河池喀斯特地貌區(qū)生活用水井施工綜合技術(shù)方案一、工程概況與地質(zhì)條件適配設(shè)計本工程位于河池市典型喀斯特地貌區(qū)，場地地層以石炭系-三迭系碳酸鹽巖為主，巖溶發(fā)育率達(dá)65%以上，存在峰叢洼地、地下河系統(tǒng)及溶蝕裂隙等復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造。施工區(qū)地下水位埋深5-50m，含水層富水性呈現(xiàn)顯著差異，其中龍江河兩岸及六甲鎮(zhèn)周邊為水量豐富塊段，側(cè)嶺鄉(xiāng)等高峰叢區(qū)為水量貧乏塊段。針對上述地質(zhì)特征，本方案采用"地質(zhì)超前探測-分區(qū)分段成井"技術(shù)路線，主要技術(shù)參數(shù)如下：鉆孔結(jié)構(gòu)：開孔直徑800mm，終孔直徑600mm，深度30-80m（根據(jù)具體水文地質(zhì)剖面調(diào)整）。設(shè)計出水量單井出水量≥50m3/h，含砂量≤1/20萬。井管配置采用φ325mm螺旋鋼管（實管）+橋式濾水管（含水層段）組合結(jié)構(gòu)。特殊處理方面，對溶蝕裂隙發(fā)育段采用注漿加固工藝，斷層破碎帶設(shè)置止水隔離層。二、地質(zhì)勘查與點位精準(zhǔn)選擇（一）區(qū)域地質(zhì)特征分析河池市地處廣西"山字型"構(gòu)造西翼弧內(nèi)側(cè)盾地中，主要構(gòu)造形跡為北西-南東向的褶皺和斷層，在區(qū)境中部尤其集中發(fā)育。地層巖性以海相沉積為主，海陸交互相次之，其中碳酸鹽巖分布面積占比達(dá)66%，可分為純碳酸鹽巖區(qū)和碳酸鹽巖夾碎屑巖區(qū)兩大類型。東部廣大地區(qū)、西南及北部沉積了厚大的純碳酸鹽巖，顯示相對沉降區(qū)特點；西部長老一帶、中部河池-五圩一帶及北部北香則沉積了厚度較薄的碳酸鹽巖夾硅質(zhì)巖，呈現(xiàn)相對隆起的海脊區(qū)特征。（二）精細(xì)化勘查技術(shù)組合地表調(diào)查階段：開展1:500場地地質(zhì)測繪，重點記錄溶溝、石芽、落水洞等巖溶形態(tài)分布，測量地層產(chǎn)狀與裂隙發(fā)育方向。采用無人機航測構(gòu)建三維地形模型，圈定封閉洼地、漏斗群等富水構(gòu)造。物探定位階段：組合運用EH4電磁成像系統(tǒng)與地質(zhì)雷達(dá)，查明地下溶洞、暗河分布特征。EH4系統(tǒng)完成100m深度范圍內(nèi)電阻率剖面測量，分辨率達(dá)2m；地質(zhì)雷達(dá)重點探測50m以淺巖溶發(fā)育情況，采用25MHz天線頻率，剖面連續(xù)采集。通過數(shù)據(jù)反演，圈定3處富水靶區(qū)，各靶區(qū)設(shè)置不少于2個驗證孔。鉆探驗證階段：針對物探圈定的靶區(qū)實施控制性鉆探，采用XY-44型液壓鉆機，金剛石復(fù)合片鉆頭鉆進。全孔進行巖芯編錄，重點記錄巖溶發(fā)育段的充填物性質(zhì)、裂隙密度及涌水情況。對代表性含水層段采取水樣進行水質(zhì)簡分析，測定pH值、總硬度、鐵錳含量等關(guān)鍵指標(biāo)。（三）井位優(yōu)化選擇標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先區(qū)域：選擇斷裂構(gòu)造交匯部位，特別是北西向與北北東向斷裂交叉帶；地下河出口或天窗位置；碳酸鹽巖與碎屑巖接觸帶的碳酸鹽巖一側(cè)；封閉洼地底部或邊坡轉(zhuǎn)折處。避開區(qū)域：地下采空區(qū)上方；已有水井影響半徑范圍內(nèi)（按單井影響半徑300m計算）；滑坡體及潛在不穩(wěn)定斜坡區(qū)；表層松散覆蓋層厚度大于10m區(qū)域。