□梁啟震(虞城縣江河水利建筑工程有限公司)
農(nóng)用機井反循環(huán)工藝施工的程序通常有:機井定位→鉆機定位→泥漿配制→機井成孔→清孔→井管安裝→礫料回填→井管外封閉→洗井。
根據(jù)地質(zhì)物探提供的測量基準點(線)為基準,按國家測繪和工程施工精度要求,測繪用于工程施工的控制網(wǎng)定出井位點,用直徑25mm鋼釬打孔1m深,灌注白灰或煤粉,以確保井位準確,避免施工損壞井位,定位尺寸允許偏差≤10mm,由于上部土壤較軟,開始施工前應(yīng)先在井位點安置護筒深度≥2m以防坍塌。
鉆機定位后必須平整穩(wěn)固,確保在施工中不發(fā)生傾斜、移動,同時調(diào)整鉆機垂直度,垂直度運行偏差≤0.50%,鉆尖應(yīng)對準井位中心,其水平位置允許偏差20mm,將高程引到可靠便于施工和檢查的位置處,并經(jīng)有關(guān)技術(shù)人員復核后方可開鉆。
泥漿配制1.02~1.08kg/cm3,粘度18~22S。含砂率≤4%,并根據(jù)地層情況控制掌握,必要時適當摻合膨潤土,以保護孔壁。
施工過程中控制塔架始終要保持垂直度,第一根鉆桿鉆進時要特別注意,因此時鉆具重心高,送漿管偏心受力,鉆具易晃動;根據(jù)井徑、孔深、鉆頭種類鉆速、泵的揚程和土質(zhì)情況,掌握進尺度,做好鉆孔記錄并繪制鉆孔柱狀圖。選擇合適的重型鉆頭或安裝穩(wěn)定器及導向裝置,以減少鉆頭、鉆桿擺動問題和因土質(zhì)不均勻引起偏水現(xiàn)象;檢查鉆桿的垂直度,允許偏差一般應(yīng)≤0.50%,應(yīng)經(jīng)常檢查超過此偏差值時及時糾偏。成孔后孔斜度應(yīng)≤2°,孔位偏差應(yīng)<1/6孔徑,孔徑偏差不小于設(shè)計孔徑20mm。
如有停鉆期間,應(yīng)將鉆具提至安全孔段位置并定時循環(huán)或攪動孔內(nèi)泥漿;泥漿漏失必須隨時補充;如孔內(nèi)發(fā)生故障,應(yīng)視具體情況調(diào)整泥漿指標或提出鉆具。
用優(yōu)質(zhì)泥漿清孔,待吸出泥漿比重<1.08g/cm3,砂率<4%時,即可得終孔深度,終孔垂直度運行偏差≤0.50%,用經(jīng)緯儀從兩個方向檢查鉆桿垂直度,即可得終孔垂直度。
一般采用鋼絲繩托盤下管法。下管時采用4根兜底繩,分別纏繞于絞車上,在其另一端編好鋼絲繩套,分別從托盤的4個穿繩孔插入,使4個繩套同心重疊對準托盤的鉆釘孔。將銷釘表面涂上黃油,插入銷釘孔,銷往4根兜底繩,銷釘要伸到穿繩以下15cm左右,把銷好兜底繩的托盤放在預先安置在孔口上的墊板上,即可開始安裝井管。
安裝井管時,先將托盤上沿涂上灰砂瀝青,而后使井管垂直插入托盤的插口,在接口處纏3~4圈塑料薄膜,用6~8根竹蔑均勻地圍在接頭處,使井管與托盤連接牢固,將中心繩放松8~10m,盤旋塞進井管內(nèi),以防意外抽動中心繩拔出銷釘,起吊托和沉淀管,待兜底繩吃力后,將墊板抽樣徐徐下降,把托盤和第一根井管送入鉆孔內(nèi),至井管上口超出臺1m左右,停止下降,即開始安裝第二根井管,每下深3~5m必須安裝井管扶正器,以防井管彎曲確保井管在井孔正中心,如此往復,直至井管下完,托盤下到孔底,井管安裝完畢,校核無誤后,將管身固定,不使搖擺,然后將兜底繩放松,即可起拔中心繩,銷釘拔出后,再用絞車拔兜底繩,兜底繩拔出后即可回填礫料。
填礫是管井建造的一個重要環(huán)節(jié),填礫規(guī)格嚴格按照《機井技術(shù)規(guī)范》SL256-2000進行施工,中粗砂含水層、填礫厚度≥100mm,細砂以下含水層,厚度≥150mm,濾料選用磨圓度好的硅質(zhì)礫石,以圓形卵石或砂料為宜,質(zhì)地堅硬,不含化學成分,經(jīng)過嚴格篩分,合格率>90%,不得含土過多,或含有其他雜質(zhì),回填時要連續(xù)均勻。
根據(jù)鉆孔記錄,確定各含水層高程,有二個以上含水層時,應(yīng)將兩個含水層之間的隔水層分為二段,下段為隔水層厚度的4/5,填入與下部含水量相應(yīng)的規(guī)格礫石,上段為1/5,填入上部含水層相應(yīng)的規(guī)定礫石。
進行井管外封閉前按照井的柱狀圖將所需的粘土球及粘土數(shù)量、計劃填入深度計算妥當,并準備一定余量。填入方法與填入礫石相同,應(yīng)注意防止因粘土球填入井孔受壓縮致使填入的礫石錯位,一般填入粘土球的數(shù)量應(yīng)比封閉層實際需要的各填25%左右,粘土球直徑為25mm呈圓形,用優(yōu)質(zhì)粘土制成,粘土球在泥漿中溶化時間應(yīng)進行試驗,根據(jù)試驗結(jié)果,確定粘土球濕度。按照井柱狀圖,將最下含水層礫石填入,再用25mm左右半干狀態(tài)粘土球徐徐填入,填至計劃位置,依次類推,進行井管外封閉。
井管安裝完畢后,采用機動固定式壓力空氣壓縮機對管井中的泥土、細砂、泥漿等全部清洗,直至清洗無渾水泥沙為止,確保機井達到設(shè)計出水量,清洗完成后含砂量中、細砂含量≤1/20000,粗砂、礫石、卵石≤1/50000。
鉆機施工時應(yīng)注意檢查鉆桿的垂直度,發(fā)現(xiàn)問題及時糾正,糾正辦法可將鉆提升開始偏斜處慢進削正。注意鉆機操作是否正常,倘有異動、搖晃困難,可能是鉆頭遇到不均勻的土質(zhì),邊軟邊硬,碰撞搖動所致。這樣同樣要放慢速度,使鉆機有充分時間削去硬土然后再正常鉆進。
注意泥塊影響鉆頭。如轉(zhuǎn)速高,鉆進快,泥漿比重大,削出泥塊未成漿,產(chǎn)生阻力大,就有可能使鉆機超負荷而損壞,或抽水齒輪磨損,鉆管折斷等危險,發(fā)現(xiàn)時應(yīng)立即調(diào)整泥漿比重。
發(fā)現(xiàn)輕微坍孔現(xiàn)象時,應(yīng)立即提起鉆頭,調(diào)整泥漿比重和孔內(nèi)水頭,如嚴重坍方或遇砂類土層,應(yīng)投入粘土重新再鉆,并注意勿觸撞孔壁,坍壁與鉆進速度和土質(zhì)有關(guān),如土質(zhì)好,鉆進速度快,時間短則一般很少坍孔,故施工過程中,應(yīng)靈活掌握鉆進的速度。