包頭地區(qū)水井鉆探施工綜合技術(shù)方案一、工程概況與地質(zhì)條件分析1.1區(qū)域地質(zhì)特征包頭市位于內(nèi)蒙古高原與黃土高原過(guò)渡帶，地形呈"中間高、南北低"態(tài)勢(shì)，地質(zhì)構(gòu)造以陰山山脈為界分為南北兩部分。南部平原區(qū)覆蓋第四系松散堆積物，厚度10-50米，以沖洪積砂卵石層為主；中部大青山區(qū)域?yàn)樘沤缱冑|(zhì)巖系，主要由片麻巖、磁鐵石英巖構(gòu)成；北部高原區(qū)則以玄武巖臺(tái)地和風(fēng)沙堆積為主。地下水位埋深呈現(xiàn)顯著區(qū)域差異，山南平原區(qū)10-30米，山北高原區(qū)30-80米，年均降水量421.8毫米且集中于6-9月，需特別注意雨季施工排水措施。1.2水文地質(zhì)條件主要含水層分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類型。松散巖類孔隙水主要分布于黃河沖積平原，含水層厚度20-40米，巖性以中粗砂為主，滲透系數(shù)15-30m/d，單井涌水量可達(dá)500-1500m3/d；基巖裂隙水主要賦存于大青山變質(zhì)巖區(qū)，風(fēng)化帶厚度5-20米，裂隙發(fā)育程度中等，單井涌水量50-300m3/d。地下水化學(xué)類型以HCO?-Ca·Mg型為主，礦化度0.5-1.0g/L，符合GB/T14848-2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。1.3工程設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)備注設(shè)計(jì)井深50-200米依含水層分布調(diào)整井徑結(jié)構(gòu)開(kāi)孔直徑300mm，終孔直徑200mm第四系采用Φ325mm鋼質(zhì)井管濾水管長(zhǎng)度15-30米對(duì)應(yīng)主要含水層段成井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)單位涌水量≥5m3/(h·m)抽水試驗(yàn)穩(wěn)定后測(cè)定水質(zhì)要求符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)需通過(guò)衛(wèi)生防疫部門檢測(cè)二、施工準(zhǔn)備工作2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘，收集區(qū)域地質(zhì)資料，編制詳細(xì)施工組織設(shè)計(jì)。依據(jù)CJJ/T13-2013《供水水文地質(zhì)鉆探與管井施工操作規(guī)程》要求，進(jìn)行施工圖紙會(huì)審，明確以下技術(shù)要點(diǎn)：采用SPT標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)確定松散層承載力基巖段采用RQD指標(biāo)評(píng)價(jià)巖體完整性含水層段巖芯采取率不低于80%建立鉆孔軌跡三維坐標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2.2設(shè)備配置根據(jù)地質(zhì)條件選擇XY-2型巖芯鉆機(jī)，配套BW-160型泥漿泵，配備以下主要設(shè)備：鉆探設(shè)備：XY-2型鉆機(jī)（最大鉆深300米）、鉆塔（高度18米）鉆進(jìn)工具：Φ150mm金剛石鉆頭、Φ200mm合金鉆頭、Φ325mm套管循環(huán)系統(tǒng)：泥漿池（3m×4m×2m）、沉淀池（2級(jí)，總?cè)莘e15m3）檢測(cè)儀器：測(cè)斜儀（精度±0.5°）、水位計(jì)（分辨率1cm）、流量計(jì)（精度1%）2.3材料準(zhǔn)備井管材料：Q235B級(jí)焊接鋼管（Φ325×8mm）、橋式濾水管（孔隙率15%）濾水材料：石英砂濾料（不均勻系數(shù)K80<2.0，粒徑2-5mm）止水材料：膨潤(rùn)土（蒙脫石含量≥70%）、海帶止水條沖洗液：優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤(rùn)土（造漿率≥15m3/t）、純堿（Na?CO?）2.4場(chǎng)地布置施工場(chǎng)地平整：面積不小于20m×30m，采用素土夯實(shí)（壓實(shí)度≥90%）設(shè)備安裝區(qū)：設(shè)置1.5m高碎石墊層，安裝鉆機(jī)地錨（抗拔力≥50kN）泥漿系統(tǒng)：布置于鉆孔下風(fēng)側(cè)10米處，設(shè)置防滲池