灌溉機井病損類型成因和修復措施

□王 欣（永城市水利局）

0 引言

永城市位于河南省的最東部，處于豫、魯、蘇、皖4省的交界地帶，屬淮河流域，地勢平坦，土質以粘土為主，砂壤土、砂土分布其間，部分有黑土，土壤肥沃，適宜農作物生長。永城市南北長72 km，東西寬62.25 km，總面積1994.40 km2，共有耕地面積11.90萬hm2，其中小麥播種面積9.33萬hm2，是全國重要的商品糧基地。近年來，永城市打井數量日益增多，但是隨著全球氣候變化異常，旱災頻發且持續時間較長，給農作物的生長帶來嚴重影響，甚至造成部分糧食作物和經濟作物絕收。農田水利基本建設投入逐年加大，新打農用灌溉機井的數量不斷增加，病壞井數量也在逐年增加。究其原因：從大的方面看，一是長期以來形成的重建輕管；二是成井質量欠佳，綜合來看主要在以下方面：

1 病井成因

永城市出現淤井、壞井的原因是多方面的：一是井型設計不合理；二是成井工藝要求不嚴；三是工程不配套；四是管理工作跟不上，以致出現大量病井、壞井。

井淤就是指井管沒有出現爛管、漏洞，而井內有大量的泥沙、碎磚及其他雜物。這些淤積物從井口落入、從井壁涌入、從井底翻入或井水超過規定含沙量長期淤積的，堵塞了濾水管，影響了出水量。

井淤的原因一是成井后長期不修井臺、井池、井房、井蓋，刮風下雨攜帶大量泥沙沖進井內，或因管理不善拋物入井致淤。二是機泵下沉無襯砌工程：由于地下水過量開采，再加天氣干旱，地下水位下降，離心泵抽水出水量減少或抽不出水來，為了解決這一矛盾，采用機泵下沉的辦法。但是，泵坑既不用磚襯砌，又不修蓋泵房，只將井管砸爛，刮風下雨造成井外坍陷，泥沙從爛管處流入井內，造成機井淤積。三是濾料未填好：濾料被群眾稱為“機井的命根子”，濾料填不好，就會出現嚴重井淤。因為濾料每個顆粒之間都有一定的孔隙，如果含水層的砂粒徑與濾料孔隙大小相等，砂就不會從過濾層涌入井中；如果含水層的砂粒徑小于濾料顆粒間的孔隙，就會通過濾層進入井中，造成淤積。濾料投放在井管外圍如果填得太薄仍然起不到應有的作用，所以填濾料厚度≥100mm。濾料的填筑過程要求“緩慢、均勻、連續”撒入、一次填完，以避免濾料的離析。四是井孔打得不圓、不直，井管與井孔不同心，在井管上下四周會出現填濾料厚薄不均，在濾料厚度不足之處，會發生涌沙淤井現象。五是未設沉沙管：機井在長期的運用中，不可能一點不落淤，淤沙落入沉沙管，不致堵塞濾水管影響進水。因此機井必須設置沉沙管。30～50m的淺井要有3～5m的沉沙管；百米左右的深井要有10m的沉沙管。六是井底未下到隔水層，致使泥沙從井底涌入，造成淤積。七是井成后沒有進行洗井：在打井施工中，用泥漿護壁，如不及時洗井，大量泥沙就會沉淀，淤積井底。八是配套不合理，使用機泵過大，抽水過于強烈，滲流速度快，超出了濾水結構的濾水能力，以致發生涌沙。

2 病井的修復

2.1 清淤的方法

2.1.1 大井筒管清淤

可用沖擊式鉆機的抽筒或用“56”型人力打井工具的空錐將淤沙掏出井外；用小鍋錐推，挖出井外，以達到清淤的目的。這三種方法使用工具簡單，但操作時應注意穩妥，猛打猛沖容易碰壞井管。

2.1.2 單泵清淤法

是用一臺離心泵，將水泵壓力水通過送水膠管沖入井中，使井中淤積泥砂借水沖擊力，隨水攜出井外，經過沉淀池，將泥沙沉淀后再將清水通過離心泵打入井中，如此循環，以達到清淤洗井的目的。若井中有磚頭或其它雜物，可配合大、小沖抓錐和其它打撈工具進行。

2.1.3 雙泵清淤法

此法清淤應選用兩臺3吋或4吋揚程較大的離心泵，一臺作為送水泵，把高壓清水送往井中，由于水頭壓力和噴槍的沖擊作用，在噴槍出口形成急速水流，沖起井內淤積的泥砂，然后隨水被抽水泵排出井外，注入地面上的沉淀池，將泥沙沉淀后，澄清的水可由送水泵再行打入井中，如此循環，達到清淤洗井的目的。如果井中有磚渣等雜物需配合沖抓錐進行。

2.1.4 水沖鉆清淤法

此法的工作原理是離心泵送水時，在輸水空心鉆桿內形成高速水流，通過噴槍沖洗泥砂，并用人工（或動力）推轉鉆桿帶動鉆頭，切削泥砂，隨水排出井外。若井中有磚頭或其它雜物，可配合大、小沖抓錐等進行。

2.1.5 活塞配合水泵抽水，沖抓錐打撈清淤法

活塞洗井對于用泥漿鉆進，采取金屬管材機井的洗井是較簡易而效果較好的方法。用于清淤工作配合水泵抽水和沖抓錐打撈雜物，同樣效果好，尤其是用于原來成井時洗井不徹底的機井效果比較顯著。

2.1.6 空壓機清淤

空壓機是常用的清淤洗井機具。這種機具使用可靠，洗井徹底，能適應多種井型，但是安裝維修復雜，洗井清淤成本高，一般淺井不宜使用。空壓機洗井清淤原理：通過送氣管將壓縮空氣送往井底，送氣管下端有一水、氣混合器，在混合器附近形成比重較水為小的水氣混合體，順著出水管上浮排出井外，井底泥砂隨著水氣混合體向井外排泄。隨著洗井時間的延續和水管的加長，可將全部濾管部分進行吹洗，并抽出井底的沉積物。

2.2 作反濾層的方法

在一般淺井中，井盤坐在砂層中，井底未經過處理，抽水時井底的砂會隨水翻起，造成井淤。如翻砂嚴重就會使井盤下沉，井管脫節，使機井報廢。這種情況處理比較容易。首先進行清淤，清淤至原井深后，可在井底作反濾層，反濾層用砂或礫石，不可采取代用品，反濾層至少作3層，每層厚度≥200mm。最下層可用原來打井時所選用的濾料，中層的平均應為下層的平均粒徑的5倍；上層的平均粒徑應為中層的平均粒徑的5倍。但注意要投放均勻，如每層厚簿不能懸殊太大，否則可能失掉反濾作用。

3 結語

建議在以后的機井建設中，要嚴把質量關，確保在使用壽命內正常工作。同時加強機井管理工作，及時清淤，做到建設與管理并重。