吉林省琿春市敬信盆地第四系地層與水文孔成孔工藝探討

1、<p>　　吉林省琿春市敬信盆地第四系地層與水文孔成孔工藝探討</p><p>　　摘要：敬信盆地位于吉林省延邊朝鮮族自治州琿春市南部，盆地內(nèi)廣泛分布第四紀(jì)下更新統(tǒng)Q1；中-上更新統(tǒng)Q2-3；全新統(tǒng)Q4地層。其中中-上更新統(tǒng)Q2-3分布穩(wěn)定、厚度大，主要由灰-青灰色淤泥、淤泥質(zhì)粉砂組成。該層厚度最大50m、平均厚度39.45m。其中淤泥質(zhì)粉砂遇水液化，淤泥孔縮十分嚴(yán)重，該區(qū)以往很多水文地質(zhì)鉆探孔、抽水孔

2、、供水井皆因成孔工藝問(wèn)題造成埋鉆、廢井、廢孔、施工工期延長(zhǎng)等事故 。筆者在該區(qū)工作多年針對(duì)敬信盆地地層松散、孔縮、遇水液化的特性，對(duì)成孔工藝、涌沙埋井問(wèn)題做一下探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：成孔工藝、過(guò)濾器、孔縮 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TP65+2.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　一、盆地地層概況 </b>

3、</p><p>　　敬信盆地位于吉林省延邊朝鮮族自治州琿春市的南部。瀕太平洋地槽褶皺帶、延邊海西期褶皺系的東端，盆地周?chē)怯珊Ｎ髌诨◢弾r組成的低山丘陵。 </p><p>　　盆地內(nèi)第四紀(jì)地層為內(nèi)陸湖沼相。主要由下更新統(tǒng)Q1：由灰-黃色卵石、礫石、含礫粗砂、細(xì)沙等組成。厚度0.4-17m，礫石礫徑2-200mm、最大可達(dá)400mm,亞圓狀、分選差。富水性強(qiáng)，單井涌水量>1000m3

4、/d，水質(zhì)較好，是重要的供水水源方向；中-上更新統(tǒng)Q2-3：主要由灰-青灰色淤泥、淤泥質(zhì)粉砂組成，厚度28.9-50m，富水性弱；全新統(tǒng)Q4：現(xiàn)代風(fēng)成沙堆積、湖沼堆積及坡洪積物等組成，厚度2.7-15m.。 </p><p>　　二、地層條件與成孔工藝分析比較 </p><p>　　盆地內(nèi)第四紀(jì)地層可劃分出上下兩個(gè)主要含水層，1、上部的粉、細(xì)砂；淤泥質(zhì)粉砂潛水含水層；2、底部的卵、礫石、含

5、礫粗砂承壓含水層。二者有一定的水力聯(lián)系。 </p><p>　　中-上更新統(tǒng)Q2-3分布穩(wěn)定、厚度大，主要由淤泥-淤泥質(zhì)粉砂層組成。該層厚度最大50m、平均厚度39.。4、最后洗井、成孔。 </p><p>　　在敬信盆地施工水文地質(zhì)抽水孔時(shí)，我們卻不能采用常規(guī)的傳統(tǒng)施工工藝方法成孔。主要原因是：1、主要供水含水層埋藏深度較大，大約在30-50m之間，賦存于第四紀(jì)地層底部；2、抽水孔或供水

6、井必須揭露和穿過(guò)淤泥、淤泥質(zhì)粉砂層，該層厚度大、粉砂遇水液化、淤泥孔縮，為成孔施工增加了極大的困難；3、在清水及干鉆的條件下護(hù)壁套管很難能按設(shè)計(jì)要求跟進(jìn)至終孔深度，水文地質(zhì)抽水孔套管口徑大Φ325mm-Φ420mm。如若采用多徑多層套管跟入鉆進(jìn)成孔，對(duì)鉆井設(shè)備的回轉(zhuǎn)器的扭力及卷?yè)P(yáng)機(jī)的提升能力要求高，而且工藝復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)大、成本高，不宜采用。 </p><p>　　在煤田勘探中我們常常使用泥漿護(hù)壁，但泥漿不能用于水

7、文地質(zhì)抽水孔施工，1、不符合水文地質(zhì)成孔規(guī)范要求；2、同時(shí)增加洗井難度、延長(zhǎng)洗井時(shí)間、影響抽水質(zhì)量等，亦不宜采用。 </p><p><b>　　三、成孔工藝探討 </b></p><p>　　經(jīng)過(guò)認(rèn)真總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)及結(jié)合多年生產(chǎn)實(shí)踐，我們根據(jù)敬信盆地地層條件及成孔困難的客觀因素， 認(rèn)為在敬信盆地施工水文地質(zhì)抽水孔時(shí)、應(yīng)主要解決兩大問(wèn)題：1、成孔工藝問(wèn)題；2涌沙埋井問(wèn)

