水井成井工艺

1、4.填砾填砾5.止水止水铸铁井管，钢质井管，玻璃钢井管，铸铁井管，钢质井管，玻璃钢井管，聚氯乙烯井管（聚氯乙烯井管（PVCPVC）；）；表表1-1 井壁管类型选择井壁管类型选择井管类型井管类型井管特性井管特性适适 用用 条条 件件孔深孔深水质水质铸铁井管铸铁井管抗压、抗侧压强度较高，耐抗压、抗侧压强度较高，耐冲击、抗拉强度较低，有一冲击、抗拉强度较低，有一定防腐蚀性能定防腐蚀性能中深孔、浅孔中深孔、浅孔适于一般适于一般水质的水水质的水井中使用井中使用钢质井管钢质井管抗拉、抗压、抗侧压抗弯强抗拉、抗压、抗侧压抗弯强度高，有一定的抗腐蚀性能，度高，有一定的抗腐蚀性能，成本较高成本较高深孔、中深孔深

2、孔、中深孔玻璃钢井管玻璃钢井管耐腐蚀性能良好，质量轻，耐腐蚀性能良好，质量轻，有较高的强度，但成本较高有较高的强度，但成本较高中深孔、深孔中深孔、深孔适于一般适于一般水质的水水质的水井和腐蚀井和腐蚀性较大的性较大的水井中水井中聚氯乙烯井管聚氯乙烯井管（PVCPVC）耐腐蚀性良好，质量轻，价耐腐蚀性良好，质量轻，价格低，强度较低格低，强度较低浅孔、中深孔浅孔、中深孔缠丝过滤管，桥式过滤管，聚氯乙缠丝过滤管，桥式过滤管，聚氯乙烯（烯（PVCPVC）过滤管，玻璃钢过滤管，贴砾过滤管，笼状过）过滤管，玻璃钢过滤管，贴砾过滤管，笼状过滤，包网过滤管，裸眼过滤管。滤，包网过滤管，裸眼过滤管。圆孔滤水管结构

3、图圆孔滤水管结构图2 条缝滤水管的条缝形式图条缝滤水管的条缝形式图条缝的宽度取决于含水层的粒度，其标准宽度为条缝的宽度取决于含水层的粒度，其标准宽度为: 2.0, 2.5, 3.0, 4.0mm。长度一般为。长度一般为150mm，各排条缝之间的距离为，各排条缝之间的距离为10-20mm。筋条滤水管筋条滤水管1-短管；短管；2-筋条；筋条；3-支撑圈支撑圈1.4.5 包网滤水管包网滤水管包网滤水管包网滤水管1-骨架管；骨架管；2-钢筋；钢筋；3-包网包网1.4.6 砾石滤水管砾石滤水管 筐状砾石滤水管和筐状砾石滤水管和带罩砾石滤水管带罩砾石滤水管砾石滤水管砾石滤水管A-填充式；填充式；B-筐状砾

4、石滤水管；筐状砾石滤水管；C-带罩砾石滤水管带罩砾石滤水管1-滤水管骨架或网状滤水管；滤水管骨架或网状滤水管；2-砾石填料；砾石填料；3-铁质填砾筐；铁质填砾筐；4-外罩外罩1.4.7. 1.4.8.1.4.9.过滤管类型过滤管类型过滤管特性过滤管特性适用条件适用条件缠丝过滤管缠丝过滤管 易于制造，适应性易于制造，适应性广，可根据水质选择缠广，可根据水质选择缠丝的材料和断面形状，丝的材料和断面形状，具有一定的防腐蚀能力具有一定的防腐蚀能力和较好的挡砂透水性能和较好的挡砂透水性能 与管外填砾配合，与管外填砾配合，适用于第四纪和基岩含适用于第四纪和基岩含水层，若能按水质选择水层，若能按水质选择骨架

