甘肅水井加深施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與地質(zhì)條件分析本工程位于甘肅省天水市及周邊區(qū)域，針對現(xiàn)有水井出水量不足問題進(jìn)行加深施工，設(shè)計(jì)加深深度為180-200米，目標(biāo)含水層為第四系砂礫卵石層及下白堊統(tǒng)志丹群碎屑巖裂隙水。施工區(qū)域地層分布具有典型黃土高原特征：表層為0-30米厚黃土狀砂粘土，具大孔隙、垂直裂隙發(fā)育特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)疏松易坍塌；下部為30-80米沖洪積砂礫卵石層，成分以砂巖、礫巖為主，含泥量較高，分選性差，為主要含水層；80米以下為新第三系甘肅群紫紅色砂質(zhì)泥巖及下白堊統(tǒng)涇川組碎屑巖，巖性致密，局部夾薄層粉砂巖含水層。區(qū)域水文地質(zhì)條件復(fù)雜，黃土層滲透系數(shù)低（1.2×10??m/d），砂礫卵石層滲透系數(shù)可達(dá)50-80m/d，地下水主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，水位埋深隨地形變化顯著，山區(qū)可達(dá)50-80米，平原區(qū)20-40米。施工需重點(diǎn)應(yīng)對黃土濕陷性、砂礫層漏失、基巖裂隙水突涌等風(fēng)險。1.2工程設(shè)計(jì)指標(biāo)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)備注設(shè)計(jì)加深深度180-200米（以實(shí)際出水層為準(zhǔn)）原井深平均80-120米終孔直徑500mm（含水層段擴(kuò)孔至550mm）采用二級擴(kuò)孔工藝設(shè)計(jì)出水量≥50m3/h抽水試驗(yàn)穩(wěn)定值井管材質(zhì)與規(guī)格Q235B無縫鋼管（壁厚8mm）含水層段采用橋式濾水管濾料規(guī)格2-4mm石英砂（不均勻系數(shù)≤2）填礫厚度100mm允許沉降量≤30mm/年針對濕陷性黃土處理后要求二、施工組織設(shè)計(jì)2.1施工部署與資源配置施工隊(duì)伍：組建專業(yè)鉆井隊(duì)2個，每隊(duì)配置機(jī)長1人（5年以上深井施工經(jīng)驗(yàn)）、鉆工4人、焊工2人、安全員1人，實(shí)行24小時輪班制（每班8小時）。主要設(shè)備：選用XY-44型巖心鉆機(jī)（最大鉆深500米）2臺，配套BW-250型泥漿泵（流量80m3/h）、JJS-2型測斜儀（精度±0.5°）、DZ-30型振動篩等設(shè)備。輔助設(shè)備包括200kW柴油發(fā)電機(jī)、ZL50裝載機(jī)、XY-1型地質(zhì)雷達(dá)（用于超前探測）。材料儲備：在施工現(xiàn)場建立材料庫，儲備無縫鋼管（按設(shè)計(jì)量1.2倍備貨）、石英砂濾料（經(jīng)水洗篩分）、PW植物膠（護(hù)壁用）、水泥基滲透結(jié)晶防水涂料等，其中濾料需進(jìn)行含泥量檢測（≤3%）。2.2施工進(jìn)度計(jì)劃總工期20日歷天，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制如下：前期準(zhǔn)備（3天）：井位復(fù)核、設(shè)備進(jìn)場、泥漿池開挖（2個，容積50m3/個，防滲處理）原井處理（2天）：井內(nèi)淤積清理、井管無損檢測、井口加固鉆進(jìn)施工（10天）：黃土層鉆進(jìn)（0-30米）→砂礫卵石層鉆進(jìn)（30-80米）→基巖段鉆進(jìn)（80-200米），含3次測斜（50米、100米、終孔）成井作業(yè)（3天）：井管安裝、填礫、止水封井洗井與試驗(yàn)（2天）：空壓機(jī)聯(lián)合活塞洗井、抽水試驗(yàn)（降深3次，分別為5m、10m、15m）三、關(guān)鍵施工工藝與技術(shù)措施3.1鉆進(jìn)施工工藝3.1.1鉆具組合與參數(shù)控制黃土層段（0-30米）：鉆具組合：Φ450mm三牙輪鉆頭+Φ325mm偏重防斜鉆具+Φ127mm鉆鋌（8m）+Φ114mm鉆桿鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓2.5-3.0t，轉(zhuǎn)速30-40r/min，泵量50m3/h，采用PW植物膠泥漿護(hù)壁（粘度22-25s，失水量≤20ml/30min）砂礫卵石層（30-80米）：鉆具組合：Φ500mm組合牙輪鉆頭+Φ203mm鉆鋌（15m）+Φ177.8mm鉆鋌（10m）鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓3.0-3.5t，轉(zhuǎn)速20-25r/min，泵量60m3/h，泥漿中加入2%Na?CO?調(diào)節(jié)pH至8-9，漏失段投加鋸末-棉籽殼混合堵漏劑（配比1:1，用量50-80kg/m）基巖段（80-200米）：鉆具組合：Φ450mm金剛石復(fù)合片鉆頭+Φ127mm鉆鋌（12m）+減震器鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓1.5-2.0t，轉(zhuǎn)速50-60r/min，泵量40m3/h，采用清水-乳化液沖洗液（含油量3%-5%）3.1.2防斜與測斜控制開孔時采用“三點(diǎn)一線”調(diào)平法（鉆機(jī)立軸、天車、井口中心偏差≤5mm），輕壓慢轉(zhuǎn)（鉆壓≤1.5t，轉(zhuǎn)速15r/min）鉆進(jìn)5米。每鉆進(jìn)50米使用JJS-2型測斜儀進(jìn)行單點(diǎn)測斜，井斜超過1°/100m時，采用“吊打”工藝糾斜（減少鉆壓至1.0-1.5t，增加鉆鋌長度至15m）。砂礫卵石層鉆進(jìn)時，每20米投加0.5m3膨潤土球（直徑50mm），利用其塑性變形特性穩(wěn)定孔壁。3.2井管安裝與填礫工藝3.2.1井管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上部井管（0-80米）：Φ273mm無縫鋼管，壁厚8mm，采用法蘭連接（橡膠墊片密封），每節(jié)長6米，外壁焊接導(dǎo)向扶正器（間距10米）。濾水管段（80-150米）：Φ273mm橋式濾水管，濾孔直徑12mm，開孔率18%，外包雙層尼龍網(wǎng)（80目+120目），纏絲間距5mm（鍍鋅低碳鋼絲，直徑2mm）。下部封閉段（150-200米）：Φ219mm無縫鋼管，壁厚6mm，底端焊接錐形封底。3.2.2安裝施工要點(diǎn)井管吊裝：采用25t汽車吊雙吊點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)設(shè)在距管端1/4處，安裝前進(jìn)行水密性試驗(yàn)（0.6MPa水壓30分鐘無滲漏）。填礫作業(yè)：含水層段采用連續(xù)填礫法，石英砂濾料通過Φ100mm導(dǎo)管送入孔底，填礫速度控制在0.5-1.0m3/h，邊填邊測礫面高度，確保實(shí)際填礫厚度與設(shè)計(jì)偏差≤50mm。止水封井：在80米處（含水層頂板）設(shè)置止水段，采用“海帶-水泥漿”復(fù)合止水法：先填入膨脹海帶（浸泡后體積增大2-3倍），再注入P.O42.5R水泥漿（水灰比1:1.2），注漿壓力0.8-1.0MPa，注漿量按環(huán)形空間體積1.2倍控制。3.3洗井與抽水試驗(yàn)3.3.1聯(lián)合洗井工藝空壓機(jī)洗井：采用Φ75mm風(fēng)管下至濾水管段，風(fēng)壓0.6-0.8MPa，風(fēng)量12m3/min，反循環(huán)洗井，每次持續(xù)30分鐘，間隔1小時，直至出水量穩(wěn)定（含砂量≤1/20000）。活塞洗井：使用Φ250mm橡膠活塞（行程1.5米），在濾水管段上下往復(fù)提拉，沖擊強(qiáng)度控制在1.5-2.0m/s，有效破除泥皮和孔壁堵塞。化學(xué)洗井：對基巖裂隙含水層，注入10%鹽酸溶液（用量5-8m3），浸泡4小時后用清水置換，溶解裂隙中的碳酸鈣沉淀。3.3.2抽水試驗(yàn)要求穩(wěn)定流試驗(yàn)：按降深3次（5m、10m、15m）進(jìn)行，每次穩(wěn)定延續(xù)時間≥8小時，水位波動幅度≤0.1m/h，出水量波動≤5%。