CN107869146A - 一种用反循环钻机施工降水井的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用反循环钻机施工降水井的方法。其技术方案要点是该施工方法包括以下施工步骤：钻机就位，钻孔，孔内添加锯末，继续钻进，钻井完成，下放井管，填滤料，洗井，安装水泵及管路系统，抽水试验。用该方法能在降水井钻进过程中，井内漏水严重时，加入锯末及时堵漏，使孔内水位回升，满足继续钻进要求；洗井时长可缩短一半以上；减小了对降水井出水量的影响，综合提高了降水井的施工效率和成井质量。

Description

一种用反循环钻机施工降水井的方法

技术领域

本发明涉及基坑降水工程领域，特别涉及一种降水井的施工方法。

背景技术

降水井是为降低地下水位打的井，在井内放入水泵抽取地下水，降低地下水的水位，以方便基坑的开挖。

目前，降水井常用施工方法为反循环钻机成孔，施工工艺如下：钻机就位——造浆——钻孔——成孔——下井管——填滤料——洗井——安装水泵及管路——试抽——正式抽水。

反循环钻机工作原理是：首先在孔内注入一定深度的水，在钻头作用下，孔中土和水混合为泥浆，泥浆在泥浆泵的抽力作用下经空心钻杆、胶管进入泥浆泵，再从泵的闸阀排出流入泥浆池中，然后泥浆经沉淀后再流向孔井内。

钻孔过程中，反循环钻机钻至砂卵石等渗水地层时，会出现严重漏水情况，孔内水和泥浆快速渗至孔外渗水地层中，造成孔内缺水，无法满足反循环工作要求。处理该问题的常规方法是向孔内添加红土，将红土与水充分搅拌成为稠浆液后，灌入井内。红土渗入周围渗水地层中，并在井壁粘聚形成泥皮，从而减低井内水渗入周围渗水层的速度。但此办法使红土随水流不断进入渗水地层，而洗井时只能将泥皮洗掉，洗井设备无法对周围渗水层内的红土产生清洗效果。降水井正式抽水时，由于渗水层内的红土反向阻碍了周围地层中的水向井内汇聚，大大减弱了降水井的集水能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种用反循环钻机施工降水井的方法，该方法既能解决钻孔至渗水层时井内水向周围渗水层外流而无法钻进的问题，又不会造成因渗水层被堵塞，降水井的集水能力减弱的情况。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用反循环钻机施工降水井的方法，包括以下施工步骤：

步骤a、钻机就位:反循环钻机移至设计降水井位置，钻头对准井口；

步骤b、钻孔：采用回转钻机开始钻孔，并向孔内加水，钻进过程中确保孔内水位一直位于井口附近，以便及时观察到孔内水是否饱和；

步骤c、孔内添加锯末：当孔内水位短时间内急剧下降时，立即向孔内添加锯末并加快向孔内加水，当孔内水位不断回升至井口附近并保持稳定后，停止锯末添加；

步骤d、继续钻进；

步骤e、钻井完成：钻至设计深度后，拨出钻头，钻机移位；

步骤f、下放井管:用吊装设备向井内吊放井管，按设计深度完成安装；

步骤g、填滤料:适当稀释井内泥浆，然后在井管周围灌填滤料；

步骤h、洗井:用压缩空气洗井法进行洗井，井底沉渣和井壁泥皮被高压气流冲散与水混合形成泥浆后排出井外；

步骤i、安装水泵及管路系统：在井内安装潜水泵、井口安装排水管将多个降水井连接汇入总排水管道，最终与市政排水管网相连；

步骤j、抽水试验：对井管进行单井抽水试验，验证出水量是否与设计符合。

通过采用上述技术方案，当降水井内漏水严重时，加入锯末，可以及时堵漏，使孔内水位回升，满足继续钻进要求；采用锯末堵漏，洗井更容易，洗井时长可缩短一半以上；减小了对降水井出水量的影响，综合提高了降水井的施工效率和成井质量。

作为优选地，在步骤b的钻孔过程中，根据钻杆长度或用吊绳观测井深，并与设计地层资料对比，当钻进深度接近渗水地层时，加强对井内水位的观察。

通过采用上述技术方案，在钻进深度接近渗水地层时，加强观察，可以提前做好添加锯末的准备，及时观察到井内水位变化，减少因孔内水位降至孔底，上部孔壁失去水压保护而坍塌的事故发生。