5、管和缠丝材料，可骨架管和缠丝材料，可用于各种水质水井中用于各种水质水井中桥式过滤管桥式过滤管 滤缝为桥式结构，滤缝为桥式结构，不易堵塞，透水性好，不易堵塞，透水性好，应根据水质选择骨架材应根据水质选择骨架材料，有较好防腐蚀性能料，有较好防腐蚀性能 与管外填砾配合，与管外填砾配合，适用于第四纪含水层和适用于第四纪含水层和基岩含水层，若能按水基岩含水层，若能按水质选择骨架管，可用于质选择骨架管，可用于各种水质水井中各种水质水井中过滤管类型及选择过滤管类型及选择聚氯乙烯聚氯乙烯（PVCPVC）过滤管过滤管滤缝直接开在骨架管上，呈外窄滤缝直接开在骨架管上，呈外窄内宽结构，不易堵塞，透水性好，内宽结构，

6、不易堵塞，透水性好，有良好的防腐蚀性能，成本较低有良好的防腐蚀性能，成本较低与管外填砾配合，适用与管外填砾配合，适用于第四纪和基岩含水层，于第四纪和基岩含水层，尤其适用于腐蚀性较大尤其适用于腐蚀性较大的水井中的水井中玻璃钢过滤管玻璃钢过滤管用玻璃纤维交织缠绕成表面呈网用玻璃纤维交织缠绕成表面呈网状结构的过滤管，有良好的防腐状结构的过滤管，有良好的防腐蚀性能，质量轻，强度较大蚀性能，质量轻，强度较大贴砾过滤管贴砾过滤管砾石和过滤管合为一体具有良好砾石和过滤管合为一体具有良好的挡砂、透水性能，应根据含水的挡砂、透水性能，应根据含水层颗粒大小，选择相应的贴砾规层颗粒大小，选择相应的贴砾规格的过滤管格

7、的过滤管应根据水质选择骨架管应根据水质选择骨架管可适用于各种水质的水可适用于各种水质的水井中，尤其适用于填砾井中，尤其适用于填砾困难的细粉砂含水层水困难的细粉砂含水层水井中井中续表续表1-2 笼状过滤管笼状过滤管填砾和过滤管合为一体，具有良填砾和过滤管合为一体，具有良好的挡沙和透水性能好的挡沙和透水性能适用于粉细砂含水层和适用于粉细砂含水层和填砾困难的井中填砾困难的井中包网过滤管包网过滤管滤网孔眼容易堵塞，透水性能差滤网孔眼容易堵塞，透水性能差用于不能填砾的中细粉用于不能填砾的中细粉沙含水层中沙含水层中裸眼过滤管裸眼过滤管透水性能好，挡沙作用差透水性能好，挡沙作用差只适用于粗颗粒含水层只适用于

8、粗颗粒含水层和不含细粒的虺隙含水和不含细粒的虺隙含水层水井中层水井中续表续表1-2 表表3-1 下管方法选择下管方法选择下下 管管 方方 法法适适 用用 条条 件件井管连接方式井管连接方式井管总重量井管总重量悬吊下管法悬吊下管法丝扣或电焊连接管丝扣或电焊连接管小于下管设备的安全负荷和小于下管设备的安全负荷和小于井管的抗拉强度时采用小于井管的抗拉强度时采用浮力下管法浮力下管法大于下管设备的安全负荷或大于下管设备的安全负荷或大于井管的抗拉强度时采用大于井管的抗拉强度时采用兜底下管法兜底下管法非丝扣或电焊连接的井管非丝扣或电焊连接的井管小于下管设备的安全负荷和小于下管设备的安全负荷和井管的抗压强度及