8、題。 </p><p>　?。ㄒ唬⒊煽坠に囂接懀?</p><p>　　1、根據(jù)敬信盆地第四系上部中-上更新統(tǒng)Q2-3地層淤泥孔縮、淤泥質(zhì)粉砂遇水液化的特征。打破傳統(tǒng)的單一成孔工藝方法，大膽的使用泥漿及套管護(hù)壁相結(jié)合的工藝方法；2、在接近主要含水層頂板時(shí)停止使用泥漿，此時(shí)護(hù)壁套管作為止水、阻涌砂封閉止水器不再起拔，有效地阻止了粉、細(xì)沙涌進(jìn)井內(nèi)；3、進(jìn)入主要含水層、段時(shí)采用無(wú)水鉆進(jìn)（干鉆）

9、至終孔；4、成孔后先下入井管及過(guò)濾器，過(guò)濾器采用圓孔加肋包網(wǎng)式全部沒(méi)入含水層中，形成完整井；5、紗網(wǎng)目數(shù)、礫石礫徑應(yīng)與井周?chē)貙訋r性相適應(yīng)；6、最后洗井，先填礫后洗井能夠較好的防止粉、細(xì)沙涌進(jìn)井內(nèi)。 </p><p>　　關(guān)于水文地質(zhì)抽水孔施工時(shí)地層的劃分：在抽水孔原址先施工小孔徑鉆孔，采用干鉆取芯、泥漿護(hù)壁；鉆進(jìn)時(shí)停止泥漿循環(huán)、控制鉆程，每次不超過(guò)1m，巖芯采取率80%以上。反復(fù)交替鉆進(jìn)施工、準(zhǔn)確劃分地層巖性；

10、至終孔深度后、再擴(kuò)孔成孔。 </p><p>　　擴(kuò)孔成孔時(shí)的泥漿使用：通常使用膨潤(rùn)土及黃粘土。黃粘土相對(duì)實(shí)用，來(lái)源廣使用性能較好成本小，操作方便，在施工中不用添加化學(xué)泥漿。 </p><p>　　（二）、涌沙埋井及解決方法： </p><p>　　在敬信盆地施工水文地質(zhì)抽水孔及供水井，成孔質(zhì)量是主要問(wèn)題。以往的抽水試驗(yàn)孔及水源井，有很多廢孔、廢井。有的是剛成孔就出

11、現(xiàn)了涌砂埋井，有的在使用一至二年后生。廢孔、廢井的主要原因就是井壁外粉、細(xì)沙涌入井內(nèi)埋沒(méi)了供水含水層。然而造成含水層埋沒(méi)的主要原因，就是成孔工藝的細(xì)節(jié)問(wèn)題。 1、封閉止水沒(méi)有做好；2、過(guò)濾器的類(lèi)型、紗網(wǎng)的目數(shù)選擇不合理；3、礫石的礫徑大小與井周?chē)貙硬幌噙m。4、礫石的填入量小，只是采用了理論上的計(jì)算量，實(shí)際應(yīng)遠(yuǎn)大于理論計(jì)算量。 </p><p>　　解決方法：在實(shí)際生產(chǎn)中上部護(hù)壁套管可采用鐵質(zhì)卷管不再拔出，直接作

12、為止水、阻砂封閉止水器永久存在。下入過(guò)濾器、填入礫料后，在含水層頂板之上3-5m處過(guò)濾器外填入1:1的水泥砂漿再次進(jìn)行封閉止水。過(guò)濾器的類(lèi)型可選擇圓孔加肋纏絲或加肋纏絲包網(wǎng)過(guò)濾器，紗網(wǎng)的目數(shù)盡可能的選擇大目數(shù)的網(wǎng)布，26-36目數(shù)為好；礫石的選擇應(yīng)嚴(yán)格的按照含水層、組的顆粒級(jí)配組分情況以及地層條件，分層、分礫級(jí)投入。先投入d70-90的8-10倍礫料埋沒(méi)含水層2/3以上，然后再于含水層的上部投入d50-60的8-10倍礫料高出含水層頂板

13、3-5m；礫石的實(shí)際投入量要大于理論上的計(jì)算量，這是因?yàn)樵谙淳俺樗畷r(shí)，在地下水水動(dòng)力的作用下含水層上部的粉、細(xì)砂具有液化現(xiàn)象，隨同地下水的流動(dòng)大量涌入井內(nèi)，造成礫料下沉密實(shí)量大。洗井時(shí)可采用大流量、大揚(yáng)程的水泵，間歇式抽水洗井，同時(shí)配合活塞洗井或采用空壓機(jī)洗井。洗井后在重新做封閉止水。 </p><p><b>　　四、結(jié)論 </b></p><p>　　敬信盆地第

14、四紀(jì)地層為內(nèi)陸湖沼相，地表沼澤、湖泊、河流密布，但該區(qū)飲用水缺乏。其主要供水含水層埋藏深度大，含水層頂板為淤泥、淤泥質(zhì)粉砂層，孔縮、遇水液化嚴(yán)重。在這樣的地層條件下進(jìn)行水文地質(zhì)抽水孔及供水井的施工，成孔工藝是主要問(wèn)題。認(rèn)真總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)、結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，辯證的看待問(wèn)題、才能找到解決問(wèn)題的途徑。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　1、