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摘要:安徽省阜南县位于淮北地区南部淮河北岸,属于国家扶贫工作重点县。全县整体地貌为由西北向东南方向倾斜,地面高程34m~19m,地面高差达15米左右。地下水埋深也有较大的差异,南部主要以河灌区为主,中北部主要以井灌为主。多年来阜南县农业产业化项目得到了国家重点扶贫项目资金的大力支持,农业生产基础设施建设得到加强,农业生产抗灾能力显著提高。尤其是近年来农水项目和有关支农涉水项目,进一步完善水源工程和田間灌排设施,井灌区高效节水灌溉得到长足发展,对我县农业增产增收发挥了重要作用。但是在井灌工程的管理使用上和施工过程中也暴露出不少弊端和问题,如管井中出水量不足、淤积、井口坍塌、甚至出现施工中还没下滤料井管就失踪了。这些问题如何避免将是我们应该思考和解决的问题。
关键词:新打机井井管;失踪原因
一、项目过程情况
2012年阜南县某支农涉水项目在该县鹿城镇冷庙、张堂、王庄、项集、赵庄等七村实施,规划治理面积17000亩为井灌区。2004年以前该地管井施工记录:一般泥孔深度30~35米,管井内径多为40~50厘米,泥孔内径70~80厘米,多采用水冲式钻井机钻孔,钻井记录反应上层为粘土层厚6~10米;第二层为含水砂礓层厚1~3米;第三层为粉土层厚为2米左右;粉土层下第四层为粘土层厚6~10米;第五层再次进入3~5米含水砂礓层;第六层进入2~10米粘土层(施工记录)。这样的井深在2004年以前就能满足当时30米3/小时的设计流量要求。近年来随着地下静水位的下降,按以前井深30多米浅井的出水量已不能满足设计灌溉面积要求,为达到规划设计的灌溉面积,根据近几年该地零星打井出水量经验,内径40~50厘米管井的成井深度也由过去的30多米浅井加深到50米左右的中深井。正常的管井施工包括钻孔、井管安装、填滤料和管外封闭、洗井和试验抽水、成井验收五个部分。施工单位将前四部分工序分四个作业组流水作业,在进行鹿城镇冷庙村村部东某眼井施工过程中,钻孔组按钻孔程序要求将泥孔按协议要求的钻孔深度钻到计划深度,经过疏孔后,井管安装作业组就进入井管安装工序。井管安装组按照封底、井管对接、接缝胶结处理及接缝外包扎、竹片井箍捆扎、扶正器安放、抽绳等工序完成下管工作。由于当时天色已晚,填滤料和管外封闭作业当晚没有及时下滤料,等到第二天去下滤料时发现昨天安装好的50多节井管失踪了,原因何在?
二、管井规划和经验
管井结构形式设计一般包括井口、井壁管、滤水管、沉淀管和井底盘五部分,这里管井滤水管多采用无砂管。从出水量方面说机井分完整井和不完整井,当机井打穿整个含水层,井盘座落在隔水层内,含水层的水能够透过滤水管进入机井,这样的井叫完整井;若机井没有打穿含水层,当抽水时,整个含水层的水只能部分进入机井,这样的井称为不完整井。2004年以前这里地下静水位相对来说较现在高一般埋深在2米左右,井深30米左右。从钻井记录来看,井盘和底管都座落在井底部的不透水层中,经验是井底部位先放1~2节沉淀管以增井底部位承载力,底管应与井底盘密封不漏沙,然后依次下滤水管,井口以下安装3~4节井壁管,井壁管以下均下滤料,成井多为完整井,井盘就座落在该层粘土中,竹片井箍将井管连成一整体,从钻井记录看有上、中、下三层粘土层将井管固定,底层粘土层未穿透作为持力层支撑着整个井管的重量,所以管井在使用过程中未出现异常现象。根据潜水完整井出水量计算原理,当机井按某一定量从井中抽水后,井中静水位逐渐下降,井内外随之形成水位差,促使水从含层中汇入井内,同时在井周围形成与井轴对称的降落漏斗。当抽水量与汇入量相等时,井中水位便逐渐形成稳定动水位,静水位与动水位差称为抽水降深。从潜水完整井出水量计算公式可以看出在井眼位置(地质条件)和管井内径确定后,抽水降深直接影响管井出水量的大小,要使管井达到某一定流量就必须保证有一定的抽水降深。由于我们地区属暖温带半湿润季风气候,年降水量分配不均匀多集中在6、7、8三个月,表现出涝重于旱,因此前些年在治水上注重除涝工程、设施建设,达到大、中、小沟沟相通,在合理拦蓄地表水入渗补给工程方面相对较弱,出现水来一遍汪洋,水去沟塘沽干的局面,导致该地区地下静水位逐年下降。所以在规划2012年鹿城镇冷庙等七村支农涉水项目的灌区井灌工程时,为了保证管井出水量,就必须保证有一定抽水降深,方法就是成井加深,将浅井改打成中深井。根据当地当年散井钻井成井经验,要保证管井出水量达30~35米3/小时,当地成井井深须在50米左右,所以该项目规划时就由原来成井30米的浅井设计成井深为50米的中深井。
