淺談多通道監測井技術在水文地質鉆探施工中的工藝及注意事項

李志雨 賀光海 李 斌

寧夏回族自治區水文環境地質勘察院 寧夏 銀川 750011

引言：為實現采取不同深度的巖心，結合物探測井資料，查明地層分布情況，確定濾水管位置、止水位置，完成監測井施工，通過監測地下水水位、水質、水溫達到查明鉆孔附近地下水流場目的。某地質勘查機構結合當地實際情況，研發出了一種多通道監測井鉆探施工技術，實踐應用結果表明，該技術具有較高的推廣價值和可行性。因此，對多通道監測井鉆探施工技術進行研究，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，地處黃河中上游區域，西起賀蘭山，東至靈鹽臺地，南起香山，北鄰內蒙古自治區，黃河是其紐帶，引黃灌區為基礎，覆蓋范圍較為廣泛，涵蓋了中西部地區各個大中型城市，以及縣鎮。

鉆孔的所處位置是銀川平原中部地區，按照行政區歸屬來看，其管轄政府為賀蘭縣政府，該區域屬于開闊地帶，具有非常發達的灌溉和排水系統。

2 多通道監測井鉆探施工技術分析

鉆孔所采用施工技術為多通道監測井鉆探施工技術，所采用的取芯方法為回轉鉆進普通硬質金鉆頭鉆進方法，通過Φ400mm翼片復合片擴孔鉆頭的使用，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。該孔鉆進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）安裝監測井保護裝置。接下來筆者會對上述工序進行具體的分析[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，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，應該在孔底處放置鉆桿，并加大泵量，以實現沖孔排渣的目的，排渣完畢后，需要對沖洗液的粘度和密度進行調整和控制，使二者緩慢下降，不宜使用清水對鉆孔進行沖洗和換漿，究其原因，主要是采用清水沖孔換漿，容易增加鉆孔內的沉渣量，嚴重時，還會引發孔壁坍塌等事故。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。沖孔換漿施工結束后，還需對鉆孔進行檢測，保證鉆孔內的沉渣高度低于0.5m。

2.3 多通道管安裝

這種多通道監測井鉆探施工技術，在安裝連續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，需要做好設計位置的管內止水工作。如果在工作過程中遇到問題，應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。不得用強力向下方推送多通道管，究其原因，主要是用強力推送多通道管，容易導致通道管受力變形，嚴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米時出現問題，經過分析后，對問題成因進行了明確，主要是問題區域的土質為粘性土，因為沖孔換漿時間與技術標準不符，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，然后進行二次掃孔，結束后繼續安裝多通道管。

2.4 填礫

成功安裝連續多通道管之后，需要進行的施工內容為填礫和止水，在進行這兩方面施工時，應該遵循逐層施工的原則。再加上連續多通道管地下水多層監測井與普通井相比，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方法。

在進行填礫和止水施工前，應該通過探測方法的使用，對測井和鉆孔進行測量，掌握止水段和填礫的長度，并在此基礎上，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據，與實際用料情況進行對比，找出填礫和止水施工存在的問題。

應該在連續多通道管始終保持拉伸狀態時進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量。在填礫施工過程中，需要對填礫方式進行選擇，避免濾料的直接填送，而是要沿著通道管的四周進行緩慢投送。在濾料圍填施工過程中，通過測繩的使用，對填礫高度進行測量，并將其與圍填濾料方量進行比對，如果在測量中發現濾料橋塞的狀況，應及時停止施工，在查明問題原因后，采取針對措施，對問題進行處理，問題解決后，方能繼續施工。

2.5 止水

在監測目層圍填濾料施工結束后，補水作業應立刻進行。由于止水作業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行測量，并將測量結果與圍填粘土方量比對，如果發現粘土球橋塞問題，應該停止粘土球投送，并找出問題原因，采取針對性的措施，對問題進行處理，問題解決后，方能繼續作業。

2.6 洗井

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

在洗井作業過程中，洗井范圍應該囊括全部的通道。將空壓機額定風量大小作為依據，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抽水進行振蕩洗井兩天，直至每個通道返出的水都十分干凈。

2.7 安裝監測井井口保護裝置

安裝監測井井口保護裝置的目的在于對監測井和井內監測儀進行保護，避免人為因素對其造成損壞和地表水污染物質的影響。本工程所采用的保護裝置由兩下部分構成：一是鋼管；二是保護蓋，且這個保護蓋不會對無線信號造成干擾。保護裝置的高度為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 結論

綜上所述，本文通過結合實際工程案例，對多通道監測井鉆探施工技術進行簡要分析，并在其中說明了技術要點和注意事項，希望對促進相關行業發展有所幫助。