長沙地區(qū)巖石井施工綜合技術(shù)方案一、工程概況與地質(zhì)條件分析本工程位于長沙市岳麓區(qū)，設(shè)計井深350米，井口直徑600mm，終孔直徑311mm，主要用途為工業(yè)生產(chǎn)供水。場地處于湘瀏盆地西北緣，地質(zhì)勘察顯示場地自上而下依次為：①素填土（厚0.5-1.2m）；②網(wǎng)紋紅土（厚3.5-6.8m，含鐵質(zhì)膠結(jié)，遇水易軟化）；③白沙井組砂礫巖（厚25-40m，灰白色石英礫石層，膠結(jié)物為砂質(zhì)粘土）；④粉砂巖與板巖互層（埋深35-180m，紫紅色，泥質(zhì)膠結(jié)）；⑤砂巖（180m以下，青灰色，鈣質(zhì)膠結(jié)，完整性較好）。地下水位埋深8-12m，主要賦存于白沙井組砂礫巖孔隙中，水量豐富且水壓較大。二、施工準備階段（一）技術(shù)準備地質(zhì)詳勘：采用地質(zhì)雷達與鉆孔取樣結(jié)合的方式，查明350m深度內(nèi)巖層分布特征，重點標注石英礫石密集層（埋深28-35m）和板巖裂隙發(fā)育帶（埋深85-102m）。編制詳細地質(zhì)柱狀圖，標明各巖層物理力學參數(shù)，其中砂巖飽和單軸抗壓強度45-60MPa，粉砂巖25-35MPa，板巖18-25MPa。施工設(shè)計：根據(jù)2025年《井巷工程驗收規(guī)范》要求，制定分階段鉆進參數(shù)表，明確不同巖層的鉆進壓力（砂巖12-15kN，粉砂巖8-10kN）、轉(zhuǎn)速（60-80r/min）和沖洗液排量（180-250L/min）。設(shè)計三級井身結(jié)構(gòu)：井口段（0-50m）采用Φ325×8mm無縫鋼管；中層段（50-200m）采用Φ273×6mm螺旋鋼管；取水段（200-350m）采用Φ219×5mm濾水管，濾水孔直徑12mm，呈梅花形布置，孔隙率15%。（二）設(shè)備選型與布置主要設(shè)備：SPJ-300型水井鉆機（最大鉆深500m，額定扭矩32kN·m）200型潛孔錘（適用堅硬巖層鉆進，沖擊頻率1800次/min）BW-250型泥漿泵（排量300L/min，工作壓力10MPa）雙層巖芯管（取芯直徑110mm，用于關(guān)鍵巖層取樣）場地布置：鉆機平臺：澆筑200mm厚C25混凝土平臺，面積15m×12m，設(shè)置300mm高擋水沿泥漿系統(tǒng)：布置2個15m3沉淀池（串聯(lián)使用）、1個8m3循環(huán)池，采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)材料堆放區(qū)：劃分管材區(qū)（墊高300mm）、水泥庫（防雨棚）、油料區(qū)（設(shè)置防爆墻）臨時用電：配備200kW柴油發(fā)電機，架設(shè)專用電纜（3×50+1×25mm2），設(shè)置三級配電箱（三）材料準備鉆井液材料：鈉基膨潤土（造漿率18m3/t）、聚丙烯酰胺（分子量800萬）、純堿（工業(yè)級）、重晶石粉（密度4.2g/cm3）支護材料：Φ325mm無縫鋼管（Q235B）、Φ273mm螺旋鋼管（雙面埋弧焊）、Φ219mm橋式濾水管（不銹鋼材質(zhì)）、42.5級普通硅酸鹽水泥止水材料：橡膠止水環(huán)（硬度60±5ShoreA）、膨脹水泥（初凝時間≥45min）三、鉆進施工工藝（一）鉆進階段劃分及參數(shù)控制覆蓋層鉆進（0-35m）采用Φ600mm牙輪鉆頭，泥漿護壁，鉆進參數(shù)：鉆壓8-10kN，轉(zhuǎn)速40r/min，排量200L/min泥漿配比：膨潤土8%+純堿0.5%+清水，黏度控制在22-25s，密度1.15g/cm3網(wǎng)紋紅土段每鉆進1.5m進行一次護壁注漿（水灰比1:1.2），防止縮徑卡鉆砂礫巖段鉆進（35-75m）更換Φ444.5mm三牙輪鉆頭，啟用潛孔錘輔助破碎，沖擊壓力1.2MPa泥漿調(diào)整為：膨潤土6%+聚丙烯酰胺0.1%+重晶石粉5%，密度提升至1.25g