浅谈农村安全饮水供水管井工程施工方案

□周兴新

一、施工程序

供水管井施工顺序为：管井定位→埋置护孔管→钻孔→电测含水层排管→安装井管→回填滤料及管外封闭→洗井→抽水试验→水质分析→成井。

二、管井定位、埋置护孔管及钻机安装

管井定位应尽量远离污染源，选择场地开阔、排水方便、交通方便的地方。按照施工图纸进行管井定位，安装钻机前，应将钻机的基础平好、夯实，当遇有软硬不均的情况，应当进行处理。在地势低洼、易受雨水冲灌的村庄施工，应修筑钻井基台。安装护孔管，下入护孔管的口径、深度，根据岩层的个体情况和井孔的开孔尺度而定。护孔管的内径一般比井的开孔钻头大50～100mm，其下入深度应在不透水层或潜水位以下1 m ，下入长度一般为2～10 m ，下入护管时应尽量减少岩层与护孔管的间隙，应该用粘土球填好夯实。

钻机定位必须平整稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动，同时调整钻机垂直度，垂直度支行偏差≤0.5% ，钻尖应对准井位中心，其水平位置允许偏差20 mm ，将高程引到可靠便于施工和检查的位置处，并经监理复核后方可开钻。安装钻机、泥浆泵、电机、抽泥机等，各种机械设备必须安装得水平、周正、牢固。设备安装完毕，要检查钻孔、中心、开车，使三者在一条垂直线上。认真搞好各种安全措施，机器运转部分安装防护罩，皮带传动部分要设安全罩或防护拉杆，雷雨季节施工要安装避雷针，电动机等设备的外壳应接地线。

三 、钻井和岩性鉴别

供水管井在钻井过程中，泥浆护壁，随时补充泥浆，调整泥浆比重，根据工程地质情况，在粘土和亚粘土中成孔，加清水使清水和孔中钻头削下来的颗粒混成泥浆，自造泥浆护壁，排渣泥浆的比重控制在1.1～1.2 g/cm3；在易塌的砂土和较厚的夹砂层中成孔时，设置循环泥浆池，用比重为1.2～1.3 g/cm3泥浆护壁。现场备有泥浆性能测定计，随时检测泥浆质量指标，初期台班至少检测一次并作记录，检测时应同时测定泥浆性能，以保证孔内泥浆质量符合要求。

四、成孔和清孔

整个成孔过程采用反循环工艺，控制钻架垂直度，第一根钻杆钻进时一定要注意，因此时钻具重心高，送浆管偏心受力，钻具易晃动；根据井径、孔深、钻头种类钻速、泵的扬程和土质情况，掌握进尺度，做好钻孔记录，选择合适的重型钻头或安装稳定器及导向装置，以减少钻头、钻杆摆动问题和因土质不均引起偏水现象；检查钻杆的垂直度，允许偏差一般应≤5% ，应经常检查，超过此值时应进行纠偏。在钻井过程中，钻井师傅根据井孔排渣情况，进行初步钻井地质分析，并结合土层记录画出地层柱状图。当达到钻孔设计深度时，进行井内物探电阻测试，掌握其含水层的分布及其颗粒粗细，借以定性预测井的出水量，并为滤水管安装位置提供依据。

用优质泥浆清孔，等吸出泥浆比重<1.08 g/cm3、砂率 < 4%时，即可得终孔深度；终孔垂直度≤100 m的井段，其顶角的偏斜不得超过10；>100 m的井段，每百米顶角偏斜的递增速度不得超过1.50。井段的顶角和方位角不得有突变。用经纬仪从两个方向检查钻杆垂直度，即可得终孔垂直度。