作为优选地，在步骤b的钻孔过程中采集土样，核对土层的颗粒组成和渗水层分布位置。

通过采用上述技术方案，可及时发现地层变化，更准确地推测渗水层出现的位置，提前做好添加锯末的准备。

作为优选地，步骤c中，向孔内添加锯末之前，先用水浸泡锯末。

通过采用上述技术方案，锯末密度提高，在加入井内后可以马上沉入孔底渗漏位置进行堵漏，减少因锯末干燥，部分漂浮在水面而引起的堵漏不及时情况的发生；此外，锯末被水浸泡后，不易产生扬尘，更加环保。

作为优选地，锯末为片状，径向最大长度为2~4mm。

通过采用上述技术方案，锯末可更快到达渗漏位置起到良好堵漏效果。

作为优选地，锯末为粉状，颗粒大小为1~2mm。

通过采用上述技术方案，锯末更易在市场上买到，而且锯末可快速到达渗漏位置起到良好堵漏效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、钻井过程中，当降水井内漏水严重时，加入锯末，可以及时堵漏；相比添加红土前还需将红土与水内充分搅拌制成泥浆而言，添加锯末更快速方便，提高了工作效率；

2、钻井结束后，洗井更容易，洗井时长可缩短一半以上，大大提高了降水井施工效率，节约了工期；

3、因为锯末颗粒比红土大，很难渗入渗水层，所以在降水井抽水时，对井的出水量影响非常小；

4、锯末容易在市场上购买且价格比红土便宜，另外锯末质量轻，方便运输，添加时操作简单；

5、锯末在运输和添加过程中，不易产生扬尘，更加环保，减少了红土扬尘对工人的伤害和对空气的污染。

附图说明

图1是降水井施工工艺流程图；

图2是步骤b工作状态示意图；

图3是步骤c工作状态示意图；

图4是步骤d工作状态示意图。

图中，1、孔内水位；2、井口；3、渗水层；4、锯末；5、漏水位置；6、阻水层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例一：

如图1所示，一种用反循环钻机施工降水井的方法，包括以下施工步骤：

步骤a、钻机就位:将回转钻机安装好后移至井位附近，核对井位，将钻头中心对准管井中心点，调节钻机垂直度，井身要做到以下要求，井径误差≤±20mm，垂直度误差≤1%；

步骤b、钻孔：如图2所示，采用回转钻机开始钻孔，并向孔内加水，钻进过程中确保孔内水位1一直位于井口2附近，方便及时观察到孔内水是否饱和；

为了能及时发现地层变化，在钻孔过程中，根据钻杆长度或用吊绳观测井深，并与设计地层资料对比，当钻进深度接近渗水地层时，加强对井内水位的观察；由于在钻孔过程中，钻杆由多节拼接而成，且每节钻杆长度相同，一般为2m，所以工人可以通过数钻杆节数的方法推测钻进深度，井深为钻杆长度与钻头高度之和；为使钻孔深度测量更准确，工人可用吊锤放入孔底后，对吊锤线长度进行测量，加上钻头长度即为孔深；

为了更准确地推测渗水层出现的位置，提前做好添加锯末的准备，钻孔过程中应该从排浆口采集土样，分析土层的颗粒组成，并与设计地层资料中不同位置的土样描述进行对比，判断渗水层分布位置是否与设计相符；

步骤c、孔内添加锯末：在添加锯末前，将锯末加入水桶中进行搅拌，使锯末得到充分浸泡，密度增加；如图3所示，当钻至渗水层3时，孔内水位1短时间内急剧下降，立即向孔内添加锯末4，并加快向孔内加水，锯末4随着水流沉入水底，到达漏水位置5，在水流推力作用下附着在井壁上，从而阻挡孔内水流向井周围渗水地层的通道；当孔内水位不断回升时暂停锯末添加，继续观察井内水位变化，当水位重新到达井口附近并保持稳定后，停止锯末添加；锯末为片状，径向最大长度为2~4mm，优选为3mm；

步骤d、继续钻进：如图4所示，启动回转钻机和泥浆泵，继续钻进；钻进过程中，井中锯末4向渗水层3的漏水位置聚集，形成阻水层6，使井中水位1能够保持位于井口2附近，确保了钻进的正常进行；

