1、供 水 井 施 工 组 织 设计目录1.工程概况 .12.编制依据 .23.施工前期准备 .34.取水位置确定 .35水井井身结构设计 .56.钻孔施工前期准备 .117.钻孔施工 .148.成井工艺 .159.井管及其安装 .1710.填砾和管外回填 .1811.止水 .2012.洗井 .2313.抽水试验 .2414.工期及人员安排 .2615.安全生产、文明施工 .2616.后期服务承诺 .2811.工程概况1.1 湖 南 省 郴 州 市 苏仙区良田镇政府为解决新址生活用水问题，委托湖 南 省 郴 州 市 核 工 业 地 质 局 302 大 队 在湖南省郴州市苏仙区良田镇进行物探找水、钻
2、探成井工作。我队接受任务后，积极组织水文、地质和物探等方面的工程技术人员对该区水文地质条件进行论证，并进行地下水地球物理勘查工作，经过充分论证，根据该地区地层岩性特点，结合我院在该地区的打井经验，经综合分析物探资料，确定供水井井深为 90 米，日出水量可达到 Q 计 =1000m3/d。1.2 工程采用的抽水泵为泵体直径为 128mm。1.3 与 本 工 程 项 目 有 关 单 位 ：建 设 单 位 ： 湖 南 省 郴 州 市 核 工 业 地 质 局 302 大 队设 计 单 位 ： 湖 南 省 郴 州 市 核 工 业 地 质 局 302 大 队监 理 单 位 ： 湖 南 省 郴 州 市 核
3、工 业 地 质 局 302 大 队总 包 单 位 ： 湖 南 省 郴 州 市 核 工 业 地 质 局 302 大 队施 工 单 位 ： 湖 南 省 郴 州 市 核 工 业 地 质 局 302 大 队1.4 工 程 地 质 条 件1.4.1 交 通 条 件该 工 地 交 通 较 便 利 ， 施 工 机 械 设 备 都 可 以 顺 利 入 场 。1.4.2 气 象 条 件该 工 程 施 工 期 间 气 温 ： 510 ， 体 感 温 度 ： 3.1 ， 气 压 ：1010hPa， 降 水 ： 0.0mm， 相 对 湿 度 ： 71%， 风 向 风 速 ： 东 南 风 微 风 1.1M/S， 舒 适
4、 度 ： 凉 ， 不 舒 适 。1.4.3 地 形 地 貌该 工 程 位 于 丘 陵 地 带 。1.4.4 地 层 岩 性2丘 陵 主 要 以 第 四 纪 松 散 堆 积 物 、 红 岩 、 灰 岩 及 砂 页 岩 为 主 。1.4.5 水 文 地 质 条 件本 区 地 表 水 系 不 发 育 ， 主 要 含 水 层 为 石 炭 系 中 上 统 壶 天 群 ，下 统 石 磴 子 和 二 叠 系 栖 霞 组 ， 均 为 碳 酸 盐 岩 类 的 岩 溶 水 。 地 下水 化 学 类 型 主 要 为 重 碳 酸 钙 、 重 碳 酸 钙 镁 型 ， 属 低 矿 化 度 、 微 硬中 性 水 。 地 下
5、 水 补 给 来 源 主 要 为 大 气 降 水 。1.5 项 目 质 量 目 标1.5.1 工 期 目 标 ： 20 天1.5.2 质 量 目 标 ：（ 1） 工 程 设 计 ， 施 工 及 验 收 遵 照 供 水 水 文 地 质 勘 察 规 范 。（ 2） 出 水 量 1000m3/d。（ 3） 预 计 动 水 位 ： 20m。1.5.3 文 明 安 全 施 工 目 标 ： 确 保 文 明 施 工 ， 无 安 全 事 故 。2.编制依据2.1 本 工 程 地 质 勘 察 报 告 ：本 区 出 露 地 层 主 要 为 石 炭 系 灰 岩 、 白 云 岩 ， 由 于 岩 溶 裂 隙发 育 程
6、度 及 富 水 性 的 不 均 匀 性 ， 采 用 对 称 四 极 剖 面 、 电 测 深及 甚 低 频 电 磁 法 探 测 岩 溶 裂 隙 发 育 带 。 圈 出 有 规 律 性 的 低 阻 异常 带 ， 经 对 异 常 带 验 证 ， 均 属 构 造 岩 溶 强 烈 发 育 带 ， 富 水 性 较 好 ，为 选 区 布 井 提 供 了 论 据 。2.2 本 工 程 地 下 管 线 情 况 ： 工 区 经 勘 查 暂 无 地 下 管 线 分 布 。2.3 施 工 规 范 及 标 准 ： 供 水 水 文 地 质 勘 察 规 范 ， 供 水 水文 地 质 钻 探 与 管 井 施 工 操 作 规