三、事件分析
鹿城镇冷庙等七村支农涉水项目中标施工单位就管井施工采取流水作业模式,按钻孔、井管安装、填滤料和管外封闭、洗井和试验抽水四道工序分四个作业组,在受益村队农民义务质量监督员监督下各自完成自已的作业任务。就冷庙村部东某管井施工而言,钻孔组认为本作业组按分工工序要求在该村农民质量监督员在场情况下将井眼泥孔深度打到协议要求的深度就算完成了本作业组的任务,井管安装组紧接着将50多节井管下到井眼中,本人分析认为井管失踪原因有:1、遇到地下较厚的含水流砂层,钻井时没有穿透砂层,井底盘没有置入非含水层中。2、竹片井箍没按要求捆扎拧紧使井管连成一整体。3、没有及时填滤料,引起井孔坍塌。综合上述原因分析,钻孔时是由农民义务监督员监督,农民监督员本来对打井专业技术知识掌握的就不够多,只根据钻井时下去的钻杆数量及每根钻杆的长度推算出钻孔深度,认为钻孔深度达到或略超协议井深就达到要求了,钻井人员是否认真填写土层记录,反映土层变化情况,是否打穿含水流砂层,打穿几层,每层厚度多少,井孔是否具备完整井成井条件,如果为不完整井如何处理不得而知。本人认为该管井井盘有可能座在流砂层中,流砂是流动的,砂底层如未作任何处理,竹片井箍绑扎不到位,加之滤料没有及时填入,就可能形成井管整体流走现象。该项目区管井工程规划井深由30米增至50米就是仅凭附近少量散井成井经验确定,缺乏详细的当地地质勘探资料,且地下地质构成又是千变万化,如果钻孔达到潜水完整井成井条件按正常管井施工工序进行即可。在我们这里打井,井架搭好后一般只用一种钻具,按照“紧打砂、慢打泥、不紧不慢打砂泥,悬起钻头打礓石”的口诀钻进。如遇到砂层较厚时为防塌孔,选择用比重1.1~1.15泥浆保眼护孔,比计划井深继续多钻深3~4米,立即回填3~4米厚2级配碎石作为持力层,抓紧时间按规范施工要求将井管下入,及时填入滤料,一可在井管和井孔壁之间形成一个人工过滤层,增大滤水管外的透水性,减少进水时的水头损失,增大井的出水量;二可增大井管的稳定性,延长井的使用寿命。这些是本人的肤浅见解,虚心向各位同仁学习。
(作者单位:阜南县水务局)
关键词:新打机井井管;失踪原因
一、项目过程情况
2012年阜南县某支农涉水项目在该县鹿城镇冷庙、张堂、王庄、项集、赵庄等七村实施,规划治理面积17000亩为井灌区。2004年以前该地管井施工记录:一般泥孔深度30~35米,管井内径多为40~50厘米,泥孔内径70~80厘米,多采用水冲式钻井机钻孔,钻井记录反应上层为粘土层厚6~10米;第二层为含水砂礓层厚1~3米;第三层为粉土层厚为2米左右;粉土层下第四层为粘土层厚6~10米;第五层再次进入3~5米含水砂礓层;第六层进入2~10米粘土层(施工记录)。这样的井深在2004年以前就能满足当时30米3/小时的设计流量要求。近年来随着地下静水位的下降,按以前井深30多米浅井的出水量已不能满足设计灌溉面积要求,为达到规划设计的灌溉面积,根据近几年该地零星打井出水量经验,内径40~50厘米管井的成井深度也由过去的30多米浅井加深到50米左右的中深井。正常的管井施工包括钻孔、井管安装、填滤料和管外封闭、洗井和试验抽水、成井验收五个部分。施工单位将前四部分工序分四个作业组流水作业,在进行鹿城镇冷庙村村部东某眼井施工过程中,钻孔组按钻孔程序要求将泥孔按协议要求的钻孔深度钻到计划深度,经过疏孔后,井管安装作业组就进入井管安装工序。井管安装组按照封底、井管对接、接缝胶结处理及接缝外包扎、竹片井箍捆扎、扶正器安放、抽绳等工序完成下管工作。由于当时天色已晚,填滤料和管外封闭作业当晚没有及时下滤料,等到第二天去下滤料时发现昨天安装好的50多节井管失踪了,原因何在?