步骤e、钻井完成：钻至设计深度后，向孔内放入测孔深的吊绳，拔出后进行测量，检查井深是否符合设计要求；拨出钻头，钻机移位；

步骤f、下放井管:井管采用水泥砾石滤水管，每节长1.0m，利用汽车吊分节吊放，井管接头处用尼龙网包裹严密，下到设计深度，顶部高出地面50cm，并采取措施加以临时保护；

步骤g、填滤料:适当稀释井内泥浆，然后在井管周围灌填滤料；滤料采用人工沿井孔四周均匀连续填入，滤料填至井口下1m处，其上用粘土回填；滤料采用粒径3-7mm干净石屑，填砾要保证砾石的质量，应以坚实、圆滑的砾石为主，经冲洗、筛选后去除杂质和不合格的成分；填砾时，要随时量砾面的高度，以了解填入的砾料是否有堵塞的现象；为避免砾石堵塞及石料分层，填砾要均匀、连续的进行；

步骤h、洗井: 为了使降水井达到良好的降水效果，滤料填充完成后，应立即洗井；用压缩空气洗井法进行洗井，井底沉渣和井壁泥皮被高压气流冲散与水混合形成泥浆后排出井外；洗井前先用抽筒将孔内的泥浆抽出，然后用空压机向孔内注入高压气流，同时用高压水泵将加压后的水喷向井壁，在高压气水混合作用下，泥砂变为泥浆从排浆管排至井外；冲洗时，要自下而上分段冲洗，至渗水层清洗完成时，洗井结束，提出洗井管；

步骤i、安装水泵及管路系统：安装前检查潜水泵、电缆和接头的绝缘性，配置电路保护开关；将潜水泵吊入降水井中；井口安装排水管，各排水管在基坑边缘汇入总管，经沉淀池沉淀后排入市政排水系统；

步骤j、抽水试验：在井口安装水表，按照抽水试验规范，定时采集抽水量数据，整理后与设计排水量进行对比，验证出水量是否与设计符合。

实施例二：

与实施例一不同之处在于：锯末为粉状，颗粒大小为1~2mm。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种用反循环钻机施工降水井的方法，其特征在于：包括以下施工步骤：

步骤a、钻机就位:反循环钻机移至设计降水井位置，钻头对准井口；

步骤b、钻孔：采用回转钻机开始钻孔，并向孔内加水，钻进过程中确保孔内水位一直位于井口附近，以便及时观察到孔内水是否饱和；

步骤c、孔内添加锯末：当孔内水位短时间内急剧下降时，向孔内添加锯末并加快向孔内加水，当孔内水位不断回升至井口附近并保持稳定后，停止锯末添加；

步骤d、继续钻进；

步骤e、钻井完成：钻至设计深度后，拨出钻头，钻机移位；

步骤f、下放井管:用吊装设备向井内吊放井管，按设计深度完成安装；

步骤g、填滤料:稀释井内泥浆，然后在井管周围灌填滤料；

步骤h、洗井:用压缩空气洗井法进行洗井，井底沉渣和井壁泥皮被高压气流冲散与水混合形成泥浆后排出井外；

步骤i、安装水泵及管路系统：在井内安装潜水泵，在井口安装排水管，将多个降水井连接汇入总排水管道，最终与市政排水管网相连；

步骤j、抽水试验：对井管进行单井抽水试验，验证出水量是否与设计符合。

2.根据权利要求1所述的一种用反循环钻机施工降水井的方法，其特征在于：在步骤b的钻孔过程中，根据钻杆长度或用吊绳观测井深，并与设计地层资料对比，当钻进深度接近渗水地层时，加强对井内水位的观察。

3.根据权利要求1所述的一种用反循环钻机施工降水井的方法，其特征在于：在步骤b的钻孔过程中采集土样，核对土层的颗粒组成和渗水层分布位置。

4.根据权利要求1所述的一种用反循环钻机施工降水井的方法，其特征在于：步骤c中，向孔内添加锯末之前，先用水浸泡锯末。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种用反循环钻机施工降水井的方法，其特征在于：锯末为片状，径向最大长度为2~4mm。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的一种用反循环钻机施工降水井的方法，其特征在于：锯末为粉状，颗粒大小为1~2mm。