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題造成埋鉆、廢井、廢孔、施工工期延長等事故 。筆者在該區(qū)工作多年針對敬信盆地地層松散、孔縮、遇水液化的特性，對成孔工藝、涌沙埋井問題做一下探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：成孔工藝、過濾器、孔縮 </p><p>　　中圖分類號：TP65+2.1文獻標識碼： 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，盆地周圍是由海西期花崗巖組成的低山丘陵。 </p><p>　　盆地內(nèi)第四紀地層為內(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、細沙等組成。厚度0.4-17m，礫石礫徑2-200mm、最大可達400mm,亞圓狀、分選差。富水性強，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)第四紀地層可劃分出上下兩個主要含水層，1、上部的粉、細砂；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，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，賦存于第四紀地層底部；2、抽水孔或供水

6、井必須揭露和穿過淤泥、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壁套管很難能按設(shè)計要求跟進至終孔深度，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成孔，對鉆井設(shè)備的回轉(zhuǎn)器的扭力及卷揚機的提升能力要求高，而且工藝復雜、勞動強大、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、同時增加洗井難度、延長洗井時間、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)過認真總結(jié)前人的經(jīng)驗及結(jié)合多年生產(chǎn)實踐，我們根據(jù)敬信盆地地層條件及成孔困難的客觀因素， 認為在敬信盆地施工水文地質(zhì)抽水孔時、應(yīng)主要解決兩大問題：1、成孔工藝問題；2涌沙埋井問

8、題。 </p><p>　?。ㄒ唬?、成孔工藝探討： </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壁相結(jié)合的工藝方法；2、在接近主要含水層頂板時停止使用泥漿，此時護壁套管作為止水、阻涌砂封閉止水器不再起拔，有效地阻止了粉、細沙涌進井內(nèi)；3、進入主要含水層、段時采用無水鉆進（干鉆）

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

10、至終孔深度后、再擴孔成孔。 </p><p>　　擴孔成孔時的泥漿使用：通常使用膨潤土及黃粘土。黃粘土相對實用，來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泥漿。 </p><p>　?。ǘ⒂可陈窬敖鉀Q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)量是主要問題。以往的抽水試驗孔及水源井，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、細沙涌入井內(nèi)埋沒了供水含水層。然而造成含水層埋沒的主要原因，就是成孔工藝的細節(jié)問題。 1、封閉止水沒有做好；2、過濾器的類型、紗網(wǎng)的目數(shù)選擇不合理；3、礫石的礫徑大小與井周圍地層不相適。4、礫石的填入量小，只是采用了理論上的計算量，實際應(yīng)遠大于理論計算量。 </p><p>　　解決方法：在實際生產(chǎn)中上部護壁套管可采用鐵質(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。下入過濾器、填入礫料后，在含水層頂板之上3-5m處過濾器外填入1:1的水泥砂漿再次進行封閉止水。過濾器的類型可選擇圓孔加肋纏絲或加肋纏絲包網(wǎng)過濾器，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)嚴格的按照含水層、組的顆粒級配組分情況以及地層條件，分層、分礫級投入。先投入d70-90的8-10倍礫料埋沒含水層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；礫石的實際投入量要大于理論上的計算量，這是因為在洗井及抽水時，在地下水水動力的作用下含水層上部的粉、細砂具有液化現(xiàn)象，隨同地下水的流動大量涌入井內(nèi)，造成礫料下沉密實量大。洗井時可采用大流量、大揚程的水泵，間歇式抽水洗井，同時配合活塞洗井或采用空壓機洗井。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、遇水液化嚴重。在這樣的地層條件下進行水文地質(zhì)抽水孔及供水井的施工，成孔工藝是主要問題。認真總結(jié)前人的經(jīng)驗、結(jié)合生產(chǎn)實際，辯證的看待問題、才能找到解決問題的途徑。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　1、