/cm3采用"低鉆壓、快轉(zhuǎn)速"工藝，鉆壓控制6-8kN，轉(zhuǎn)速75r/min，每小時測斜一次粉砂巖與板巖段（75-180m）換用Φ311mm金剛石復(fù)合片鉆頭，鉆進參數(shù)：鉆壓12-15kN，轉(zhuǎn)速60r/min泥漿黏度維持28-32s，加入潤滑劑（柴油5%）減少摩擦阻力板巖夾層采用"輕壓慢轉(zhuǎn)"方式，防止鉆頭偏磨，每50m進行一次巖芯取樣砂巖段鉆進（180-350m）保持Φ311mm鉆頭，鉆壓15-18kN，轉(zhuǎn)速50r/min，排量250L/min泥漿密度調(diào)整為1.30g/cm3，失水量控制在10mL/30min以內(nèi)終孔前50m嚴格控制井斜，每10m測斜一次，確保全井斜度≤1°/100m（二）特殊巖層處理措施石英礫石密集層：采用"沖擊-回轉(zhuǎn)"復(fù)合鉆進，潛孔錘沖擊頻率調(diào)至2000次/min，同時降低轉(zhuǎn)速至30r/min，每鉆進0.5m清理鉆頭一次裂隙發(fā)育帶：提前注入水泥-水玻璃漿液（體積比1:0.8），凝固時間控制在15-20min，待形成人工井壁后再繼續(xù)鉆進涌水段處理：當涌水量超過5m3/h時，投入重晶石粉提高泥漿密度至1.40g/cm3，同時啟動雙泵循環(huán)，維持井內(nèi)液柱壓力平衡（三）鉆進質(zhì)量控制井斜控制：采用JDT-B型測斜儀，每50m進行一次單點測斜，發(fā)現(xiàn)斜度超過0.8°/100m時，采用吊打方式糾斜巖芯采?。涸谥饕獛r性分界處進行連續(xù)取芯，取芯率要求：基巖段≥85%，破碎帶≥65%，巖芯直徑不小于80mm井徑測量：使用CJX-2型井徑儀，每100m測量一次，確保井徑擴大率不超過15%四、井身支護與固井工藝（一）套管程序設(shè)計表層套管（0-50m）：下入Φ325mm無縫鋼管，管底坐落在砂礫巖穩(wěn)定層內(nèi)5m，采用水泥漿固井，返漿高度至地面技術(shù)套管（50-200m）：下入Φ273mm螺旋鋼管，鞋口位于粉砂巖完整段，水泥返高至井口以下30m生產(chǎn)套管（200-350m）：下入Φ219mm濾水管，底部安裝絲堵，濾水段對應(yīng)180-220m砂巖含水層（二）固井施工表層固井：前置液：注入1.2m3清水+0.5m3泥漿，排量1.2m3/min水泥漿配比：水泥:水=1:0.5，摻加3%膨脹劑，密度1.85g/cm3替漿量計算：套管內(nèi)容積+環(huán)形空間體積×1.05，替漿壓力控制在3-4MPa技術(shù)套管固井：采用雙級固井工藝，一級固井至100m，二級固井至50m水泥漿分兩段配置：下段（200-150m）加入5%降失水劑，上段（150-50m）加入2%緩凝劑候凝時間≥48h，測聲幅固井質(zhì)量，合格標準為聲幅≤20%止水工藝：套管接口處安裝雙道橡膠止水環(huán)，環(huán)寬100mm，壓縮量30%在120m、250m兩處破碎帶位置，采用"水泥-化學漿"復(fù)合止水，先注入水泥漿，候凝24h后注入聚氨酯漿液五、洗井與抽水試驗（一）洗井工藝初步洗井：采用活塞洗井，從井底向上分段進行，活塞行程1.5m，往復(fù)頻率20次/min，直至出水含砂量≤1/50000精細洗井：換用空氣壓縮機洗井，風壓0.8MPa，風量12m3/min，持續(xù)洗井48h，監(jiān)測水位恢復(fù)速度水質(zhì)凈化：投入聚合氯化鋁（濃度0.05%），攪拌均勻后靜止24h，過濾水中懸浮物（二）抽水試驗穩(wěn)定流抽水：三次降深：分別為10m、15m、20m，每次降深穩(wěn)定時間≥8h觀測頻率：水位每30min測一次，流量每1h測一次，水溫、水質(zhì)每4h監(jiān)測一次數(shù)據(jù)記錄：繪制Q-S曲線、Q-t曲線、S-t曲線，計算滲透系數(shù)K值抽水試驗成果：出水量要求：單井出水量≥50m3/h水質(zhì)標準：符合《地下水質(zhì)量標準》GB/T14848-2017Ⅲ類標