7、程 ， 城 市 供 水 水 文 地 质 勘 察 规范 -城 镇 建 设 工 程 行 业 标 准 （ CJJ 16-1988） ， 水 文 地 质 勘 察 规范 （ GB50027-2001） 。2.4 地 层 及 含 水 层 情 况 ： (如 下 表 所 示 )井深 03m 316m 1680m 8090m 90m以下3地层 粘土覆盖层砂砾含水层（k 1=15,m1=0.25）灰岩 岩溶裂隙含水层（k 2=1000,m2=0.35），压强8.6atm灰岩岩性 易冲蚀 松散 基岩 完整3.施工前期准备3.1 施 工 前 期 准 备 ：3.1.1 根 据 业 主 的 要 求 以 及 地 质 调 查
8、 资 料 综 合 确 定 水 井 的 空 位 ，并 做 标 记 。3.1.2 工 程 开 工 前 ， 项 目 经 理 部 应 组 织 有 关 人 员 参 加 设 计 交 底 ，熟 悉 工 程 图 和 工 程 地 质 资 料 。3.1.3 施 工 前 应 做 好 设 备 安 装 、 调 试 检 查 工 作 。3.1.4 做 好 供 水 供 电 、 夜 间 照 明 等 工 作 。3.1.5 开 工 前 办 理 有 关 施 工 手 续 及 申 报 工 作 。3.2 施 工 总 平 面 布 置 图施 工 总 平 面 布 置 图 内 容 包 括 ： 工 程 平 面 图 、 临 时 设 施 位 置 、施
9、工 机 械 布 置 、 施 工 用 水 、 施 工 用 电 ， 井 管 、 过 滤 管 ， 泥 浆池 和 循 环 系 统 布 置 等 。4.取水位置确定4.1 不 同 取 水 位 置 比 较（ 1） 只 取 表 层 砂 砾 含 水 层 的 地 下 水 ：根 据 以 往 在 该 地 区 的 抽 水 试 验 得 知 该 地 砂 砾 含 水 层 水 位 降2m。 由 此 根 据 (集 哈 尔 特 经 验 公 式 ： R=10 =0= 0=77.5m)。10215根 据 预 计 动 水 位 高 度 20m， 水 位 降 2m， 砂 砾 含 水 层 厚0=度H=13m， 表 层 土 厚 度 为 3m，
10、水 井 深 度 h 22m。 拥 有 的 泵 泵 体直 径 =128mm， 渗 透 系 数 K=15， 水 井 要 求 出 水 量 Q=1000m3/d。根据裘布依公式： 0002 lg)2(64.1lg)(364.lg64. rRsHKrRHKrRQ4得 ： 1000=1.36 计 算 得 ： =8.2m。15（2132）277.50 0井 流 模 型 如 下 图 所 示 ：由 计 算 结 果 得 知 理 论 上 需 要 的 井 径 为 8.2m， 成 井 等 施 工 工 序很 难 进 行 。 而 且 孔 径 大 ， 没 有 施 工 所 需 的 设 备 ， 即 使 有 造 价 也 相当 高
11、。由 上 得 知 只 取 表 层 砂 砾 含 水 层 的 地 下 水 不 能 满 足 该 工 程 的要 求 。（ 2） 取 岩 溶 裂 隙 含 水 层 和 表 层 砂 砾 含 水 层 的 地 下 水 ：本 工 程 选 用 SPC-300H 型 钻 机 一 次 性 成 孔 。 其 技 术 性 能 参 数见 下 表 ：回 转 钻 进 200-300m钻 进 深 度冲 击 钻 进 80m回 转 钻 进 500mm钻 孔 直 径冲 击 钻 进 700mm转 盘 最 大 通 孔 直 径 505mm孔 径 先 按 500mm 计 算 ：0=表 层 砂 砾 含 水 层 出 水 量 1.36 445 表=15
