丘陵地區(qū)農田灌溉機井施工工藝探索

上官一寶 相海龍 相海文

丘陵地區(qū)普遍水資源相對匱乏，機井灌溉成為農田灌溉的有效措施，由于丘陵地區(qū)地下水儲存不均，水文地質結構復雜，造成了成井率低下等問題。通過農田灌溉機井測量定位、成井施工、活塞洗井等工藝來提升機井成井率，并通過搞好成井配套，加強成井管理等措施提高機井利用率，讓機井灌溉在丘陵區(qū)農業(yè)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

一、水文測量確定井位

水文測量確定井位是機井施工中重要一環(huán)，通過測量結果了解含水層的大致位置及成井涌水量，對成井有重要意義。

（1）技術人員首先查找工程所在地水文地質構造圖，查找地質裂隙、斷層大致位置，掌握第一手水文地質資料。

（2）技術人員踏勘現(xiàn)場，了解已有水井情況及覆蓋層、風化巖厚度，覆蓋層是否有砂層，地下水位等情況。

（3）水文測量確定井位的方法有很多種，選用218po測量法尋找基巖裂隙水。218po測量法通過靜電收集氡衰變的第一代子體鐳A作為測量對象，測量出覆蓋層土壤中的氡濃度值，通過測量收集各點氡濃度值進行數(shù)據(jù)分析，分析地下巖石含水層的位置及含水量的大小，找出最佳井位。218po測量法適用于風化層較厚、有裂隙、有溶洞的巖層。水文測量定井測量儀器為FD-3017鐳A測氡儀。其特點是沒有探測器污染問題，也不存在氡射氣的干擾影響，并且具有較高的靈敏度，重量輕，操作方便，2人就可以正常操作。在沂蒙山區(qū)石灰?guī)r地層使用定井成井率較高。測量時注意事項：測氡儀輕拿輕放，下雨天不能測量，測量時不能接聽或撥打手機，電輻射嚴重地方不能測量，測量地點必須有覆蓋層，覆蓋層厚度大于30cm。

二、鉆井工藝

1.機井施工鉆機選用

灌溉機井井深100m左右，井淺數(shù)量較多，選用HZ-130小型回轉液壓鉆機和MDL-200氣動潛孔錘鉆機。HZ-130小型回轉鉆機適用于覆蓋層及風化層鉆進，MDL-200氣動潛孔錘鉆機適用于基巖鉆進。由于灌溉機井數(shù)量較多，孔深較淺，配備3臺套HZ-130小型回轉鉆機、1臺套MDL-200氣動潛孔錘鉆機。小型回轉鉆機優(yōu)點小巧移動方便快捷，主要鉆進覆蓋層及安裝井壁管；氣動潛孔錘鉆機優(yōu)點鉆進快效率高，主要鉆進基巖及洗井。兩種鉆機有序配合、流水作業(yè)，從而縮短工期、提高效益。

2.井壁保護管選用

井壁保護管選用厚6mm、直徑275mm螺旋鋼管。

3.施工準備工作

（1）井場布置：在已經(jīng)確定的井位上，以確保施工安全、方便、有序為原則，根據(jù)施工場地的大小和各種機械設備的使用要求來合理布置。

（2）泥漿循環(huán)系統(tǒng)：包括沉淀池、循環(huán)溝及泥漿池。

（3）井場基礎處理：井場地基必須按設備安全使用要求進行修筑及加固，基礎必須平整、堅實、牢固，具有足夠的地基承載力。

4.鉆機安裝

（1）鉆機機架與機臺連接應平穩(wěn)、牢固，保證施工過程中鉆機的穩(wěn)定性。

（2）鉆機天車中心、轉盤中心、井位中心應在同一垂直線上，鉆機安裝必須保持機身水平。

（3）輪式移動鉆機安裝定位和工作狀態(tài)下，輪胎應離開地面并不得轉動，嚴禁使用輪胎支撐鉆機工作。

（4）鉆機繃繩應對稱安置，繃繩地錨應埋設牢固，并用緊繩器拉緊，繃繩與地面夾角應小于45°。嚴禁將廢舊鋼絲繩用作繃繩。

（5）鉆機工作前，詳細檢查使用的電氣設備及鉆機機身接地，鉆機設備的傳動系統(tǒng)和運轉部位必須安置防護罩或防護欄桿。

5.覆蓋層鉆進

HZ-130小型回轉鉆機進場安裝就位，采用正循環(huán)鉆進法，在覆蓋層中鉆進采用直徑500鉆具泥漿護壁鉆進，泥漿稀稠度應適中，保持泥漿帶出井內顆粒，井底無沉渣，待鉆至基巖巖面時更換直徑273巖芯管鉆具，更換鉆具后鉆進0.6m左右，提取出巖芯，若巖芯不完整，繼續(xù)鉆進至取出完整巖芯，取出完整巖芯后測量井深。