五、井管安装

井管钢丝绳托盘下管法：

下管时用四根兜底绳、钢筋混凝土制或木制托盘，先将4根吊重用的钢丝绳分别缠绕于绞车上，在其另一端编好钢丝绳套，分别从托盘的4个穿绳孔插入，使4个绳套同心重叠对准托盘的销钉孔。将销钉表面涂上黄油，插入销钉孔，销住四根兜底绳。销钉要伸到穿绳的托盘放于预先安置在孔口上的垫板上，即可开始安装井管。安装井管时，先把托盘的上沿涂上灰砂沥青，而后使井管垂直插入托盘的插口，在接口处缠3～4圈塑料薄膜，用6～8根竹篾均匀地围在接头处，如果是木托盘应将竹篾下部穿孔，钉在托盘上，再用8号铅丝于接口上下各绑3～5道，使井管与托盘连接牢固。将中心绳放松8～10 m ，盘旋塞进井管内，以防意外抽动中心绳拔出销钉。起吊托盘和沉淀管，待兜底绳吃力后，将垫板抽掉，再徐徐下降，把托盘和第一根井管送入钻孔内，至井管上口超出基台约1m ，停止下降，即开始安装第二根井管，如此往复，直至将进管下完。托盘下到孔底，井管安装完毕，校正无误后，应将管身固定，使其不摇摆。然后将兜底绳放松，即可起拔中心绳。销钉拔出后，再用绞车拔出兜底绳，兜底绳拔出，即可回填砾料。

六、 填砾与管外封闭

填砾是管井施工中的一个重要环节，填混凝土规格、砾料质量、填砾方法均直接影响井的质量。填砾的质量要求：水利电力部门规定滤料应选用磨圆度好的硅质砾石。因此填砾的质量必须符合下述要求：填砾的形状以近似圆形的卵石或砂粒为宜，不能采用碎石作填砾。填砾质地坚硬，其化学成分在水中不易起化学变化为理想。填入的砾石必须经 过严格筛分，其合格率必须>90% 。填入的砾石不得含土过多或含有其他杂质。在不需要进行分组、分段抽水的管井中使用此法，应在井管口安好防喷导水管。开始时填砾速度不要太快，等孔中有水返出后再加快填砾速度。一般约30 min 投入103砾石。若孔口不返水，说明砾石已超过滤水管的最上端。

七、洗井

下管填砾完成后应及时进行洗井，并立即在井管内加入一定数量的硫偏磷钠溶液以加速固壁泥皮的分解，随后采用空压机或水泵抽水洗井的方法，用抽停结合的脉冲方式，反复交替进行冲洗，直至水清砂净无沉淀时止。洗井结束后，应捞出井内沉淀物并进行抽水试验。

八、抽水试验

为查明抽水降深与流量的关系，判别地下水向井内集流的流态(是层流、紊流、还是混合流)，准确计算含水层的渗透系数，以推求井的最大可能出水量，为钻井最终选用潜水泵型号提供依据。

试验前先进行稳定地下水位观测，用电测水位计施测，观测精度要小于1 cm，观测时间每隔20 min测一次，两小时内变幅≯2cm，且无连续上升或下降时，即可视为稳定。随后进行试验抽水，检查水泵、动力、测试工具的运转情况和工作效果，并实测可能达到的最大降深和相应流量，发现问题应及时解决。试验采用9、6、3m3个降深，按照由大到小的顺序进行。流量采用水表测量，降深采用调节出水口阀门控制。试验过程中应记录井管内动水位和出水量，开始时每隔10、20 min 观测1 次，出现稳定趋势后改为30 min 1次。降深与流量的稳定标准是：动水位的波动值不得>5 cm，流量在无连续增大或减小的情况下，最大流量与最小流量的差值不得超过常见流量的5%。降深与流量同时达到稳定标准后的延续时间≮8h。抽水试验中应取水样进行水质分析。3个降深的抽水试验完成后，当现场绘制的S～Q 曲线关系正常时可结束抽水，立即观测恢复水位。观测时间为1、2、5、7、10、20、30、60、100 min，以后每隔60 min 观测一次，直至稳定。

试验结束后应测量孔深，当沉淀管内沉淀>2 m时，应重新洗井，清除沉淀，必要时取出沉淀样品进行颗料分析。抽水试验结束前，应对抽出的水进行含砂量测定。管井出水的含砂量应<1/20000(体积比)。

九、水样采集与送检

抽水试验结束前，要按设计要求采集水样进行检验。采集水样的容器符合下列要求：容器应选用硬质玻璃瓶或聚乙稀瓶；容器必须洗净。采样时，应用采样水冲洗3次。水样应在抽水设备的出水管口处采集，采集数量宜为2～3L。卫生细菌检验用的水样容器，必须进行灭菌处理，并在保证水样在采集、运送、保存过程中不受污染。水样采集后，应贴上标签置于阴凉处，并及时送交检验。