水文地質勘探分層抽水試驗孔鉆井工藝研究

李永成

（安徽省地勘局第一水文工程地質勘查院，安徽 蚌埠 233000）

經濟不斷發展，國家對于地下空間資源的應用量不斷增加，這就需要使用有效的技術不斷對地下空間進行勘探。為了保證有效利用地下空間，結合科學的技術是應用的前提條件。水文地質勘探技術作為常用技術，其采用的分層抽水試驗，盡管會降低鉆探的成本，但是采用完善的工藝可以保障其試驗的開展。以某勘探工程為案例，對分層抽水試驗的鉆井工藝等進行分析，意在提升水文地質勘探水平。

1 水文地質勘探過程中存在的問題

由于我國在水文地質勘探領域上存在起步較晚的情況，使得勘探技術發展不夠成熟，難以形成完整的勘探體系。因此在實際勘探過程中，我國的勘探技術在存在一定的缺陷，主要表現為如下幾點。

1.1 我國水文地質勘探的范圍較窄

從國內當前的開采情況來看，實際勘探工作與開采存在不相符的現象，導致開采期間，各道工序的分工越來越明確，造成勘探范圍變窄[1]。并且近些年來，我國的勘探技術沒有取得新發現成果，技術發展依舊滯緩，使得水文地質勘探技術難以在開采中切實發揮出效用。

1.2 我國缺乏完善的勘探人員資格認證

由于我國水文地質勘探發展較晚，造成多數勘探人員缺乏專業的技術。缺乏勘探資格認證的背景下，勘探企業也難以形成完善的培訓機制，導致多數的勘探項目，勘探的結果都不完整，缺乏科學性。這種情況對于我國水文地質勘探發展造成影響，制約了其未來發展。

1.3 水文地質勘探工作缺乏規范性

多數的水文地質勘探工作在開展期間，由于進度因素影響，存在趕工現象。造成勘探忽略質量的問題出現，使得勘探工作不夠規范。

忽略規范性開展勘探，導致分層位置不準確，難以準確的進行勘探，難以保證勘探結果的準確性。一旦施工出現特殊情況，對整個工程都會造成影響。勘探結果缺乏準確性，會造成錯誤信息傳遞，為后續的建筑地基等帶來安全隱患，同時影響建筑質量和使用。

2 水文地質勘探孔分層抽水試驗的注意事項

2.1 提高止水工作的質量

止水材料的質量對于試驗直接造成影響，可以說止水工作決定了抽水試驗的結果。因此，在開展分層抽水試驗前，需要嚴格把控現有的止水材料。其中，海帶包作為常用材料，隔水是其特性之一，并且具有安全環保的特點。對于此類材料想要永久性使用，需要在制作的時候選擇純凈的黏土，并將其制作成止水材料。

2.2 提高水文地質勘探人員的技術水平

水文地質勘探企業應積極的迎合時代發展，對技術進行創新優化，采用先進的設備，確保勘探結果的有效性。同時企業還應加強培訓力度，提升人員的專業技術水平。通過培訓提升人員的技能與意識，切實提升勘探水平。水文地質勘探企業在確保專業人才和設備兼備的基礎上，才能為水文地質勘探技術提供質量保障，推動工作順利進行[2]。

2.3 加強工作監督與管理

為了保障水文地質勘探工作開展，需要企業設置監管部門，針對勘探工作進行全面的監管。切實把握好水文地質勘探質量，減少形式上的工作態度，將勘探工作有效落到實處。對于勘探的報告，也應該嚴格的監督管理，對勘探報告中的數據進行科學的分析，確保其結果的真實性與合理性。對于勘探報告中發現的問題，要及時處理，提升勘探的質量。

