復雜地層地下水監測井成井工藝探討

葉瑩瑩

河北省地質環境監測院 河北唐山 063000

部分政府部門在整合優化水務以及地勘等為基礎，針對于具體地下水源污染情況，對監測站網進行了補充和優化。站在地下水監測井設計角度來說，主要是講地下水水文和水質等情況明確出來，強化地下水環境監測效果和能力。

1 鉆遇地層

在某監測項目執行時，相關工作人員可以根據實際巖屑錄井以及測井資料等內容，明確鉆遇地層的基本情況，具體內容如表1所示。

表1 某基巖井鉆遇地層巖性表

總的來說，本文所研究的地表為第四系沖洪積物，主要涉及到的內容有粗砂、中粗砂以及卵漂石等，顆粒狀態明顯，并不具備良好的可鉆性特點。站在基巖層構造角度來說，破碎帶發育十分強烈，容易在施工過程中出現掉塊卡鉆或者是漏失等問題。

2 鉆井工藝

2.1 鉆進

（1）鉆井結構變更。從實際鉆探過程中能夠看出，實際地層結構和設計地層結構之間存在明顯差異。在實際原設計地層結構之中，第四系地層深度為110m。反觀實鉆揭露地層，實際第四系地層深度范圍為0到196m，實際白堊系地層深度范圍為196到320m。對于原鉆井結構設計，“一開”主要應用的是311鉆頭，當鉆到120m時，所進入的完整基巖不能低于10m。另外，在0到120m范圍內，工作人員可下入244.5mm表層套管，真正做到固井操作[1]。需要注意的是，鉆進套管參數需要根據地層變化情況做出相應調整，以提高固井操作質量。

（2）孔徑。對于監測井孔徑確定，可根據井管直徑和過濾器類型進行確認，在實際填礫過濾器時，工作人員還要對濾料厚度進行充分考慮，在含水層設計上，如果為細砂粉，實際填礫厚度不能低于安全值。在深井設計上，如果井孔出水率與井徑關系變化較小，那么此時工作人員需要對其開展變徑操作，保證終孔井徑低于開孔井徑，倘若巖層較為穩定，可進行裸孔操作。

（3）管材直徑。實際監測井管材選擇過程中，技術人員需要對井深、水質腐蝕性能以及經濟性三方面因素進行考慮，還要根據井深情況選擇適宜的管材。一般來說，深井設計主要采用無縫鋼管，倘若存在水質化驗要求，受金屬管材銹蝕影響，可能會導致實驗分析結果受到影響，此時，人們可以采用PVC-U管。從實際監測井應用角度來說，主要功能并不是下泵取水，如果是從經濟角度著手，井管直徑不宜過大，從而為抽水取樣等操作提供便利條件，此時，井管內徑范圍應集中在180到220mm之間，并且管材使用年限不低于15年，以便長期取用水樣。

2.2 抽水試驗

該井在監測過程中，所呈現出的含水層厚度為204.42m，具體地下水類型為巖溶裂隙水。當鉆井工作進行到346.00m時，出現了泥漿全部漏失現象，井水也處于自流狀態，當鉆探工作結束后，井水中已經完成清砂，并沒有在后續執行洗井工作。在兩個落程抽水試驗開展時，實際抽水穩定延續時間應保持在24h和16h，另外，該監測井抽水試驗可選擇額定出水量的潛水泵，具體數值為10m3/h。實際抽水試驗操作執行上，應該以穩定流方式為主，設置合理的觀測頻率，最佳間隔為30min。水位觀測時，主要以電測水位計應用為主，能夠將觀測讀數精確到0.01m。也可以應用串聯水表方式執行流量測量操作，將讀數精準到0.01m3。

2.3 井口保護設施及檢測儀器保護筒體安裝

為了避免監測井受到外界影響，工作人員可以選擇應用保護裝置進行封固和標識操作。另外，在井臺設計上，應該以圓柱體混凝土臺設計為主，并應用C30混凝土在圓筒形模具上執行基座澆筑任務，保證其直徑為500mm，高度為1.5m，其中，地面以上高度為1m，地面以下深度為0.5m。對于具體埋設安裝工作的執行，需要挖掘到規定深度，并做好夯實操作，保證其穩固性和實用性。在整個儀器保護筒體安裝固定時，可將儀器保護筒體腳架植入到水泥基座內部，保證筒體處于水平和周正狀態，將盤上殘留雜物全面去除，強化底盤清潔能力。對于儀器保護筒設計，高度大約為300mm，直接約為351mm，具體鋼桶厚度不能低于10mm[2]。

3 復雜地層地下水監測井成井工藝的應用

3.1 “接力鉆進”方式的應用

在該過程中，首先進行的是沖擊鉆井，之后進行循環回轉鉆進，所采用的沖擊鉆為CZ-50烏卡斯沖擊鉆。從實際沖擊鉆進過程中能夠看出，鉆頭底刃可以對卵漂石產生沖擊，同時也能對諸位地層纏身擠壓，提升孔壁密實性，該要利用高粘度泥漿，維護孔壁穩定性。當卵漂石被鉆穿后，可選擇用水－600鉆機泥漿執行正循環回轉鉆進操作。

3.2 涌水鉆進

在該區域基巖地層巖溶裂隙發育角度來說，主要以承壓水操作為主，當泥漿漏失之后，地下水會大量涌出地面，實際基巖層段也要比白云巖穩定性強，帶停泵之后，可采用自然涌水直接鉆進，為后續工作的開展創造有利條件。

3.3 事故預防

如果上部為松散不穩定地層，且下層為下伏風化漏失地層，相關工作人員應選擇小徑鉆頭執行“探底”操作，當風化漏失地層明確后，工作人員可以在“小徑”條件下執行堵漏操作，避免出現大徑鉆頭直接鉆到風化漏失層之中[3]。

4 結語

復雜地層地下水監測成井工藝應用時，本質上就是鑿井工程任務的開展，從設計到施工，基本技術大致相同，但在關鍵技術執行上，往往存在一定差異。為此，相關工作人員需要做好復雜地層地下水監測成井工藝分析，明確具體注意事項，為后續工作的開展創造有利條件。