9、大于井管井管的抗压强度及大于井管的抗拉强度时采用的抗拉强度时采用二次或多次下二次或多次下管法管法非丝扣或电焊连接管或丝扣连非丝扣或电焊连接管或丝扣连接管接管大于下管设备的安全负荷时；大于下管设备的安全负荷时；或采用浮力塞后有效重量大或采用浮力塞后有效重量大于井管抗拉强度时于井管抗拉强度时4. 填砾填砾n填砾是在滤水管与含水层孔壁之间，填入大于含水层砂粒直径的砾填砾是在滤水管与含水层孔壁之间，填入大于含水层砂粒直径的砾石材料，造成一个人工过滤层，以增大出水量。石材料，造成一个人工过滤层，以增大出水量。这一工序必须在下这一工序必须在下完井管后立即进行，完井管后立即进行， 如拖延时间过长，则易造成孔

10、壁坍塌、涌砂、如拖延时间过长，则易造成孔壁坍塌、涌砂、缩径等现象，严重时会造成钻孔报废。因此，必须及时认真做好填缩径等现象，严重时会造成钻孔报废。因此，必须及时认真做好填砾工作。砾工作。a.在滤水管与孔壁之间形成一个人工过滤层。经过洗井和抽水试验后，在滤水管与孔壁之间形成一个人工过滤层。经过洗井和抽水试验后，使砾料颗粒有规律地进行排列，即由滤水管向外砾料逐渐由大变小，使砾料颗粒有规律地进行排列，即由滤水管向外砾料逐渐由大变小，以增大滤水管外的滤水性能，减少进水时的水头损失，可增大单井以增大滤水管外的滤水性能，减少进水时的水头损失，可增大单井出水量。出水量。b.由于人工过滤层的形成，可防止含水层

11、中细小砂砾涌进管内起挡砂由于人工过滤层的形成，可防止含水层中细小砂砾涌进管内起挡砂滤水作用，故可延长水井使用寿命。滤水作用，故可延长水井使用寿命。c.平衡井壁与井管之间的力学状态。平衡井壁与井管之间的力学状态。4.1 砾料的选择砾料的选择砾料的规格、形状和材质，直接影响人工过滤层的透水性砾料的规格、形状和材质，直接影响人工过滤层的透水性和井水中的含砂量。为增加水井出水量，延长水井使用寿和井水中的含砂量。为增加水井出水量，延长水井使用寿命，必须合理选择砾料。命，必须合理选择砾料。正确的选择砾料规格是减少涌砂，取得最大出水量的基本正确的选择砾料规格是减少涌砂，取得最大出水量的基本保证。合理的砾料规

12、格，必须通过对含水砂层的筛分资料保证。合理的砾料规格，必须通过对含水砂层的筛分资料来确定，砾料颗粒的大小决定填砾层的滤水性能。根据试来确定，砾料颗粒的大小决定填砾层的滤水性能。根据试验证明，砾料与含水砂层颗粒间的合理级配关系为：砾料验证明，砾料与含水砂层颗粒间的合理级配关系为：砾料直径直径D 50 应为含水砂层粒径应为含水砂层粒径d50 的的6-10 倍。即：倍。即： 当比值过大时渗透性能好，挡砂作用差，水中含砂量当比值过大时渗透性能好，挡砂作用差，水中含砂量大，细颗粒易堵塞间隙；比值过小挡砂作用好，但砂层中大，细颗粒易堵塞间隙；比值过小挡砂作用好，但砂层中的细砂冲不走堆积在砾料周围，使进水阻

13、力增加，渗透性的细砂冲不走堆积在砾料周围，使进水阻力增加，渗透性能差。选择填砾规格时，可参考表能差。选择填砾规格时，可参考表4-1。表表4-1 选择填砾规格选择填砾规格4-2 砾料形状、材质及填砾厚度、高度砾料形状、材质及填砾厚度、高度砾料形状以浑圆状为佳砾料形状以浑圆状为佳，浑圆状砾料具有较高的透水性和阻挡砂砾的，浑圆状砾料具有较高的透水性和阻挡砂砾的能力。带有棱角的人工碎石，往往造成井水中含砂量增加。能力。带有棱角的人工碎石，往往造成井水中含砂量增加。砾料的材砾料的材质以坚硬、不易被腐蚀的石英砂砾为好。质以坚硬、不易被腐蚀的石英砂砾为好。增大填砾层的厚度，扩大人工过滤层范围，可增大水井的出

