淺談多通道監(jiān)測井技術(shù)在水文地質(zhì)鉆探施工中的工藝及注意事項

李志雨 賀光海 李 斌

寧夏回族自治區(qū)水文環(huán)境地質(zhì)勘察院 寧夏 銀川 750011

引言：為實現(xiàn)采取不同深度的巖心，結(jié)合物探測井資料，查明地層分布情況，確定濾水管位置、止水位置，完成監(jiān)測井施工，通過監(jiān)測地下水水位、水質(zhì)、水溫達(dá)到查明鉆孔附近地下水流場目的。某地質(zhì)勘查機(jī)構(gòu)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，研發(fā)出了一種多通道監(jiān)測井鉆探施工技術(shù)，實踐應(yīng)用結(jié)果表明，該技術(shù)具有較高的推廣價值和可行性。因此，對多通道監(jiān)測井鉆探施工技術(shù)進(jìn)行研究，具有十分重要的意義。

1 工程概述

本工程位于寧夏省中北部，地處黃河中上游區(qū)域，西起賀蘭山，東至靈鹽臺地，南起香山，北鄰內(nèi)蒙古自治區(qū)，黃河是其紐帶，引黃灌區(qū)為基礎(chǔ)，覆蓋范圍較為廣泛，涵蓋了中西部地區(qū)各個大中型城市，以及縣鎮(zhèn)。

鉆孔的所處位置是銀川平原中部地區(qū)，按照行政區(qū)歸屬來看，其管轄政府為賀蘭縣政府，該區(qū)域?qū)儆陂_闊地帶，具有非常發(fā)達(dá)的灌溉和排水系統(tǒng)。

2 多通道監(jiān)測井鉆探施工技術(shù)分析

鉆孔所采用施工技術(shù)為多通道監(jiān)測井鉆探施工技術(shù)，所采用的取芯方法為回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)普通硬質(zhì)金鉆頭鉆進(jìn)方法，通過Φ400mm翼片復(fù)合片擴(kuò)孔鉆頭的使用，可以將鉆孔深度提升至210m。每分鐘的泵量也介于80-120的范圍內(nèi)。該孔鉆進(jìn)所使用的沖洗液為膨潤土泥漿，泥漿占比為1.15-1.2，粘度20-22s。其工序由以下幾部分構(gòu)成：（1）探孔；（2）沖孔換漿；（3）多通道管安裝；（4）填礫；（5）止水；（6）洗井；（7）安裝監(jiān)測井保護(hù)裝置。接下來筆者會對上述工序進(jìn)行具體的分析[1]。

2.1 探孔

為保證井管安裝的效果、填礫均勻性以及為計算濾料、止水材料用量提供依據(jù)，需要在終孔后開展探孔施工。

2.2 沖孔換漿

在井管正式下管前，應(yīng)該在孔底處放置鉆桿，并加大泵量，以實現(xiàn)沖孔排渣的目的，排渣完畢后，需要對沖洗液的粘度和密度進(jìn)行調(diào)整和控制，使二者緩慢下降，不宜使用清水對鉆孔進(jìn)行沖洗和換漿，究其原因，主要是采用清水沖孔換漿，容易增加鉆孔內(nèi)的沉渣量，嚴(yán)重時，還會引發(fā)孔壁坍塌等事故。該工程鉆孔所使用的沖洗液最終粘度為16、且密度為1.05g/cm3。沖孔換漿施工結(jié)束后，還需對鉆孔進(jìn)行檢測，保證鉆孔內(nèi)的沉渣高度低于0.5m。

2.3 多通道管安裝

這種多通道監(jiān)測井鉆探施工技術(shù)，在安裝連續(xù)多通道管時具有良好的效果，可以降低通道管安裝的難度，采用人工下管的方式即可。在實際下管時，需要做好設(shè)計位置的管內(nèi)止水工作。如果在工作過程中遇到問題，應(yīng)該馬上提出多通道管，并查明問題的成因，采取有針對性的措施，及時解決問題。不得用強(qiáng)力向下方推送多通道管，究其原因，主要是用強(qiáng)力推送多通道管，容易導(dǎo)致通道管受力變形，嚴(yán)重時還會造成其他事故。

本工程在下管階段，在下管深度超過90米時出現(xiàn)問題，經(jīng)過分析后，對問題成因進(jìn)行了明確，主要是問題區(qū)域的土質(zhì)為粘性土，因為沖孔換漿時間與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不符，致使孔徑縮小，故通道管無法順利安裝。為此，立刻將多通道管提出，然后進(jìn)行二次掃孔，結(jié)束后繼續(xù)安裝多通道管。

