粉土地層成井的工藝措施

劉功平

1 問題的提出

甲火車站和乙火車站相距10 km，均位于黃土臺原地區，地下水主要來源于粉土地層，含水層顆粒極細，透水性差，屬于貧水區。兩個火車站原有淺井抽出的水含砂、含泥量嚴重超標，無法正常使用，職工吃水非常困難。為此，上級單位決定為兩個火車站各打一口深水井，徹底解決吃水問題。該工程由西北綜合勘察設計研究院負責施工。

首先在甲火車站打第一口井。由于缺乏極細顆粒地層成井的經驗，采取了中粗砂地層成井的工藝措施，成井后，采用了多種洗井方法，持續進行了 20多天，出水含砂量仍嚴重超標，無法交工。

在迫不得已的情況下，采取了在原φ325mm井管內套入φ219mm鋼管，增加一層過濾層的方法，才達到了要求。這樣，不但工期拖延，而且造成較大的經濟損失。有了這個經驗教訓，我們在乙火車站施工時，采取了適當的工藝措施，解決了這個難題，只用了 18d時間成功地完成了第二口井。

2 工程概況

乙火車站供水管井設計井深 120 m，井管采用φ325 mm鋼管，纏絲濾水管，填礫過濾器。合同要求出水量不低于10 t/h;含砂量小于 1/200 000。

地層情況:0m～40m為黃土含鈣質結核;40 m～70m為粉質粘土、含鈣質結核薄層;70m～120m主要是粉土，也是主要含水層。

該地層鉆進速度快，孔壁穩定，可采用清水鉆進。

3 成井工藝措施

1)增大鉆孔直徑:按照規范要求 φ325 mm鋼管的井徑達到550mm～600mm即可。針對本地層，為了增大過濾層的厚度，開終孔直徑一致，增加到700mm。

2)采用二次成孔法:一開 580mm，采用帶扶正圈的三翼鉆頭鉆進。鉆機安裝時確保鉆頭中心、轉盤中心、水龍頭中心在一條垂線上，開孔時要扶正水龍頭，鉆進時采用低鉆壓、中轉速、大泵量的鉆進參數。二開擴孔時一定要慢、要穩，擴孔速度控制在3.0m/h，確保井孔垂直度。

3)采用清水鉆進，要及時排漿，減少鉆進阻力。下管時，泥漿密度換至1.10，下管后，再換至1.05，方能填礫。

4)濾水管加工要求在打眼完成后包上 80目尼龍網，再纏絲，纏絲間隙為0.5mm。下管時，再包上粽皮，共設置兩道保護層。

5)下管時，每根濾水管都要加扶正木，每道扶正加 4塊扶正木，上下一致，綁扎結實，外徑達到620mm，確保井管居中，形成均勻的過濾層。

6)填礫選用霸河含泥量極少的粗砂，現場經過兩次過篩，去掉過大的和過小的，使粒徑均勻。填礫規格是一個非常重要的參數，它是能否擋住地層來砂的關鍵所在。第一口井，選用了φ2mm～φ3mm的涇河礫石，規格偏大，套管填的是φ1 mm～φ2mm的灃河礫石，效果仍不十分理想。霸河粗砂的粒徑在0.5mm～1mm之間，是以前打井從未用過的最細的礫料，實踐證明，該礫料是非常適用于粉土地層的。

7)采用動水填礫，從四周緩慢填入，隨填隨測，以防棚住。該井共填入 40m3濾料，與理論計算相差無幾。

4 成井效果

該井從開鉆到抽水結束只用了 18 d，而第一口井用了 60多天。洗井時，只用了十幾個小時水就變清，又經過 3 d時間的反復抽洗，完全達到穩定。

最后，抽水試驗測到靜水位35.0 m，水位下降15.0m時，穩定出水量達到 10 t/h。水質經化驗，各項指標均符合國家飲用水標準，含砂量小于1/200 000。

該井的主要技術指標均符合合同及規范要求，順利通過驗收。

5 結語

在顆粒極細的粉土含水層中取水時，采用擴大孔徑，濾水管包網包粽，選用粗砂濾料，確保井孔垂直，井管居中等綜合工藝措施，才能取得滿意的效果。但是，濾料的礫徑過小，又要包網包粽，對井的出水量有一定的影響。

[1] GB 50296-99，供水管井技術規范[S].

[2] 劉功平.芝陽、英山火車站供水管井成井技術報告[R]. 2005.