典型案例參考：參照大化瑤族自治縣古河鄉(xiāng)丹桂村成功案例，將井位選擇在斷裂帶上盤處，該位置經(jīng)鉆探施工終成220米深井，解決了當(dāng)?shù)亻L期干旱缺水問題。類似地，賀州市平桂區(qū)鵝塘鎮(zhèn)丹村兩口井選擇在富水?dāng)嗔褞?，日出水量達(dá)960立方米，充分驗證了構(gòu)造控水性規(guī)律。三、施工準(zhǔn)備與資源配置（一）技術(shù)準(zhǔn)備地質(zhì)詳查方面，施工前完成1:500場地地質(zhì)測繪，采用地質(zhì)雷達(dá)與EH4電磁成像系統(tǒng)查明地下溶洞、暗河分布，圈定3處富水靶區(qū)，各靶區(qū)設(shè)置不少于2個驗證孔。方案優(yōu)化上，針對金城江區(qū)典型巖溶水文地質(zhì)特征，制定三套成井預(yù)案：預(yù)案A（完整巖層）采用常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進+天然泥漿護壁；預(yù)案B（溶蝕地層）采用跟管鉆進+化學(xué)泥漿護壁；預(yù)案C（地下河連通段）采用套管隔離+水泥注漿封堵。（二）設(shè)備配置設(shè)備類型具體型號數(shù)量主要參數(shù)鉆機XY-44型液壓鉆機2臺最大扭矩3200N·m，鉆進深度500m泥漿系統(tǒng)BW-320型泥漿泵2臺排量150m3/h，工作壓力10MPa洗井設(shè)備200m3/h真空泵1臺真空度≤0.098MPa測井儀器JGS-1型井中聲波儀1套分辨率0.1m，深度誤差≤0.5%輔助設(shè)備卡特320挖掘機1臺斗容1.2m3，用于場地平整（三）材料準(zhǔn)備井管材料：螺旋鋼管選用Q235B材質(zhì)，壁厚6mm，每節(jié)長度6m，接口采用焊接+法蘭雙重密封。橋式濾水管為304不銹鋼材質(zhì)，縫隙寬度1.2mm，孔隙率30%，外包80目尼龍濾網(wǎng)。沉淀管長度5m，底端焊接6mm厚鋼板封頭。濾水材料：級配礫石采用2-4mm石英砂（含泥量<3%），按"下粗上細(xì)"分層填充。止水材料選用優(yōu)質(zhì)膨潤土球（直徑30mm，含水量20%），用于井口10m段止水。四、核心施工工藝與質(zhì)量控制（一）鉆孔施工鉆進工藝：0-10m覆蓋層采用三翼合金鉆頭，轉(zhuǎn)速60r/min，鉆壓15-20kN。基巖段采用金剛石復(fù)合片鉆頭，轉(zhuǎn)速80-120r/min，泵量250-300L/min。溶蝕段采用"輕壓慢鉆"工藝，每進尺0.5m提鉆檢查鉆頭磨損情況。泥漿管理：配比設(shè)計為優(yōu)質(zhì)紅粘土（30%）+純堿（0.5%）+CMC（0.2%），密度1.1-1.2g/cm3。循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e50m3），采用振動篩+除砂器聯(lián)合凈化。性能監(jiān)測每2小時測定黏度（18-22s）、失水量（<15ml/30min）、含砂量（<4%）。（二）井管安裝下管工藝采用雙吊點起吊裝置，吊點間距3m，確保井管垂直下入（偏斜度<1°/100m）。濾水管對準(zhǔn)含水層段，誤差控制在±0.5m內(nèi)，管外設(shè)置扶正器（每10m一組）。接口處理時，焊接前清理坡口，采用氬弧焊打底+手工電弧焊蓋面，焊后進行水壓試驗（0.6MPa/30min無滲漏）。填礫與止水方面，填礫方式采用管外返水投礫法，從井底向上連續(xù)填充，速度控制在0.5m3/h。止水構(gòu)造上，井口以下10m段采用"膨潤土球+水泥漿"間隔止水，每層填充高度1m，搗實密度≥1.6g/cm3。（三）洗井與抽水試驗復(fù)合洗井工藝：階段一進行活塞洗井（行程1.5m，頻率20次/min），持續(xù)至出水量達(dá)設(shè)計值60%。階段二采用空壓機洗井（工作壓力0.8MPa，風(fēng)量12m3/min），采用"正循環(huán)-反循環(huán)"交替進行。