水井管防泥沙施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1工程目標(biāo)本工程旨在通過(guò)系統(tǒng)性防沙技術(shù)措施，解決水井因砂層滲透、流砂涌入導(dǎo)致的水質(zhì)渾濁、設(shè)備磨損等問(wèn)題，確保成井后出水量穩(wěn)定（≥50m3/h）、含砂量≤1/200000（重量比），水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2022）。1.2地質(zhì)條件分析根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)勘察，施工區(qū)域地層以第四系松散砂礫石層為主，含水層厚度8-15m，地下水位埋深3-8m，存在流砂層（粒徑0.05-0.2mm）及局部溶洞發(fā)育。流砂形成機(jī)理為：土體中向上滲流力（γw·i）大于顆粒自重應(yīng)力（γ·h），導(dǎo)致砂粒懸浮遷移。二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備資料收集：查閱當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)報(bào)告，明確含水層分布、砂層厚度及地下水位動(dòng)態(tài)；調(diào)查周邊已建水井防沙措施及運(yùn)行效果?？辈煸O(shè)計(jì)：采用物探（電法測(cè)井）結(jié)合探槽開(kāi)挖（深度1.5m），確定流砂層頂?shù)装迓裆罴邦w粒級(jí)配，繪制地質(zhì)剖面圖。2.2材料與設(shè)備準(zhǔn)備類別具體內(nèi)容成井材料φ168mm橋式濾水管（濾網(wǎng)目數(shù)20-40目）、φ273mm孔口管、C25混凝土（護(hù)壁用）、鋼筋（φ12mm，護(hù)壁配筋）反濾材料細(xì)砂（0.5-1mm）、中砂（2-4mm）、礫石（5-10mm），含泥量≤3%，級(jí)配符合D15/d85≤4（相鄰層粒徑比）施工設(shè)備反循環(huán)鉆機(jī)（φ800鉆頭）、清水泵（250/50型）、潛水泵（揚(yáng)程150-200m）、振搗器、泥漿比重計(jì)2.3現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備井位選址：避開(kāi)污染源（廁所、糞坑等）100m范圍，選擇水位淺（埋深＜8m）、地勢(shì)高燥處；井口周邊平整場(chǎng)地，設(shè)置泥漿池（容積≥10m3）及排水溝。測(cè)量放線：用全站儀定位，白灰撒出直徑2m的井位邊線，設(shè)置十字控制線。三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1成井工藝3.1.1鉆孔與護(hù)壁開(kāi)孔：采用φ273mm鉆頭鉆進(jìn)1.5-2m，下入孔口管（壁厚≥6mm），管外填充水泥漿（水灰比1:1）封固，防止地表污水滲入。鉆進(jìn)：下部采用φ244mm鉆頭鉆進(jìn)至含水層底板以下1-2m，終孔直徑≥800mm，孔斜偏差≤1°/100m。遇流砂層時(shí)，調(diào)整泥漿比重至1.2-1.3，黏度20-25s，采用跟管鉆進(jìn)工藝，套管直徑比設(shè)計(jì)井管大100mm。3.1.2井管安裝下管工藝：采用鉆桿托盤下管法，管節(jié)連接前清理接口雜物并涂抹專用密封膠。濾水管對(duì)準(zhǔn)含水層中心位置，偏差≤0.5m，每20m校核垂直度，下放速度≤0.5m/s。扶正措施：管外焊接條帶式扶正器（間距2m），確保井管居中，避免濾水管貼壁導(dǎo)致反濾失效。3.2反濾層與止水施工3.2.1濾料填充級(jí)配設(shè)計(jì)：采用“細(xì)砂-中砂-礫石”三層反濾結(jié)構(gòu)，每層厚度300mm，相鄰層級(jí)配粒徑比≤4（如中砂與礫石粒徑比2-4mm/5-10mm=0.4）。填充工藝：通過(guò)導(dǎo)管均勻填入，導(dǎo)管下口距孔底≤1m，嚴(yán)禁井口拋填。填充過(guò)程中每30分鐘測(cè)量頂面高程，與設(shè)計(jì)值偏差≤0.3m。3.2.2止水封井材料選擇：采用膨脹橡膠止水環(huán)（寬度100mm）與粘土球（直徑25-30mm，半干狀態(tài)）聯(lián)合止水，止水深度自地表以下10m至含水層頂板以上5m。施工方法：粘土球分層填入（每層0.5m），采用振搗器夯實(shí)（激振力≥30kN），確保干密度≥1.6g/cm3，防止地表污水下滲污染含水層。3.3洗井與抽水試驗(yàn)3.3.1洗井工藝初步洗井：采用活塞洗井，往復(fù)行程1.5-2m，頻率30次/min，持續(xù)至出水量穩(wěn)定（水位波動(dòng)≤5cm/30min）。