（HDPE土工膜厚度1.5mm）儲(chǔ)料區(qū)：濾料、管材分類堆放，設(shè)置防雨棚（高度3m，面積50m2）排水系統(tǒng)：場(chǎng)地周邊開(kāi)挖排水溝（寬30cm，深40cm），接入沉淀池三、鉆探施工工藝3.1鉆進(jìn)工藝選擇根據(jù)地層特征分段選擇鉆進(jìn)方法：第四系松散層：采用Φ300mm牙輪鉆頭正循環(huán)鉆進(jìn)，鉆進(jìn)參數(shù)控制：鉆壓8-12kN，轉(zhuǎn)速60-100r/min，泵量150-200L/min基巖風(fēng)化帶：采用Φ250mm合金鉆頭沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，鉆壓10-15kN，轉(zhuǎn)速50-80r/min基巖完整段：采用Φ200mm金剛石鉆頭繩索取芯鉆進(jìn)，鉆壓5-8kN，轉(zhuǎn)速150-200r/min3.2護(hù)壁措施松散含水層：采用Φ325mm鋼質(zhì)套管護(hù)壁，套管絲扣連接，外用管鉗緊固，管口高出地面30cm流砂層段：配置優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，泥漿性能指標(biāo)：密度1.15-1.20g/cm3，黏度25-30s，失水量<15ml/30min破碎巖層：采用跟管鉆進(jìn)工藝，套管跟進(jìn)深度至完整基巖面以下2米3.3鉆孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)孔段深度（m）鉆頭直徑（mm）套管直徑（mm）護(hù)壁方式巖芯采取率要求0-50300325鋼套管≥75%50-100250273泥漿護(hù)壁≥80%100-終孔200219清水鉆進(jìn)≥85%3.4巖芯采取與編錄松散層：采用無(wú)泵反循環(huán)取樣器，取樣間隔1.0米，樣品重量≥3kg基巖段：采用雙層巖芯管，采取率≥85%，巖芯長(zhǎng)度≥10cm的分段編號(hào)保存編錄內(nèi)容：巖性描述、分層深度、裂隙發(fā)育程度、涌漏水情況、初見(jiàn)水位建立鉆孔柱狀圖，實(shí)時(shí)標(biāo)注含水層位置、厚度及巖性特征3.5鉆孔質(zhì)量控制孔斜控制：每50米測(cè)斜一次，頂角偏差≤1°/100米，方位角偏差≤15°孔深誤差：采用測(cè)繩丈量，每100米誤差≤0.15米孔徑檢查：終孔后采用井徑儀測(cè)量，有效孔徑≥設(shè)計(jì)井徑的95%孔底清理：終孔前采用撈砂管清孔，孔底沉渣厚度≤0.3米四、成井工藝4.1井管安裝井管組合：采用"井壁管+濾水管+沉淀管"三段式結(jié)構(gòu)，沉淀管長(zhǎng)度3米連接方式：管端車絲扣（長(zhǎng)度10cm），采用管箍連接，接口處纏繞生料帶下管工藝：采用雙吊點(diǎn)起吊（吊點(diǎn)位置距管端1/4處）第一節(jié)井管下至孔口時(shí)，用卡盤(pán)固定于孔口逐節(jié)連接下放，每下3節(jié)檢查一次垂直度井管底部距孔底0.5米，管頂高出地面0.5米4.2填礫與止水填礫范圍：濾水管段上下各2米，采用連續(xù)均勻填礫法填礫規(guī)格：選用Φ2-5mm石英砂，含泥量<3%，填礫高度高于濾水管頂部2米止水工藝：黏土球止水：在濾水管上部2米處，填入Φ5-10cm黏土球（含水量25%），止水段長(zhǎng)度10米海帶止水：在黏土球上部纏繞海帶止水條（膨脹率≥200%）水泥漿封孔：地面以下5-10米采用M30水泥漿灌注，水灰比1:1.24.3洗井作業(yè)采用"聯(lián)合洗井法"清除井內(nèi)泥砂和過(guò)濾器表面泥皮：活塞洗井：Φ180mm橡膠活塞，上下沖程1.5米，頻率20次/分鐘，持續(xù)2-4小時(shí)空壓機(jī)洗井：采用Φ75mm風(fēng)管，風(fēng)量6-8m3/min，風(fēng)壓0.6-0.8MPa，洗井至出清水化學(xué)洗井：注入10%鹽酸溶液（用量5-8m3），浸泡2小時(shí)后用清水洗井洗井標(biāo)準(zhǔn)：出水量達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%，含砂量<1/200000（體積比）五、抽水試驗(yàn)5.1試驗(yàn)準(zhǔn)備設(shè)備安裝：采用潛水泵（揚(yáng)程50-100米，流量50-200m3/h），泵體下入深度低于動(dòng)水位5米量測(cè)系統(tǒng)：三角堰（堰上水頭30-50cm）、電測(cè)水位計(jì)（精度±1cm）、自動(dòng)記錄儀（采樣間隔5分鐘）觀測(cè)點(diǎn)：在距井3米、10米處設(shè)置觀測(cè)孔，孔深分別