階段三使用潛水泵洗井（型號200QJ50-80/5），抽停交替（抽水30min，停泵10min），直至水清砂凈（含砂量<1/20萬）。抽水試驗：穩(wěn)定流試驗布設(shè)3個觀測孔（距主井10m、20m、30m），進行3次降深（5m、10m、15m），每次穩(wěn)定延續(xù)時間≥8h。水質(zhì)檢測采集水樣檢測35項指標(biāo)，重點監(jiān)測pH值（6.5-8.5）、總硬度（≤450mg/L）、鐵錳含量（分別≤0.3mg/L、0.1mg/L）。五、特殊地質(zhì)條件處理技術(shù)（一）溶洞處理方案小型溶洞（高度<2m）：采用"跳鉆通過+即時回填"方法，鉆具快速通過溶洞段后，立即投入級配碎石與水泥混合材料（配比1:3），待凝固24小時后繼續(xù)鉆進。中型溶洞（2m≤高度<5m）：下φ127mm套管隔離，套管底部嵌入溶洞底板完整基巖≥1m，管外環(huán)形空間填充水泥漿（水灰比0.5:1），凝固后在套管內(nèi)繼續(xù)鉆進。大型溶洞（高度≥5m）：采用"管棚支護+注漿加固"工藝，先施工φ91mm導(dǎo)向孔，然后下入φ89mm無縫鋼管，管內(nèi)注入水泥-水玻璃雙液漿（體積比1:0.5），凝固后再進行主孔鉆進。（二）地下河系統(tǒng)應(yīng)對措施探測識別：當(dāng)鉆進過程中出現(xiàn)突然漏漿（漏失量>5m3/h）、鉆具放空（>0.5m）、水位驟降等現(xiàn)象時，立即停鉆，采用孔內(nèi)電視或聲波測井查明是否遭遇地下河。連通性判斷：通過示蹤試驗判斷地下河連通性，在孔內(nèi)投放熒光素鈉，在下游300-500m處設(shè)置觀測點，監(jiān)測熒光強度變化，確定水力聯(lián)系。處理方法：對非主要地下河道，采用"分段隔離"法，下入雙層套管（內(nèi)管φ325mm，外管φ426mm），環(huán)形空間注入膨脹水泥；對具有重要生態(tài)功能的地下河，實施"繞道成井"方案，重新選擇井位避開地下河系統(tǒng)。（三）斷層破碎帶加固技術(shù)針對北西向和北北東向主要斷裂，采用"超前注漿+管棚支護"聯(lián)合處理。在距斷層破碎帶5m處開始注漿，采用前進式分段注漿工藝，段長2-3m，注漿壓力1.5-2.0MPa。待注漿體強度達(dá)到20MPa后，下入φ146mm無縫鋼管作為管棚，管棚長度伸出斷層帶兩側(cè)各3m，最終在管棚保護下進行鉆進成井。六、安全與環(huán)保專項措施（一）安全防護體系高空作業(yè)防護方面，鉆塔設(shè)置雙層防護平臺（高度2m、6m），護欄高度1.2m，鋪設(shè)防滑鋼板（厚度5mm）。起吊系統(tǒng)安裝超載限制器（額定載荷30t）和行程限位器，鋼絲繩安全系數(shù)≥6。用電安全采用TN-S接零保護系統(tǒng)，設(shè)置三級配電箱（配備漏電保護器，動作電流30mA/0.1s）。井場照明采用防水防塵燈具，照度≥50lux，電纜埋地敷設(shè)（深度≥0.5m）。應(yīng)急管理編制《巖溶區(qū)鉆井突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案》，配置應(yīng)急物資：溶洞突水準(zhǔn)備備用泥漿泵（揚程150m）、快速止水閘門；井噴預(yù)防配備防噴器（額定工作壓力15MPa）、壓井液儲備罐（20m3）；人員救助準(zhǔn)備擔(dān)架、急救箱（含蛇毒血清等特殊藥品）。（二）環(huán)境保護措施廢水處理上，鉆井廢水經(jīng)三級沉淀（去除率70%）+一體化凈水器（投加PAC50mg/L）處理后回用。洗井廢水采用移動式壓濾機脫水（含水率≤60%），干泥餅運至合規(guī)填埋場處置。噪聲控制方面，鉆機設(shè)置隔音罩（降噪量≥25dB），泥漿泵安裝空氣彈簧減震器。