2.4 填礫

成功安裝連續(xù)多通道管之后，需要進(jìn)行的施工內(nèi)容為填礫和止水，在進(jìn)行這兩方面施工時，應(yīng)該遵循逐層施工的原則。再加上連續(xù)多通道管地下水多層監(jiān)測井與普通井相比，其成井深度相對較淺，且具有較小的管道通徑，故加大了抽水和送水管線的安裝難度，因此，在填礫和止水施工中，宜采用靜水投放濾料或止水粘土球等技術(shù)方法。

在進(jìn)行填礫和止水施工前，應(yīng)該通過探測方法的使用，對測井和鉆孔進(jìn)行測量，掌握止水段和填礫的長度，并在此基礎(chǔ)上，通過計算的方式，明確不同填礫段和止水段對濾料和止水料的需求。然后將其作為對比數(shù)據(jù)，與實際用料情況進(jìn)行對比，找出填礫和止水施工存在的問題。

應(yīng)該在連續(xù)多通道管始終保持拉伸狀態(tài)時進(jìn)行第一層濾料的圍填，只有這樣，才能確保填礫和止水施工的質(zhì)量。在填礫施工過程中，需要對填礫方式進(jìn)行選擇，避免濾料的直接填送，而是要沿著通道管的四周進(jìn)行緩慢投送。在濾料圍填施工過程中，通過測繩的使用，對填礫高度進(jìn)行測量，并將其與圍填濾料方量進(jìn)行比對，如果在測量中發(fā)現(xiàn)濾料橋塞的狀況，應(yīng)及時停止施工，在查明問題原因后，采取針對措施，對問題進(jìn)行處理，問題解決后，方能繼續(xù)施工。

2.5 止水

在監(jiān)測目層圍填濾料施工結(jié)束后，補(bǔ)水作業(yè)應(yīng)立刻進(jìn)行。由于止水作業(yè)需要水粘土球的投放，在這一過程中，依然要控制投放的方法，切勿直接投入，而是要沿孔四周緩慢投送，以降低橋塞的概率。與此同時，還要使用測繩對圍填高度進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果與圍填粘土方量比對，如果發(fā)現(xiàn)粘土球橋塞問題，應(yīng)該停止粘土球投送，并找出問題原因，采取針對性的措施，對問題進(jìn)行處理，問題解決后，方能繼續(xù)作業(yè)。

2.6 洗井

連續(xù)多通道管地下水多層監(jiān)測井成井的關(guān)鍵工序就是洗井，其施工質(zhì)量會對成井效果造成直接的影響。通過上述分析得知，道徑小是連續(xù)多通道管的特點之一，普通的洗井方法很難滿足連續(xù)多通道井的洗井要求，故本工程選擇的洗井方法為空壓機(jī)振蕩洗井方法。

在洗井作業(yè)過程中，洗井范圍應(yīng)該囊括全部的通道。將空壓機(jī)額定風(fēng)量大小作為依據(jù)，可以選擇單通道或多通道共同洗井的方式。如果選擇多通道洗井方式，對于尚未清洗完成的通道，需要采取通道封閉措施，避免該通道受到污染物的影響。

該井通過間斷性送風(fēng)抽水進(jìn)行振蕩洗井兩天，直至每個通道返出的水都十分干凈。

2.7 安裝監(jiān)測井井口保護(hù)裝置

安裝監(jiān)測井井口保護(hù)裝置的目的在于對監(jiān)測井和井內(nèi)監(jiān)測儀進(jìn)行保護(hù)，避免人為因素對其造成損壞和地表水污染物質(zhì)的影響。本工程所采用的保護(hù)裝置由兩下部分構(gòu)成：一是鋼管；二是保護(hù)蓋，且這個保護(hù)蓋不會對無線信號造成干擾。保護(hù)裝置的高度為60cm。水泥平臺的由混凝土澆筑而成，位于地下20cm處，地表露出高度為40cm，保護(hù)裝置底部的20cm澆筑在水泥平臺里面，頂部40cm出露于水泥平臺。

3 結(jié)論

綜上所述，本文通過結(jié)合實際工程案例，對多通道監(jiān)測井鉆探施工技術(shù)進(jìn)行簡要分析，并在其中說明了技術(shù)要點和注意事項，希望對促進(jìn)相關(guān)行業(yè)發(fā)展有所幫助。