為10米和20米5.2試驗(yàn)方法采用穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)，分三個(gè)降深段：第一降深：水位降深S1=1/3設(shè)計(jì)降深，穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間≥8小時(shí)第二降深：水位降深S2=2/3設(shè)計(jì)降深，穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間≥8小時(shí)第三降深：水位降深S3=設(shè)計(jì)降深（不小于5米），穩(wěn)定延續(xù)時(shí)間≥24小時(shí)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)4小時(shí)內(nèi)，水位波動(dòng)≤5cm，出水量變化≤5%5.3數(shù)據(jù)采集流量觀測(cè)：每30分鐘測(cè)讀一次，穩(wěn)定后每1小時(shí)測(cè)讀一次水位觀測(cè)：同步測(cè)量動(dòng)水位和靜水位，精度±1cm水質(zhì)監(jiān)測(cè)：試驗(yàn)前、中、后各采集水樣1組，檢測(cè)項(xiàng)目包括：常規(guī)指標(biāo)：pH值、濁度、硬度、氯化物特殊指標(biāo)：鐵、錳、氨氮、總大腸菌群水溫觀測(cè)：每2小時(shí)測(cè)讀一次，精度±0.5℃5.4試驗(yàn)成果繪制Q-S曲線、Q-t曲線、S-t曲線計(jì)算滲透系數(shù)K值、影響半徑R值評(píng)價(jià)井的出水量、水位恢復(fù)能力提交抽水試驗(yàn)綜合報(bào)告，包含試驗(yàn)數(shù)據(jù)、圖表及結(jié)論六、質(zhì)量控制體系6.1質(zhì)量管理組織成立質(zhì)量管理小組，設(shè)專職質(zhì)檢員1名，持證上崗建立"三檢制"：班組自檢、工序互檢、項(xiàng)目部專檢關(guān)鍵工序設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)，實(shí)行旁站監(jiān)理6.2質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)控制項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法井身垂直度≤1°/100m測(cè)斜儀測(cè)量井徑≥設(shè)計(jì)值的95%井徑儀測(cè)量濾水管安裝位置±0.5m測(cè)繩丈量填礫厚度≥100mm井徑儀檢測(cè)洗井后含砂量<1/200000含砂量測(cè)定儀單位涌水量≥設(shè)計(jì)值的90%抽水試驗(yàn)6.3質(zhì)量記錄鉆探施工日志：詳細(xì)記錄鉆進(jìn)參數(shù)、巖性變化、施工時(shí)間質(zhì)量檢查表：每道工序填寫(xiě)質(zhì)量檢查表，質(zhì)檢員簽字確認(rèn)材料檢驗(yàn)報(bào)告：管材、濾料、止水材料的出廠合格證及復(fù)檢報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告：抽水試驗(yàn)報(bào)告、水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告、巖土試驗(yàn)報(bào)告6.4質(zhì)量問(wèn)題處理孔斜超標(biāo)：采用糾斜器糾斜，嚴(yán)重時(shí)回填重鉆井管斷裂：采用井管修復(fù)器對(duì)接，必要時(shí)重新下管出水量不足：分析原因，采取洗井、補(bǔ)礫或加深鉆進(jìn)等措施水質(zhì)超標(biāo)：進(jìn)行水質(zhì)處理，必要時(shí)更換含水層段七、安全與環(huán)保措施7.1安全防護(hù)措施高空作業(yè)防護(hù)：鉆塔設(shè)置防護(hù)欄桿（高度1.2m），作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶用電安全：設(shè)備接地電阻≤4Ω，配電箱安裝漏電保護(hù)器（動(dòng)作電流≤30mA）防火措施：配備8kg干粉滅火器4具，設(shè)置防火沙池（2m×2m×0.5m）機(jī)械安全：傳動(dòng)部位設(shè)置防護(hù)罩，鉆機(jī)操作實(shí)行"一人操作，一人監(jiān)護(hù)"7.2安全管理制度制定安全生產(chǎn)責(zé)任制，簽訂安全責(zé)任書(shū)特種作業(yè)人員持證上崗，定期進(jìn)行安全培訓(xùn)每日開(kāi)展