夜間施工（22:00-6:00）噪聲控制在55dB以下，必要時設(shè)置聲屏障。生態(tài)恢復(fù)方面，施工結(jié)束后拆除臨時設(shè)施，場地平整恢復(fù)至原始標(biāo)高，表層覆蓋30cm種植土。在井場周邊種植本地物種（如任豆樹、黃荊等），構(gòu)建生態(tài)緩沖帶（寬度≥5m）。七、質(zhì)量驗收與運營維護（一）驗收標(biāo)準(zhǔn)成井質(zhì)量方面，井身垂直度≤1°/100m，全井段最大偏差<300mm。濾水管安裝位置偏差≤±0.5m，孔隙率符合設(shè)計要求。填礫均勻性厚度≥100mm，無明顯塌落或架空現(xiàn)象。抽水性能上，出水量要求連續(xù)抽水72h，出水量衰減率<5%。水位恢復(fù)要求停泵后4h水位恢復(fù)至靜水位的80%以上。水質(zhì)達(dá)標(biāo)需符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。（二）運維方案日常管理安裝智能監(jiān)控系統(tǒng)：實時監(jiān)測流量（精度±2%）、水位（分辨率1cm）、水質(zhì)參數(shù)。定期巡檢每周檢查泵組運行狀態(tài)，每月測量井深淤積（≤0.5m/年）。維護周期方面，輕度洗井每季度采用反沖洗法（流量1.2倍設(shè)計值，持續(xù)30min）。深度洗井每年進行一次聯(lián)合洗井（活塞+空壓機），恢復(fù)出水量。設(shè)備更換上，潛水泵每3年大修，電纜每5年檢測絕緣性能（≥100MΩ）。應(yīng)急維護方面，井內(nèi)落物配置全套打撈工具（公錐、母錐、強磁打撈器等）。濾管堵塞采用鹽酸+氫氟酸混合液（配比3:1）酸洗，控制pH值≥2.5。井管修復(fù)對腐蝕穿孔段采用內(nèi)襯不銹鋼套管（壁厚3mm）加固。八、施工進度計劃與保障措施（一）進度計劃施工階段工期（天）關(guān)鍵節(jié)點資源配置準(zhǔn)備階段7場地平整、設(shè)備進場挖掘機1臺，工人8人鉆進施工15-25終孔驗收、測井鉆機2臺，泥漿工4人成井作業(yè)10井管安裝、洗井起重工2人，焊工3人試驗驗收5抽水試驗、水質(zhì)檢測水文工程師2人驗收交付3資料歸檔、技術(shù)交底項目經(jīng)理1人（二）保障措施技術(shù)保障成立專項攻關(guān)小組，針對喀斯特地貌特殊問題（如溶洞處理、井斜控制）采用專利技術(shù)。設(shè)備保障建立三級維護制度：日常維護（班前檢查）、定期維護（每周保養(yǎng)）、專項維護（每500m鉆進）。人員保障配備持證上崗人員：鉆機操作工（持特種作業(yè)證）、地質(zhì)工程師（注冊巖土工程師）、水文監(jiān)測員（水文地質(zhì)專業(yè)畢業(yè)）。物資保障在河池市金城江區(qū)設(shè)立材料儲備庫，儲備常用井管、鉆頭及應(yīng)急注漿材料，確保供應(yīng)及時。九、工程質(zhì)量控制與驗收標(biāo)準(zhǔn)（一）全過程質(zhì)量控制點鉆進過程控制：每5m測量井斜，確保全井垂直度≤1°；巖芯采取率：基巖段≥80%，松散層≥60%；泥漿性能每班檢測3次，確保失水量<15ml/30min。井管安裝控制：濾水管位置與含水層對應(yīng)誤差≤±0.5m；接口焊接進行100%無損檢測（UT+MT）；填礫均勻性通過井中聲波測井驗證，厚度偏差≤±20mm。洗井效果控制：洗井后水清砂凈，含砂量≤1/20萬；抽水試驗穩(wěn)定延續(xù)時間≥72h，出水量波動≤5%；水質(zhì)檢測35項指標(biāo)全部符合Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。（二）驗收流程與資料歸檔中間驗收：包括開孔驗收（孔位偏差≤0.1m）、終孔驗收（孔徑、孔深符合設(shè)計）、洗井驗收（含砂量檢測）三個環(huán)節(jié)?？⒐を炇?/p>