14、水量。因增大填砾层的厚度，扩大人工过滤层范围，可增大水井的出水量。因此，在条件允许时，应尽量加大填砾厚度，一般填砾厚度为此，在条件允许时，应尽量加大填砾厚度，一般填砾厚度为75-100 mm 。填砾高度：应考虑洗井、抽水过程中砾料会密实下沉（一般下沉填砾高度：应考虑洗井、抽水过程中砾料会密实下沉（一般下沉15 -110） 填砾高度应超过含水层顶板，超过的高度应根据含水层的具填砾高度应超过含水层顶板，超过的高度应根据含水层的具体条件来确定。一般要求超过含水层顶板体条件来确定。一般要求超过含水层顶板3-5 m 。若被开采含水层靠。若被开采含水层靠近咸淡水界面时，填砾高度要低于咸淡水界面近咸淡水界面

15、时，填砾高度要低于咸淡水界面5 m以上。以上。填砾量的计算填砾量的计算n孔内所需砾料的数量可用下式计算：孔内所需砾料的数量可用下式计算：n Q 0.85 （D 2 d2） LKn式中：式中：Q - 填砾所需数量，填砾所需数量，m 3 ；n D - 孔径，孔径，m ；n d - 井管直径，井管直径，m ；n L - 填砾孔段的长度，填砾孔段的长度，m ；n K - 超径系数一般取，超径系数一般取，1.2 1.5 。5. 止止 水水为了对目的含水层以外的其它含水地层或非含水层进行封为了对目的含水层以外的其它含水地层或非含水层进行封闭与隔离，以防止对目的含水层的干扰或污染，为此目的闭与隔离，以防止对

16、目的含水层的干扰或污染，为此目的而进行的处理工作称为止水而进行的处理工作称为止水。水文地质钻孔和供水钻孔一般均采用套管隔离的方法进行水文地质钻孔和供水钻孔一般均采用套管隔离的方法进行止水，在止水位置用止水材料封闭套管与孔壁之间的间隙。止水，在止水位置用止水材料封闭套管与孔壁之间的间隙。选用的止水材料必须符合经济、耐久、可靠的原则。常用选用的止水材料必须符合经济、耐久、可靠的原则。常用的止水材料有下列几种的止水材料有下列几种:海带海带具有柔软、遇水膨胀、压缩后不透水、气等性能（海带遇水后两具有柔软、遇水膨胀、压缩后不透水、气等性能（海带遇水后两小时内体积剧增，四小时趋于稳定，膨胀后体积增大（小时

17、内体积剧增，四小时趋于稳定，膨胀后体积增大（3-4 倍）倍） 因此，因此， 多用在松散地层与基岩钻孔中作临时性止水材料多用在松散地层与基岩钻孔中作临时性止水材料，选用的海带以肉厚、，选用的海带以肉厚、叶宽、体长者为好。叶宽、体长者为好。橡胶橡胶具有弹性和对水气不渗透的特性，将其制成一定几何形状如胶球、具有弹性和对水气不渗透的特性，将其制成一定几何形状如胶球、胶圈、胶囊等，固定在止水管外部，进行压缩、充气或充水等方法使胶圈、胶囊等，固定在止水管外部，进行压缩、充气或充水等方法使之膨胀，将止水管与孔壁环状间隙封闭，从而达到止水目的。之膨胀，将止水管与孔壁环状间隙封闭，从而达到止水目的。橡胶止橡胶止