12、（2132）277.50.5=5m3/d。所以在岩 溶 裂 隙 含 水 层 还 需 获 得 1000-445=555 m3/d。根据承压完整井裘布依公式：裂=2.3700=2.371000277.50.5计算得：H=3.9m。由此得知：取 岩 溶 裂 隙 含 水 层 和 表 层 砂 砾 含 水层 的 地 下 水 不 需 要 打 穿 裂 隙 含 水 层 ， 只 需 打 穿 穿 裂 隙 含 水 层中 上 部 3.9m 即 水 井 总 深 为 84m。（ 3） 只 取 裂 隙 含 水 层 的 地 下 水 ：裂 隙 含 水 层 出 水 量 为 1000m3/d，根据根据裘布依潜水井流量计算公式：计算得
13、： m3/d 远大于所需的出水量 1000m3/d。裂=21927（4）比较上述三种取水方法，确定最终的取水位置：第一种方法由（一）计算得知，此方法不可取。从造价方面比较第二种方法与第三种方法：第二种方法比第三种方法需要多增加 7 米滤水管，以及多增加了填砾量；而后者需多打 10m 井孔。从水质方面考虑：第三种取水方法更能保证水的质量。从工序方面考虑：第三种取水方法减少了上层砂 砾 含 水 层 的填 砾 工 作 及 减 少 了 洗 井 工 作 量 等 工 序 。综 合 上 述 几 个 方 面 因 素 ， 采 用 第 三 种 取 水 方 法 即 只 取 裂隙 含 水 层 的 水 为 最 佳 方
14、案 。0002 lg)2(364.lg)(64.lg64.1 rRsHKrRhHKrRhQ65水井井身结构设计5.1 井 身 结 构 设 计 的 原 则通 常 情 况 下 ， 由 于 井 壁 不 稳 固 ， 井 孔 内 都 需 要 装 置 井 管 。井 管 包 括 井 管 壁 、 过 滤 管 和 沉 砂 管 几 部 分 。 井 壁 管 安 装 在 非 含水 层 或 非 开 挖 含 水 层 段 ， 它 的 作 用 是 保 护 井 壁 或 隔 离 非 开 挖层 。 过 滤 管 安 装 在 含 水 层 段 ， 它 起 着 滤 水 挡 砂 和 保 持 含 水 层井 壁 稳 定 的 双 重 作 用 ，
15、地 下 水 经 过 过 滤 管 流 入 井 内 ， 再 经 抽 水 泵泵 到 地 面 。 过 滤 管 下 端 安 装 沉 砂 管 ， 它 的 作 用 是 用 来 沉 积 水 中 的泥 砂 。在 井 管 柱 与 井 壁 之 间 的 环 状 间 隙 内 ， 根 据 岩 层 情 况 填 入 充填 物 。 在 含 水 层 段 的 过 滤 器 与 井 壁 之 间 ， 为 保 证 水 质 和 防 止 过 滤器 淤 塞 有 时 还 要 填 入 筛 选 的 砾 石 ， 以 增 大 出 水 量 ， 并 起 过 滤 作用 ； 在 非 含 水 层 段 或 计 划 封 闭 的 不 良 含 水 层 段 填 入 粘 土
16、或 水 泥 等止 水 物 ， 达 到 封 闭 和 止 水 的 目 的 ， 以 防 井 水 被 污 染 。在 设 计 井 身 结 构 时 ， 应 根 据 钻 井 的 目 的 、 用 途 、 地 层 条 件和 有 关 规 范 进 行 ， 并 尽 量 可 能 简 化 井 身 结 构 。 如 果 井 身 结 构 过 于复 杂 ， 使 井 径 扩 大 ， 不 仅 减 慢 施 工 速 度 ， 也 会 增 加 材 料 消 耗 ，造 成 不 必 要 的 浪 费 。 反 之 ， 如 果 井 身 结 构 过 于 简 单 ， 减 少 了 必 要插 入 的 套 管 ， 虽 然 减 小 了 井 的 直 径 ， 但 可
17、能 造 成 井 内 钻 进 事 故 ，反 而 增 加 了 成 本 ， 而 且 更 重 要 的 是 会 使 层 间 止 水 效 果 差 ， 地 下 水互 相 贯 通 ， 造 成 对 地 下 水 污 染 的 严 重 后 果 。5.2 井 深 的 确 定7水 井 钻 进 的 深 度 ， 是 由 水 文 地 质 勘 查 和 开 发 地 下 水 的 目 的层 的 埋 藏 深 度 来 决 定 的 。 这 个 深 度 是 根 据 水 文 地 质 勘 探 理 想柱 状 图 推 的 ， 或 是 由 附 近 的 钻 孔 资 料 推 断 而 定 的 ， 是 一 个 概 略数 值 。 准 确 的 深 度 是 通 过