準含砂量：持續(xù)抽水72h后，含砂量≤1/100000六、質(zhì)量控制體系（一）過程質(zhì)量控制鉆進參數(shù)監(jiān)控：采用ZJ-30DB鉆井參數(shù)儀，實時監(jiān)測鉆壓、扭矩、轉(zhuǎn)速、排量等12項參數(shù)，超標自動報警泥漿性能測試：每2h測定黏度、密度、失水量，填寫《鉆井液性能測試記錄表》隱蔽工程驗收：套管下入前檢查絲扣完好度，固井前清理套管內(nèi)雜物，驗收合格簽署《隱蔽工程驗收單》（二）驗收標準（執(zhí)行2025年最新規(guī)范）井身質(zhì)量：井徑偏差：≤±50mm（混凝土支護段），≤±150mm（噴錨段）垂直度：全井斜度≤1°，每100m偏差≤1m井深誤差：允許偏差±0.5m固井質(zhì)量：水泥環(huán)連續(xù)完整，聲幅測井合格率≥90%管外竄槽≤5m，無連續(xù)氣竄套管試壓：清水試壓10MPa，30min壓降≤0.5MPa水質(zhì)水量：出水量：達到設(shè)計值的95%以上水質(zhì)：pH值6.5-8.5，總硬度≤450mg/L，鐵≤0.3mg/L七、安全管理措施（一）危險源辨識與控制高處作業(yè)：鉆機平臺設(shè)置1.2m高防護欄桿，鋪設(shè)防滑鋼板，作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶觸電防護：設(shè)備金屬外殼接地電阻≤4Ω，配電箱安裝漏電保護器（動作電流30mA，0.1s）井噴預(yù)防：配備兩套防噴器（工作壓力21MPa），鉆井液循環(huán)系統(tǒng)安裝壓力預(yù)警裝置（二）安全操作規(guī)程鉆進作業(yè)：開機前檢查：各傳動部位防護罩完好，剎車系統(tǒng)靈敏可靠起下鉆操作：嚴禁猛提猛放，提升速度≤0.5m/s，下放速度≤0.8m/s交接班制度：必須填寫《鉆井班報表》，明確井下情況、設(shè)備狀態(tài)、遺留問題爆破作業(yè)（如需處理井內(nèi)事故）：采用煤礦許用毫秒雷管，總延期時間≤130ms爆破前撤離300m范圍內(nèi)人員，設(shè)置警戒標志爆破后30min方可下井檢查（三）應(yīng)急管理卡鉆處理：配備公錐、母錐、打撈矛等全套打撈工具，制定"松扣-震擊-倒扣"三級處理方案火災(zāi)應(yīng)急：現(xiàn)場配置4個8kg干粉滅火器，柴油罐設(shè)置50m3消防沙池，制定火災(zāi)逃生路線圖醫(yī)療急救：設(shè)立急救箱（含止血帶、夾板、燒傷藥膏等），與最近醫(yī)院建立15min急救通道八、施工進度計劃施工階段工期（天）關(guān)鍵節(jié)點資源配置施工準備7設(shè)備安裝調(diào)試3臺套設(shè)備，8人覆蓋層鉆進5表層套管下入鉆機1臺，6人砂礫巖段鉆進12潛孔錘更換鉆機1臺，7人粉砂巖段鉆進20技術(shù)套管固井鉆機1臺，9人砂巖段鉆進25終孔驗收鉆機1臺，8人洗井與試驗10抽水試驗合格水泵2臺，5人驗收交付3資料歸檔技術(shù)人員3人九、質(zhì)量驗收標準與流程（一）中間驗收每100m井段驗收：檢查井斜、井徑、巖芯采取率，填寫《井身質(zhì)量檢查表》固井質(zhì)量驗收：聲幅測井、井徑測井、水泥返高檢查，合格率100%洗井效果驗收：出水量、含砂量、水質(zhì)分析，連續(xù)監(jiān)測72h（二）最終驗收井筒參數(shù)：井深偏差：±0.5m井口坐標：±0.15m井筒垂直度：全井≤1°水質(zhì)水量：出水量：穩(wěn)定值≥設(shè)計值的95%水質(zhì)：符合設(shè)計用水標準含砂量：≤1/100000（體積比）資料提交：鉆井綜合記錄（包括鉆進參數(shù)、巖芯描述、泥漿性能等）固井質(zhì)量檢測報告（聲幅圖、試壓記錄）抽水試驗報告（Q-S曲線、水質(zhì)分析單）隱蔽工程驗收記錄（共8份）十、環(huán)境保護措施廢水處理：鉆井廢水經(jīng)三級沉淀（加絮凝劑）后，COD≤100mg/L方可排放噪聲控制