水質(zhì)檢測：采集水樣檢測pH值（6.5-8.5）、總硬度（≤450mg/L）、鐵錳含量（Fe≤0.3mg/L，Mn≤0.1mg/L），符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。四、質(zhì)量與安全控制體系4.1質(zhì)量控制要點(diǎn)原材料驗(yàn)收：無縫鋼管需進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)（抗拉強(qiáng)度≥345MPa，伸長率≥20%），濾料篩分試驗(yàn)（不均勻系數(shù)K80=D80/D10≤2）。鉆進(jìn)質(zhì)量：孔深偏差≤±0.5m，終孔直徑≥設(shè)計(jì)值95%，井斜≤1°/100m，巖芯采取率：基巖段≥70%，松散層≥30%。成井質(zhì)量：井管安裝垂直度偏差≤2°，填礫連續(xù)均勻，止水段滲透系數(shù)≤1×10??m/d，洗井后出水量≥設(shè)計(jì)值90%。4.2安全生產(chǎn)專項(xiàng)措施4.2.1危險源防控黃土層坍塌：井口設(shè)置Φ800mm鋼護(hù)筒（埋深3米），井內(nèi)水位低于孔底≤2米，發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)水位驟降立即停止鉆進(jìn)，投入膨潤土泥漿（粘度≥30s）護(hù)壁。有限空間作業(yè)：井內(nèi)作業(yè)前進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)（風(fēng)量≥3次/h），使用四合一氣體檢測儀（氧氣19.5%-23.5%，可燃?xì)怏w≤0.5%LEL），配備雙繩防墜器（承重≥15kN）。設(shè)備安全：鉆機(jī)安裝采用“地錨+配重”固定（配重≥5t），高壓管路設(shè)置安全閥（起跳壓力1.5倍工作壓力），電氣設(shè)備加裝漏電保護(hù)器（動作電流≤30mA）。4.2.2應(yīng)急管理突水處置：配備2臺Φ150mm潛水泵（揚(yáng)程100m），發(fā)現(xiàn)基巖裂隙水突涌時（涌水量＞50m3/h），立即啟動排水系統(tǒng)，同時降低鉆進(jìn)速度，準(zhǔn)備注漿止水?？變?nèi)事故：配備公錐、母錐、打撈矛等全套打撈工具，遇卡鉆時嚴(yán)禁強(qiáng)力提拔，采用“震擊-浸泡”法處理（注入解卡劑，配合液壓震擊器）。五、環(huán)境保護(hù)與文明施工5.1生態(tài)保護(hù)措施泥漿處理：設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e100m3），泥漿經(jīng)沉淀后清水回用，鉆渣晾曬后運(yùn)至指定棄渣場（運(yùn)距≤5km），含油鉆渣采用固化處理（摻入10%石灰）。噪聲控制：選用低噪聲鉆機(jī)（晝間≤70dB，夜間≤55dB），施工場界設(shè)置2.5米高隔聲圍擋，夜間施工（22:00-6:00）辦理夜間施工許可并公告周邊居民。5.2水土保持施工便道：采用200mm厚C20混凝土硬化（寬度4米），兩側(cè)開挖排水溝（深300mm），出口設(shè)沉沙池（5m×3m×1.5m）。植被恢復(fù)：施工結(jié)束后拆除臨時設(shè)施，對場地進(jìn)行平整，撒播紫花苜蓿草籽（播量20kg/畝），恢復(fù)植被覆蓋率≥90%。六、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與資料歸檔6.1驗(yàn)收內(nèi)容與方法成井驗(yàn)收：井深、井徑采用測繩與井徑儀檢測，井管安裝質(zhì)量通過井下電視觀察，止水效果采用抽水試驗(yàn)驗(yàn)證（止水段上下水位差≥5m）。水質(zhì)驗(yàn)收：委托第三方檢測機(jī)構(gòu)按《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB/T5750）進(jìn)行全項(xiàng)分析，重點(diǎn)檢測重金屬、微生物指標(biāo)。6.2竣工資料要求提交完整技術(shù)檔案，包括：地質(zhì)柱狀圖、井身結(jié)構(gòu)圖、抽水試驗(yàn)曲線原材料出廠合格證及檢測報(bào)告施工日志（含鉆進(jìn)參數(shù)、