班前安全技術(shù)交底，每周進(jìn)行安全檢查建立安全應(yīng)急預(yù)案，定期組織應(yīng)急演練7.3環(huán)境保護(hù)措施施工廢水處理：采用三級(jí)沉淀+過(guò)濾處理，回用率≥80%固廢處理：鉆渣分類堆放，建筑垃圾分類回收，生活垃圾集中清運(yùn)揚(yáng)塵控制：場(chǎng)地灑水降塵（每日4次），材料堆場(chǎng)設(shè)置圍擋（高度2m）噪聲控制：選用低噪聲設(shè)備，晝間噪聲≤70dB，夜間噪聲≤55dB水土保持：施工結(jié)束后場(chǎng)地平整，恢復(fù)植被覆蓋率≥90%7.4職業(yè)健康防護(hù)個(gè)人防護(hù)：佩戴防塵口罩（KN95級(jí)）、護(hù)目鏡、安全帽作業(yè)環(huán)境：設(shè)置通風(fēng)設(shè)備，粉塵濃度≤2mg/m3健康檢查：作業(yè)人員崗前、崗中、離崗職業(yè)健康檢查勞動(dòng)保護(hù)：發(fā)放勞動(dòng)防護(hù)用品，高溫季節(jié)采取防暑降溫措施八、工程驗(yàn)收8.1驗(yàn)收依據(jù)CJJ/T13-2013《供水水文地質(zhì)鉆探與管井施工操作規(guī)程》工程設(shè)計(jì)文件及施工圖紙施工過(guò)程質(zhì)量記錄及檢測(cè)報(bào)告抽水試驗(yàn)報(bào)告及水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告8.2驗(yàn)收內(nèi)容成井質(zhì)量：井身結(jié)構(gòu)、井深、井徑、垂直度出水量：穩(wěn)定出水量、水位降深、單位涌水量水質(zhì)：符合設(shè)計(jì)要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)工程資料：完整、規(guī)范、真實(shí)8.3驗(yàn)收程序施工單位自檢合格后提交驗(yàn)收申請(qǐng)監(jiān)理單位預(yù)驗(yàn)收，提出整改意見(jiàn)建設(shè)單位組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位進(jìn)行正式驗(yàn)收現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)成井質(zhì)量，審查工程資料簽署驗(yàn)收意見(jiàn)，出具驗(yàn)收?qǐng)?bào)告8.4工程移交提交完整的工程技術(shù)資料，包括：竣工圖（井身結(jié)構(gòu)圖、場(chǎng)地布置圖）施工記錄（鉆探日志、質(zhì)量檢查表）試驗(yàn)報(bào)告（抽水試驗(yàn)、水質(zhì)檢測(cè)）驗(yàn)收?qǐng)?bào)告及相關(guān)文件辦理工程移交手續(xù)，簽署移交證書(shū)提供后期運(yùn)行維護(hù)技術(shù)指導(dǎo)九、施工進(jìn)度計(jì)劃9.1進(jìn)度安排施工階段工期（天）主要工作內(nèi)容施工準(zhǔn)備5場(chǎng)地平整、設(shè)備安裝、材料進(jìn)場(chǎng)鉆探施工15-25鉆進(jìn)、巖芯編錄、孔斜控制成井工藝7-10井管安裝、填礫止水、洗井抽水試驗(yàn)5-7設(shè)備安裝、試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集分析質(zhì)量驗(yàn)收3資料整理、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、問(wèn)題整改工程移交2資料移交、技術(shù)交底總工期37-54日歷天9.2進(jìn)度保證措施優(yōu)化施工方案，合理安排工序銜接配備備用設(shè)備，關(guān)鍵設(shè)備使用率≥90%材料提前儲(chǔ)備，確保連續(xù)施工實(shí)行二班制作業(yè)，必要時(shí)三班連續(xù)施工建立進(jìn)度預(yù)警機(jī)制，滯后時(shí)及時(shí)調(diào)整十、應(yīng)急預(yù)案10.1孔內(nèi)事故處理卡鉆處理：分析卡鉆原因，采取泡解、震擊、倒扣等方法埋鉆處理：采用高壓噴射法松動(dòng)埋鉆段，逐步起拔井噴預(yù)防：發(fā)現(xiàn)井涌時(shí)立即停鉆，下入套管封閉含水層配備孔內(nèi)事故處理工具：公錐、母錐、打撈矛、倒扣器10.2自然災(zāi)害應(yīng)對(duì)暴雨防范：配備排水泵（揚(yáng)程15m，流量50m3/h），設(shè)置應(yīng)急排水溝大風(fēng)預(yù)警：風(fēng)速≥15m/s時(shí)停