3 分層抽水試驗在勘探中的實際應用

3.1 分層抽水試驗裝置

本次勘探地區為某地區的一處斜盆地，該地區屬于礦區內資源。包括潛水含水層、砂巖含水層等，本次設計對其砂巖含水層進行勘探，設計抽水試驗工作，孔深設計為326m。設置分層抽水的目的在于，在對含水層測試的過程中，有效的對其分層。通過對不同層面的地下水進行勘探，獲得單獨的勘探數據。分層抽水試驗裝置，通過分層的試驗方式，可以有效對地下水質進行測量。

開始試驗前，需要做好準備工作。分層抽水涉及管外、管內兩種方式，需要時候進行止水。管內止水采用臨時止水方式，通過安裝止水零件（橡膠圈、托盤）等，確保分層抽水工作可以順利開展。

試驗前調試好設備，確保設備性能良好、數量齊全。分層抽水試驗需要嚴格按照步驟進行，并對操作步驟進行有效控制，才能確保試驗結果的有效性。對于鉆探工藝，需要根據勘探地質的實際需求，選擇適宜的鉆孔位置，考慮抽水量因素，保障工作順利開展。

3.2 鉆探工藝

3.2.1 設計要求

依據需要勘探的地質需求，鉆探技術應完成三段勘探試驗，分別對砂巖含水層、礦層頂板和底板進行分層抽水試驗。采用全孔取芯的方式，對勘探區域進行試驗，采用分級擴孔的方式[3]。對于每段目的層要防止鉆進時泥漿堵塞含水層，影響勘探質量。

3.2.2 鉆孔基本參數

根據鉆探的常規探測資料，對目的層進行分析，確定具體的下管位置以及止水位置，對其進行分級擴孔的操作，具體如表1所示，對于不同的位置采用了不同的鉆頭鉆進。

表1 擴孔參數

3.3 成井工藝

具體的成井工藝是根據地質探測結果，對井管進行設計，同時做好記錄。具體的要求，是準備好成井的相關工具，對鉆孔進行通井操作，確保孔洞無雜物并調制水泥砂漿。對于校正好的孔洞深度，要具體的記錄后才能下管；連接方式采用絲扣連接；要確保管道呈垂直的連接狀態；放管速度要適當調節，并隨時觀察管道內外的情況，及時為管內補水；下管過程中需要認真嚴格的操作，嚴格防范其他異物進入井內。

3.4 止水方法

3.4.1 管外止水

井管需要嚴格按照排管設計方案，對管道進行連接，在變徑的位置使用止水的材料為其止水。對于止水的要求需要選擇具有良好隔水性，使用止水材料，其隔水材料的厚度大于1.5m。對其止水效果進行嚴格的檢查，并填寫質量檢查表，對于不合格的位置要重新進行止水。需要注意的是，對于不同深度的止水材料，需要采用不同厚度的止水材料，才能確保滿足止水的要求。

3.4.2 管內止水

管內止水需要按照抽水的實際順序進行試驗，第一段抽水，是砂巖含水層，需要在底部使用水泥砂漿，使用木塞對孔洞進行封堵。在第一段的抽水結束后，需要將木塞打開，下入套管，同時使用止水膠帶止水。第二段在孔洞內倒入水泥砂漿，結束后同樣使用套管繼續向下。第三段到達實驗區域的終點，要求揭露厚度不小于20m。

3.5 洗井

試驗結束后，需要使用清水對井內泥漿進行沖洗，將其替換出來。為后續洗井做準備，使用化學藥劑浸泡取水段，之后繼續沖洗。

4 結論

綜上所述，水文地質勘探與常規探勘工程不同。需要耗費較大的成本和技術，才能確保水文地質參數準確。需要對項目全面設計和監控，協調好各環節的物質供應，確保施工安全性。嚴格按照設計規定嚴格施工，對施工質量進行把控，確保工程質量。

本次工程實踐后，證明水文地質勘探分層抽水，采用鉆井工藝具有可行性。可以有效的保證鉆孔獲取的質量參數，在工程中起到關鍵性作用，需要在施工期間，嚴格把控好施工工藝，確保施工質量符合規范的設計要求。