粉土地层成井的工艺措施

刘功平

1 问题的提出

甲火车站和乙火车站相距10 km，均位于黄土台原地区，地下水主要来源于粉土地层，含水层颗粒极细，透水性差，属于贫水区。两个火车站原有浅井抽出的水含砂、含泥量严重超标，无法正常使用，职工吃水非常困难。为此，上级单位决定为两个火车站各打一口深水井，彻底解决吃水问题。该工程由西北综合勘察设计研究院负责施工。

首先在甲火车站打第一口井。由于缺乏极细颗粒地层成井的经验，采取了中粗砂地层成井的工艺措施，成井后，采用了多种洗井方法，持续进行了 20多天，出水含砂量仍严重超标，无法交工。

在迫不得已的情况下，采取了在原φ325mm井管内套入φ219mm钢管，增加一层过滤层的方法，才达到了要求。这样，不但工期拖延，而且造成较大的经济损失。有了这个经验教训，我们在乙火车站施工时，采取了适当的工艺措施，解决了这个难题，只用了 18d时间成功地完成了第二口井。

2 工程概况

乙火车站供水管井设计井深 120 m，井管采用φ325 mm钢管，缠丝滤水管，填砾过滤器。合同要求出水量不低于10 t/h;含砂量小于 1/200 000。

地层情况:0m～40m为黄土含钙质结核;40 m～70m为粉质粘土、含钙质结核薄层;70m～120m主要是粉土，也是主要含水层。

该地层钻进速度快，孔壁稳定，可采用清水钻进。

3 成井工艺措施

1)增大钻孔直径:按照规范要求 φ325 mm钢管的井径达到550mm～600mm即可。针对本地层，为了增大过滤层的厚度，开终孔直径一致，增加到700mm。

2)采用二次成孔法:一开 580mm，采用带扶正圈的三翼钻头钻进。钻机安装时确保钻头中心、转盘中心、水龙头中心在一条垂线上，开孔时要扶正水龙头，钻进时采用低钻压、中转速、大泵量的钻进参数。二开扩孔时一定要慢、要稳，扩孔速度控制在3.0m/h，确保井孔垂直度。

3)采用清水钻进，要及时排浆，减少钻进阻力。下管时，泥浆密度换至1.10，下管后，再换至1.05，方能填砾。

4)滤水管加工要求在打眼完成后包上 80目尼龙网，再缠丝，缠丝间隙为0.5mm。下管时，再包上粽皮，共设置两道保护层。

5)下管时，每根滤水管都要加扶正木，每道扶正加 4块扶正木，上下一致，绑扎结实，外径达到620mm，确保井管居中，形成均匀的过滤层。

6)填砾选用霸河含泥量极少的粗砂，现场经过两次过筛，去掉过大的和过小的，使粒径均匀。填砾规格是一个非常重要的参数，它是能否挡住地层来砂的关键所在。第一口井，选用了φ2mm～φ3mm的泾河砾石，规格偏大，套管填的是φ1 mm～φ2mm的沣河砾石，效果仍不十分理想。霸河粗砂的粒径在0.5mm～1mm之间，是以前打井从未用过的最细的砾料，实践证明，该砾料是非常适用于粉土地层的。

7)采用动水填砾，从四周缓慢填入，随填随测，以防棚住。该井共填入 40m3滤料，与理论计算相差无几。

4 成井效果

该井从开钻到抽水结束只用了 18 d，而第一口井用了 60多天。洗井时，只用了十几个小时水就变清，又经过 3 d时间的反复抽洗，完全达到稳定。

最后，抽水试验测到静水位35.0 m，水位下降15.0m时，稳定出水量达到 10 t/h。水质经化验，各项指标均符合国家饮用水标准，含砂量小于1/200 000。

该井的主要技术指标均符合合同及规范要求，顺利通过验收。

5 结语

在颗粒极细的粉土含水层中取水时，采用扩大孔径，滤水管包网包粽，选用粗砂滤料，确保井孔垂直，井管居中等综合工艺措施，才能取得满意的效果。但是，滤料的砾径过小，又要包网包粽，对井的出水量有一定的影响。

[1] GB 50296-99，供水管井技术规范[S].

[2] 刘功平.芝阳、英山火车站供水管井成井技术报告[R]. 2005.