇稠化,應(yīng)及時排除部分稠漿,再加清水和處理劑進(jìn)行調(diào)
8、整。進(jìn)入取水段后嚴(yán)格控制泥漿比重小于1.15,以減小泥漿對含水層的封閉侵害。(6)機(jī)臺應(yīng)建立健全泥漿管理組織和規(guī)章制度,泥漿處理劑、測試儀器和有關(guān)設(shè)備的使用保管維護(hù)工作應(yīng)指定專人負(fù)責(zé)。四、防止孔斜措施1、鉆機(jī)安裝前做好場地平整,夯實塔腳,重點受力部位要用砼加固處理。場地四周挖好排水溝。2、鉆機(jī)安裝要求作到三點一線(即天車、立軸、孔口),保持垂直。3、鉆進(jìn)過程中,地層變化及時調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。尤其是地層由軟變硬時,要輕壓慢轉(zhuǎn),待進(jìn)12m后,再使用正常參數(shù)鉆進(jìn)。4、禁止使用彎曲的鉆具。5、達(dá)到設(shè)計孔深時,進(jìn)行孔斜測量,采用JXY2型測斜儀測斜。若發(fā)生超差現(xiàn)象應(yīng)采用定向鉆孔糾斜。五、成井工藝1、物探測井
9、:采用SJJ3A激發(fā)電位儀進(jìn)行物探測井,該設(shè)備是目前國內(nèi)較先進(jìn)的測井儀器,微機(jī)處理數(shù)據(jù),液晶顯示。所測的曲線有:自然電位曲線,電阻率曲線,根據(jù)水電部水文地質(zhì)、工程地質(zhì)物探規(guī)程SLT7-82劃分含隔水層,配合鉆探取芯,能夠準(zhǔn)確確定含水層頂、底板和含水層厚度。2、保證井管上下垂直的技術(shù)手段:井管對接時,保證兩井管中心線在一條直線上,下管時采用兩個方向吊線使井管自然垂直,為了保證井管與孔壁之間的距離勻稱,沿井管每隔1015m安裝一組扶正器,確保井管居中。3、成井工藝流程鉆井結(jié)束沖孔排渣、調(diào)整泥漿性能物探測井確定成井方案疏孔破壁下管前沖孔排渣、調(diào)整泥漿性能下管準(zhǔn)備下管下管后沖孔換漿填礫止水固井洗井試抽
10、抽水試驗。4、調(diào)整泥漿與物探測井鉆井至設(shè)計井深后即應(yīng)立即沖孔排渣,待孔內(nèi)鉆渣徹底排凈后,再逐漸調(diào)整泥漿性能達(dá)到如下要求:比重:小于1.13 粘度:1920S失水:小于20ML/30min 含砂量:小于4%泥漿性能達(dá)到要求后循環(huán)30分鐘后方可起鉆,進(jìn)行物探測井。起鉆時校正孔深并做好記錄。起鉆時若發(fā)現(xiàn)遇阻現(xiàn)象,應(yīng)開泵疏孔直至?xí)惩o阻。5、疏孔與破壁(1)物探測井結(jié)束后即可下鉆疏孔。采用疏孔器加原鉆具進(jìn)行疏孔到孔底。疏孔器長度不小于8m。疏孔時若發(fā)現(xiàn)阻力大于20KN則應(yīng)開泵轉(zhuǎn)動,直至?xí)惩o阻。(2)疏孔結(jié)束后下破壁鉆頭,破壁鉆頭長度應(yīng)大于5米,破壁鉆頭鋼絲外伸長度比使用的原鉆頭直徑大1020mm。破
11、壁段從止水位置到孔底。破壁程度控制在每單根反復(fù)刷2次。破壁速度控制在25m/h左右。(3)破壁時必須開泵并回轉(zhuǎn)鉆具,破壁結(jié)束后起鉆時應(yīng)再次校正孔深。6、下管前沖孔排渣、調(diào)漿破壁至孔底后先行沖孔排渣,待孔內(nèi)渣子徹底排凈后再調(diào)整泥漿性能,渣子未排凈之前不可調(diào)稀泥漿。調(diào)漿不可過急,應(yīng)緩慢加入清水(必要時應(yīng)適當(dāng)處理劑)使泥漿性能達(dá)到如下要求:比重:小于1.13 粘度:19S失水量:小于20ml/30min 含砂量:小于4%PH值:89泥漿性能達(dá)到要求后再循環(huán)30分鐘方可起鉆。7、下管(1)做好下管前的一切準(zhǔn)備工作:按物探曲線及鉆探劃分的含水隔水層,依次排列濾水管、非濾水管并編號。成井材料檢驗、設(shè)備儀表