6.井壁管安裝

井壁管用氣割割出進水道，井壁管采用直接吊裝下管法將井壁鋼套管下至鉆進的井底，井壁管管口采用電焊連接，井口固定牢靠保持井壁管垂直與井底。固定井壁管后，四周均勻填入1～2cm碎石礫料過濾層，礫料填至離井口2m處。將井內的泥漿換洗成清水，礫料頂部至地平面用黏土回填密實。此時HZ-130小型回轉鉆機撤離現(xiàn)場。

7.基巖鉆進

井壁管安裝完成后，MDL-200氣動潛孔錘鉆機進場安裝就位安裝合格，采用直徑230氣錘鉆進，開始慢速鉆進，避免氣錘碰井壁管，基巖鉆進5m后鉆進速度控制在中速度，鉆進速度不能過快，鉆進速度過快容易造成井壁粗糙不圓滑，特別鉆至基巖破碎帶或巖溶地層降低鉆進速度，鉆至井深后停止鉆進，繼續(xù)沖洗井，待井內出清水且水中無雜質，起到洗井目的。

三、洗井工藝

洗井增水處理技術是提高成井率、增加出水量的重要措施，是成井工藝的進一步深化。洗井能疏通及擴大原有的裂隙，產生新裂隙、連通含水層，從而有效地擴大進水通道。洗井清除井壁及含水層中的堵塞物、泥皮，恢復含水層的滲透性和空隙率，從而增加水量。

傳統(tǒng)洗井方法采用空壓機洗井，氣動潛孔錘鉆機成井后繼續(xù)沖洗，達到洗井作用。再用活塞洗井法，進行井壁清洗，活塞洗井法的原理是用活塞在井內上下運動，反復造成瞬時井內局部負壓和猛烈的水力沖擊，破壞井壁殘留泥皮，抽吸出井壁管外礫石層及含水層的稠泥漿和基巖裂隙中的細巖粉，最終達到洗井目的。活塞洗井法是長期鉆井過程中經(jīng)驗總結，簡單經(jīng)濟實用，效果良好。活塞采用鐵制活塞，兩塊園鋼板夾膠皮，活塞膠皮最好選用煤礦輸送帶，采用鉆桿連接方式，通過鉆機提升，膠皮外徑應大于管內直徑3～8mm，活塞園鋼板直徑小于井孔內徑。

四、成井抽水試驗及深井潛水電泵配套

1.成井抽水試驗

洗井完成后，在井內安裝深井潛水電泵抽水，抽水時觀測井內水位，待水位穩(wěn)定后，記錄穩(wěn)定水位數(shù)值，這叫井內動水位，并測量井內涌水量，提出深井潛水電泵，抽水試驗完成。抽水試驗使用深井潛水電泵額定值相對大于井內涌水量，不能過大或過小。

2.深井潛水電泵配套

根據(jù)抽水試驗測量井內動水位、靜水位、涌水量、輸水管道長度來選擇深井潛水電泵規(guī)格型號。

3.報廢機井處理

成井后通過抽水試驗，若發(fā)現(xiàn)機井涌水量較小，沒有使用價值，要將該機井報廢并用黏土封填。

五、機井使用管理措施

在深井潛水電泵控制系統(tǒng)配套安裝灌溉射頻器，灌溉射頻器是由射頻卡機井灌溉控制箱、機井收費管理機以及用戶卡構成，既可以按電量收費，也可按水量或時間收費，一機多卡，農戶刷卡澆地，控制器只認卡不認人，系統(tǒng)成功解決了機井在農田灌溉中存在的電費、水費計量不準、拖欠及人為浪費嚴重的現(xiàn)象。只需一卡就行，一人就能灌溉土地了。灌溉射頻器不僅工作性能可靠，使用操作簡便，計量計費準確，造價低，適合農田灌溉野外安裝。灌溉射頻器是節(jié)水灌溉好幫手。

六、安全管理

（1）用電安全：每班前必須檢查電纜破損、機械漏電接地情況。

（2）機械安全：每班前必須檢查鉆機支撐穩(wěn)固、風纜繩牢固。施工中禁止機械超負荷運行，違反機械操作規(guī)程施工。

（3）人身安全：每班前對施工人員必須進行安全交底，施工人員進場必須佩帶安全帽及其他安全防護物品。

（4）道路安全：野外施工禁止把施工物品擺放在田間小路上。

（5）燃油安全：燃油集中存放由專人管理，遠離辦公區(qū)域，配備滅火設備。

七、結語

水利是農業(yè)的命脈，在缺少河流明水灌溉的丘陵地區(qū)，通過機井提供水源，配套節(jié)水灌溉設施，對于提高農作物的產量、保證廣大農民的生活質量有著重要的意義。本文通過多年的水井施工工藝的實踐，對增加成井率及涌水量做了總結，希望可為類似工程施工提供參考