18、钻 进 取 得 的 岩 心 和 样 品 最 后 确 定 的 。 对于 多 层 含 水 层 则 以 最 下 部 一 层 含 水 层 的 埋 藏 深 度 作 为 钻 井 的 深 度 。基 于 本 工 程 所 在 位 置 的 水 文 地 质 资 料 以 及 工 程 的 要 求 ， 本工 程 钻 井 深 度 定 为 92m。5.3 井 径 的 确 定5.3.1 井 径 确 定 的 原 则井 的 直 径 包 括 ： 开 孔 直 径 、 中 间 变 径 、 终 孔 直 径 。在 设 计 井 身 结 构 时 ， 首 先 要 确 定 终 孔 直 径 ， 然 后 得 出 开孔 直 径 及 孔 身 隔 断 直 径
19、 。 确 定 终 孔 直 径 必 须 考 虑 出 水 量 、 路 水管 直 径 、 取 水 泵 直 径 以 及 人 工 过 滤 层 厚 度 之 间 的 关 系 。一 般 情 况 下 ， 井 的 终 孔 直 径 应 是 过 滤 管 的 外 径 加 上 填 砾 层的 厚 度 。需 将 抽 水 泵 下 入 井 筒 内 抽 水 的 水 井 ， 水 泵 安 装 处 的 井 筒 直径 一 般 比 泵 体 外 径 大 两 级 。水 井 结 构 的 设 计 应 首 先 设 计 滤 水 管 ， 然 后 根 据 地 层 自 下 而上 （ 或 自 内 向 外 ） 进 行 套 管 与 钻 头 尺 寸 和 类 型 的
20、设 计 。5.3.2 滤 水 管 类 型 的 选 择选 择 滤 水 管 的 依 据 是 含 水 层 的 结 构 特 征 、 地 下 水 的 性 质 和8材 料 的 来 源 。 选 择 内 容 包 括 滤 水 管 类 型 、 材 质 、 主 要 尺 寸 等 。根 据 本 工 程 中 取 水 层 含 水 层 的 特 征 （ 岩 溶 裂 隙 含 水 层 ） ，为 了 使 滤 水 管 与 底 层 特 性 相 适 应 以 取 得 更 大 的 出 水 量 、 消 除涌 砂 以 及 延 长 水 井 的 使 用 寿 命 ， 本 工 程 选 用 筋 条 滤 水 管 。5.3.3 滤 水 管 材 质 的 选 择筋
21、 条 滤 水 管 是 两 节 短 管 之 间 焊 接 以 直 径 10mm16mm 的筋 条 ， 围 成 圆 柱 状 ， 其 内 每 隔 1m 左 右 焊 一 支 撑 圈 ， 以 增 大 其刚 度 。 其 材 料 多 为 钢 制 材 料 。 它 的 优 点 是 孔 隙 率 大 （ 可 达 60%左右 ） 、 过 水 能 力 强 、 节 省 材 料 、 制 造 方 便 、 成 本 低 ， 适 合 于 涌 水量 大 的 浅 孔 井 。5.3.4 滤 水 管 主 要 尺 寸 确 定（ 1） 滤 水 管 长 度 滤 水 管 长 度 是 指 起 滤 水 作 用 的 有 效 长 度 。应 根 据 韩 式
22、曾 厚 度 、 要 求 的 出 水 量 、 滤 水 管 的 类 型 及 滤 水 孔的 大 小 、 间 隔 等 因 素 来 确 定 的 。 此 外 ， 还 应 注 意 ， 无 论 在 什 么 情况 下 ， 井 内 最 大 水 位 降 时 的 动 水 位 ， 不 能 降 至 滤 水 管 的 顶 端 。钻 孔 在 抽 水 过 程 中 ， 滤 水 管 内 的 进 水 规 律 一 般 是 从 上 而 下的 ， 进 水 量 逐 渐 减 小 。 可 分 为 最 优 进 水 段 、 一 般 进 水 段 和 不进 水 段 三 个 段 落 。 因 此 滤 水 管 的 长 度 是 有 限 的 ， 不 可 任 意 加 长 。当 钻 孔 的 涌 水 量 、 滤 水 管 类 型 确 定 之 后 ， 滤 水 管 的 长 度 ， 由 含 水层 的 厚 度 来 确 定 。 确 定 的 原 则 是 ： 当 含 水 层 在 1015m 之 间时 ， 滤 水 管 可 选 择 在 含 水 层 厚 度 的 50%70%。