12、專用工具的檢查、清理場地、然后按成井方案進(jìn)行排管編號、勞動組織、人員分工等等。(2)下管方法:按濾水管、非濾水管編號依次提吊下管。(3)確保井管連接垂直(采用吊線法兩個方向吊線)和連接質(zhì)量。(4)沖孔托盤應(yīng)安裝端正、牢固,連接時應(yīng)注意托盤不變形。(5)濾水管井段每間隔1015m安裝一組扶正器,濾水管外包裹4060目雙層尼龍紗網(wǎng)。(6)適當(dāng)控制下管速度,注意觀察管內(nèi)管外液面。(7)下管過程中應(yīng)精心操作、密切配合,嚴(yán)防工具和其他異物落入井內(nèi)。(8)托盤與孔底保持不少于20cm的距離。8沖孔換漿(1)下入沖孔鉆具,下鉆時鉆桿應(yīng)上緊。下鉆完畢,將沖孔托盤坐好,必要時反復(fù)試驗,確認(rèn)坐好后加壓56t。然后
13、封閉井管口,確保自孔底從管外返漿。(2)在89鉆具托盤之間先上正反絲接頭,以便井管下好后下鉆沖孔。托盤制作高度0.5m1.5m左右。(3)開泵前應(yīng)全面檢修泥漿泵,確保一次一泵成功。(4)開泵后先用原來的泥漿循環(huán),待泵壓和泥漿循環(huán)正常之后邊加清水邊排漿,使泥漿逐漸變稀。注意加清水和排漿都要跟上,不可拖延過久或間斷,換漿時間控制在5小時左右。(5)換漿時中途不得停泵,直至填礫結(jié)束。若因特殊原因非停泵不可時,應(yīng)及時關(guān)閉高壓管線上的閥門。(6)換漿終了應(yīng)達(dá)到如下要求:泥漿比重小于1.04,粘度1516s,泥漿流態(tài)徹底轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳎變?nèi)有適量砂子或粉粒沖出來。9、填礫(1)采取動水填礫法,填礫時泥漿應(yīng)自孔
14、底從管外環(huán)空間返到地表,中途不得停泵并保持足夠的水量。填礫過程中繼續(xù)邊加清水邊排漿。(2)適當(dāng)控制填礫速度,將礫料用手推車送到孔口,兩人再用鐵锨慢慢投入環(huán)狀空間,嚴(yán)禁整車倒入,以防止礫料棚堵。(3)填礫時注意泥漿比重的變化,泵壓、泵量變化以及孔口礫料下沉情況。當(dāng)泥漿比重升高超過1.06時應(yīng)停止填礫,不斷加入清水稀釋泥漿,待泥漿比重降下來后再繼續(xù)填礫。(4)準(zhǔn)確記錄填入礫料的數(shù)量,實際填礫高度和數(shù)量應(yīng)與理論計算相一致。填礫結(jié)束后,停待30分鐘,用測繩探測填礫高度,礫料超過濾水管高度掌握在510m。(5)為保持水質(zhì),要按設(shè)計要求止水,防止污染層水進(jìn)入井內(nèi)。10、洗井和抽水試驗固井結(jié)束后,下入并列式鉆具開動空壓機(jī)震蕩洗井,混合器下入深度24m左右,待水清砂凈后起出并列式鉆具,下入潛水泵進(jìn)行洗井和試抽,直至水清砂凈,滿足技術(shù)要求。抽水試驗、水樣采集按有關(guān)規(guī)范和公司規(guī)定執(zhí)行。井場施工平面布置圖泥漿池礫料堆放井管擺放場排渣場鉆井機(jī)場泥漿泵沉淀池排渣泵 15m 20m6