在打井施工过程中,控制质量与安全需从前期准备、钻进过程、成井工艺、验收检测四大环节入手,结合标准化操作与实时监控,形成全流程管控体系。以下是具体措施:
一、前期准备:准确规划与设备校验
1. 地质勘察与方案设计
地质勘探:通过钻探取样、物探(如电阻率法)确定地层结构、含水层位置及地下水流向,绘制地质剖面图。
水量评估:根据含水层厚度、渗透系数计算理论出水量,结合用水需求设计井深、井径及滤水管长度。
方案审核:组织地质、水利专家评审施工方案,重点核查井位是否避开污染源、地质灾害区(如断层带)。
2. 设备与材料检查
钻机校验:检查钻机功率、转速、扭矩是否匹配地层硬度(如软土用旋转钻,岩石用冲击钻)。
泥浆系统:测试泥浆泵流量、压力,确保泥浆循环顺畅;泥浆池容量需满足单次钻进需求。
井管验收:检查井管材质(如PVC管需符合GB/T 10002.1标准)、壁厚、开孔率及包网完整性。
安全设备:配备防坠器、气体检测仪(防沼气)、应急照明及通讯设备。
3. 现场布置与安全标识
井位定位:使用全站仪准确放样,井口偏差≤5厘米。
场地硬化:钻机作业区铺设钢板或碎石,防止设备下沉。
警示标识:井口周边设置围挡及“危险!禁止靠近”标志,夜间悬挂警示灯。
二、钻进过程:实时监控与动态调整
1. 钻进参数控制
转速与压力:
软土层:转速80-120rpm,压力5-10kN,防止孔壁坍塌。
砂层:转速60-80rpm,压力10-15kN,避免孔径扩大。
岩石层:转速30-50rpm,压力20-30kN,配合冲击器破碎岩层。
泥浆性能:
粘度:软土层18-22s,砂层22-25s,岩石层25-30s(马氏漏斗粘度计)。
pH值:维持在8-10,防止腐蚀井管。
含砂量:≤4%,定期用旋流器清除泥浆中砂粒。
2. 孔内情况监测
岩屑记录:每钻进1米取样记录岩性,对比地质剖面图,及时调整钻进参数。
水位观测:每钻进5米停钻观测水位变化,若水位异常下降可能遇溶洞或断层,需采取注浆封堵。
偏斜检测:使用测斜仪每30米检测孔斜,偏差率≤1%,超限时用纠斜钻具调整。
3. 应急处理预案
塌孔:立即停止钻进,回填粘土球至塌孔段上方1米,待泥浆稳定后重新钻进。
涌水:提升泥浆比重至1.2-1.3,加大排量快速通过涌水层。
卡钻:轻提慢转,配合冲击器震动解卡,严禁强行上提导致钻具断裂。
三、成井工艺:精细操作与质量验收
1. 下管与固井
井管连接:
PVC管采用热熔对接,对接温度260±10℃,压力0.15MPa,保持3分钟。
钢管采用法兰连接,螺栓紧固力矩符合设计要求(如DN200钢管扭矩≥300N·m)。
居中固定:每10米安装一个扶正器,确保井管与孔壁间距均匀(≥5厘米)。
固井材料:
浅井:膨润土浆填充井管与孔壁间隙,密度1.1-1.2g/cm?。
深井:水泥浆(水灰比0.5-0.6)填充,强度≥15MPa(28天养护后检测)。
2. 洗井与抽水试验
洗井方法:
空气压缩机洗井:气压0.7-1.0MPa,冲洗至出水清澈无泥沙。
化学洗井:注入1%-2%盐酸溶液溶解铁锈,再用清水冲洗。
抽水试验:
稳定流试验:连续抽水24小时,每2小时记录水位、水量,绘制降深-流量曲线。
非稳定流试验:抽水1小时后停泵,观测水位恢复速度,计算渗透系数。
3. 井口封闭与防护
井台浇筑:混凝土井台高度≥30厘米,坡度≥5%,防止雨水倒灌。
井盖安装:采用防盗铸铁井盖,承载力≥5吨,与井口缝隙用防水胶密封。
防护栏杆:高度1.2米,立柱间距≤1.5米,横杆两道,底部设挡脚板。
四案例与数据支持
钻进效率提升:某工程通过实时调整钻进参数(转速从100rpm降至80rpm,压力从8kN升至12kN),砂层钻进速度提高30%。
成井质量优化:某深井采用水泥浆固井后,井壁渗漏率从15%降至2%,使用寿命延长至15年以上。
安全管控效果:某施工队实施“一井一预案”管理后,事故率从年均3起降至0起。