二、管井规划和经验
管井结构形式设计一般包括井口、井壁管、滤水管、沉淀管和井底盘五部分,这里管井滤水管多采用无砂管。从出水量方面说机井分完整井和不完整井,当机井打穿整个含水层,井盘座落在隔水层内,含水层的水能够透过滤水管进入机井,这样的井叫完整井;若机井没有打穿含水层,当抽水时,整个含水层的水只能部分进入机井,这样的井称为不完整井。2004年以前这里地下静水位相对来说较现在高一般埋深在2米左右,井深30米左右。从钻井记录来看,井盘和底管都座落在井底部的不透水层中,经验是井底部位先放1~2节沉淀管以增井底部位承载力,底管应与井底盘密封不漏沙,然后依次下滤水管,井口以下安装3~4节井壁管,井壁管以下均下滤料,成井多为完整井,井盘就座落在该层粘土中,竹片井箍将井管连成一整体,从钻井记录看有上、中、下三层粘土层将井管固定,底层粘土层未穿透作为持力层支撑着整个井管的重量,所以管井在使用过程中未出现异常现象。根据潜水完整井出水量计算原理,当机井按某一定量从井中抽水后,井中静水位逐渐下降,井内外随之形成水位差,促使水从含层中汇入井内,同时在井周围形成与井轴对称的降落漏斗。当抽水量与汇入量相等时,井中水位便逐渐形成稳定动水位,静水位与动水位差称为抽水降深。从潜水完整井出水量计算公式可以看出在井眼位置(地质条件)和管井内径确定后,抽水降深直接影响管井出水量的大小,要使管井达到某一定流量就必须保证有一定的抽水降深。由于我们地区属暖温带半湿润季风气候,年降水量分配不均匀多集中在6、7、8三个月,表现出涝重于旱,因此前些年在治水上注重除涝工程、设施建设,达到大、中、小沟沟相通,在合理拦蓄地表水入渗补给工程方面相对较弱,出现水来一遍汪洋,水去沟塘沽干的局面,导致该地区地下静水位逐年下降。所以在规划2012年鹿城镇冷庙等七村支农涉水项目的灌区井灌工程时,为了保证管井出水量,就必须保证有一定抽水降深,方法就是成井加深,将浅井改打成中深井。根据当地当年散井钻井成井经验,要保证管井出水量达30~35米3/小时,当地成井井深须在50米左右,所以该项目规划时就由原来成井30米的浅井设计成井深为50米的中深井。
三、事件分析
鹿城镇冷庙等七村支农涉水项目中标施工单位就管井施工采取流水作业模式,按钻孔、井管安装、填滤料和管外封闭、洗井和试验抽水四道工序分四个作业组,在受益村队农民义务质量监督员监督下各自完成自已的作业任务。就冷庙村部东某管井施工而言,钻孔组认为本作业组按分工工序要求在该村农民质量监督员在场情况下将井眼泥孔深度打到协议要求的深度就算完成了本作业组的任务,井管安装组紧接着将50多节井管下到井眼中,本人分析认为井管失踪原因有:1、遇到地下较厚的含水流砂层,钻井时没有穿透砂层,井底盘没有置入非含水层中。2、竹片井箍没按要求捆扎拧紧使井管连成一整体。3、没有及时填滤料,引起井孔坍塌。综合上述原因分析,钻孔时是由农民义务监督员监督,农民监督员本来对打井专业技术知识掌握的就不够多,只根据钻井时下去的钻杆数量及每根钻杆的长度推算出钻孔深度,认为钻孔深度达到或略超协议井深就达到要求了,钻井人员是否认真填写土层记录,反映土层变化情况,是否打穿含水流砂层,打穿几层,每层厚度多少,井孔是否具备完整井成井条件,如果为不完整井如何处理不得而知。本人认为该管井井盘有可能座在流砂层中,流砂是流动的,砂底层如未作任何处理,竹片井箍绑扎不到位,加之滤料没有及时填入,就可能形成井管整体流走现象。该项目区管井工程规划井深由30米增至50米就是仅凭附近少量散井成井经验确定,缺乏详细的当地地质勘探资料,且地下地质构成又是千变万化,如果钻孔达到潜水完整井成井条件按正常管井施工工序进行即可。在我们这里打井,井架搭好后一般只用一种钻具,按照“紧打砂、慢打泥、不紧不慢打砂泥,悬起钻头打礓石”的口诀钻进。如遇到砂层较厚时为防塌孔,选择用比重1.1~1.15泥浆保眼护孔,比计划井深继续多钻深3~4米,立即回填3~4米厚2级配碎石作为持力层,抓紧时间按规范施工要求将井管下入,及时填入滤料,一可在井管和井孔壁之间形成一个人工过滤层,增大滤水管外的透水性,减少进水时的水头损失,增大井的出水量;二可增大井管的稳定性,延长井的使用寿命。这些是本人的肤浅见解,虚心向各位同仁学习。
(作者单位:阜南县水务局)