深度洗井：聯(lián)合空壓機(jī)洗井（氣壓0.6-0.8MPa），分三段（上部、中部、下部含水層）沖洗，每段≥2小時(shí)，至出水中含砂量≤1/200000（量筒沉淀法檢測(cè)）。3.3.2抽水試驗(yàn)穩(wěn)定流試驗(yàn)：設(shè)置3個(gè)降深等級(jí)（1/3、2/3、最大降深），每個(gè)降深穩(wěn)定時(shí)間≥4小時(shí)，測(cè)量指標(biāo)包括：水位：采用點(diǎn)測(cè)水位計(jì)，每30分鐘記錄一次，波動(dòng)值≤3cm；出水量：電磁流量計(jì)（精度1級(jí)）連續(xù)監(jiān)測(cè)，偏差≤5%；水質(zhì)：采集水樣檢測(cè)pH值（6.5-8.5）、含砂量（重量比≤1/200000）。四、質(zhì)量控制體系4.1工序驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)工序名稱主控項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法鉆孔成孔孔深、孔徑±500mm、≥設(shè)計(jì)值測(cè)繩+重錘測(cè)量、井徑儀檢測(cè)井管安裝濾水管位置、垂直度±300mm、≤1°/100m井中電視、測(cè)斜儀濾料填充厚度、含泥量-50mm、≤3%探桿測(cè)量、篩分試驗(yàn)洗井效果含砂量≤1/200000量筒沉淀法（靜置30分鐘）4.2過(guò)程控制措施材料檢驗(yàn)：濾料每批次進(jìn)行篩分試驗(yàn)（粒徑分布符合設(shè)計(jì)級(jí)配曲線），井管進(jìn)行壓力試驗(yàn)（0.6MPa水壓，保壓1小時(shí)無(wú)滲漏）。隱蔽工程驗(yàn)收：井管安裝后由監(jiān)理旁站驗(yàn)收，拍攝垂直度影像資料，留存濾料填充記錄（時(shí)間、數(shù)量、操作人員）。五、施工安全與環(huán)境保護(hù)5.1安全防護(hù)人員防護(hù)：施工人員佩戴安全帽（抗沖擊性能≥50J）、防泥漿手套，高空作業(yè)（≥2m）設(shè)置雙鉤安全帶，鉆機(jī)操作手持特種作業(yè)證書上崗。設(shè)備安全：鉆機(jī)設(shè)置防雷接地裝置（接地電阻≤10Ω），動(dòng)力電纜穿管埋地敷設(shè)（深度≥50cm），夜間施工配備36V低壓照明。5.2環(huán)保措施泥漿處理：施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池（總?cè)莘e≥20m3）處理后回用（回用率≥80%），鉆渣運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)（距離≥3km），運(yùn)輸車輛覆蓋篷布。生態(tài)恢復(fù)：施工結(jié)束后清理場(chǎng)地，恢復(fù)植被覆蓋率≥90%，井口周邊種植紫花苜蓿等固土植物，防止水土流失。六、配套設(shè)施與驗(yàn)收交付6.1水泵安裝選型標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)抽水試驗(yàn)結(jié)果配置潛水泵，揚(yáng)程≥150m，電機(jī)防護(hù)等級(jí)IP68，電纜接頭采用熱縮管+防水膠帶處理，長(zhǎng)度超出井深5m。安裝要求：水泵下入深度距井底≥2m，避免攪動(dòng)沉砂；出水管采用法蘭連接，設(shè)置止回閥（壓力等級(jí)1.0MPa）防止水錘沖擊。6.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)成井質(zhì)量：井深誤差≤2%，井身彎曲度≤1°/100m，過(guò)濾器安裝偏差≤300mm。水質(zhì)與水量：含砂量≤1/200000，出水量≥50m3/h，水質(zhì)符合GB5749-2022標(biāo)準(zhǔn)。資料交付：提供地質(zhì)柱狀圖、抽水試驗(yàn)報(bào)告、隱蔽工程記錄等12項(xiàng)歸檔材料。6.3運(yùn)維建議日常監(jiān)測(cè)：每周測(cè)量水位、流量及含砂量，雨季增加監(jiān)測(cè)頻次（每日1次）。定期維護(hù)：每年進(jìn)行1次空壓機(jī)洗井，清除濾料層堵塞；每3年更換濾網(wǎng)（20-40目），確保反濾效果。七、應(yīng)急預(yù)案7.1孔壁坍塌處理征兆識(shí)別：鉆進(jìn)中泥漿漏失量突然增大（＞5m3/h）、孔內(nèi)水位下降，伴隨鉆桿跳動(dòng)。處置措施：立即停止鉆進(jìn)，投入粘土球（摻3%水泥）至坍塌段以上5m，采用靜止注漿（壓力0.5MPa）固結(jié)，24小時(shí)后恢復(fù)鉆進(jìn)。7.2含砂量超標(biāo)處理原因分析：濾料級(jí)配不當(dāng)（相鄰層粒徑比＞4）或填充不密實(shí)。解決方法：補(bǔ)充