18、水一般适用于较完整的基岩孔或探采结合孔的管内临时止水，在松散水一般适用于较完整的基岩孔或探采结合孔的管内临时止水，在松散地层中也可使用。地层中也可使用。粘土粘土具有一定粘结力和抗剪强度，压实后具有不透水性。具有一定粘结力和抗剪强度，压实后具有不透水性。可在一些地可在一些地下水承压不高、流量不大松散地层或基岩中作永久止水材料下水承压不高、流量不大松散地层或基岩中作永久止水材料。其优点。其优点是操作方便、成本低、止水效果可靠等。使用时多将粘土搓成直径是操作方便、成本低、止水效果可靠等。使用时多将粘土搓成直径30 -40mm的小球，经阴干后投入孔内、投入厚度一般为的小球，经阴干后投入孔内、投入厚度一

19、般为3-5 m 。水泥水泥具有良好的隔水性，能在水中硬化，并且与孔壁岩石有一定的胶具有良好的隔水性，能在水中硬化，并且与孔壁岩石有一定的胶结力，是一种很好的结力，是一种很好的永久止水材料永久止水材料。粘土球为填止水粘土球为填止水（1） 粘土球必须揉实、风干，投入速度粘土球必须揉实、风干，投入速度不宜过快，以防中途堵塞，并以大小不同不宜过快，以防中途堵塞，并以大小不同直径的粘土球混杂投入，以缩小粘土之间直径的粘土球混杂投入，以缩小粘土之间的空隙。在投的过程中要经常测量孔深，的空隙。在投的过程中要经常测量孔深，如发现中间架桥要及时处理，投球结束后，如发现中间架桥要及时处理，投球结束后，再投入再投入

20、1 -2 m 粘土碎块，以使其遇水溶化粘土碎块，以使其遇水溶化后充填在粘土球间隙中，以增强止水效果。后充填在粘土球间隙中，以增强止水效果。（2） 填砾后，要用提筒或活塞进行提、填砾后，要用提筒或活塞进行提、拉洗井以使砾料沉实，然后再进行粘土球拉洗井以使砾料沉实，然后再进行粘土球围填止水。围填止水。粘土球为填止水粘土球为填止水1-井管；2-粘土球；3-砾料；4-滤水管；5-沉淀管6. 洗洗 井井6.1 洗井的目的洗井的目的: 洗井：洗井：清除井壁上的泥皮，把深入到含水层中的泥浆抽吸出清除井壁上的泥皮，把深入到含水层中的泥浆抽吸出来，恢复含水层来，恢复含水层 的孔隙；甚至抽出含水层的一部分细颗粒，

21、的孔隙；甚至抽出含水层的一部分细颗粒，扩大含水层的孔隙，形成人工过滤层。扩大含水层的孔隙，形成人工过滤层。清除在钻进过程中孔内岩屑和泥浆对含水层的封闭。清除在钻进过程中孔内岩屑和泥浆对含水层的封闭。抽出滤水管周围含水层中的泥土、粉砂，细砂以疏通水路。抽出滤水管周围含水层中的泥土、粉砂，细砂以疏通水路。在滤水管周围形成一层由粗到细的良好的人工滤水层，以增在滤水管周围形成一层由粗到细的良好的人工滤水层，以增大滤水管周围的渗透性能，使其达到应有的出水量和使用寿大滤水管周围的渗透性能，使其达到应有的出水量和使用寿命。洗井工作必须在下管，填砾，止水后立即进行，以防止命。洗井工作必须在下管，填砾，止水后立即进行，以防止因停置时间过长，井壁泥皮硬化，造成洗井困难，影响钻井因停置时间过长，井壁泥皮硬化，造成洗井困难，影响钻井的出水量。的出水量。6.2 洗井方法洗井方法: 喷嘴反冲洗井喷嘴反冲洗井 空气激荡洗井空气激荡洗井 喷射洗井喷射洗井7. 抽水试验抽水试验n水量测量水量测量n测量水量的工具有量水堰、量水箱、水表等。测量水量的工具有量水堰、量水箱、水表等。在水文地质勘探工作中最常用的是量水堰。在水文地质勘探工作中最常用的是量水堰。n堰口为一顶角向下的直角等腰三角形，堰口为一顶角向下的直角等腰三角形， 堰口堰口