1、吉林省珲春市敬信盆地第四系地层与水文孔成孔工艺探讨摘要：敬信盆地位于吉林省延边朝鲜族自治州珲春市南部，盆地内广泛分布第四纪下更新统 Q1；中-上更新统 Q2-3；全新统 Q4 地层。其中中-上更新统 Q2-3 分布稳定、厚度大，主要由灰-青灰色淤泥、淤泥质粉砂组成。该层厚度最大 50m、平均厚度 39.45m。其中淤泥质粉砂遇水液化，淤泥孔缩十分严重，该区以往很多水文地质钻探孔、抽水孔、供水井皆因成孔工艺问题造成埋钻、废井、废孔、施工工期延长等事故 。笔者在该区工作多年针对敬信盆地地层松散、孔缩、遇水液化的特性，对成孔工艺、涌沙埋井问题做一下探讨。 关键词：成孔工艺、过滤器、孔缩 中图分类号：
2、TP65+2.1 文献标识码： A 一、盆地地层概况 敬信盆地位于吉林省延边朝鲜族自治州珲春市的南部。濒太平洋地槽褶皱带、延边海西期褶皱系的东端，盆地周围是由海西期花岗岩组成的低山丘陵。 盆地内第四纪地层为内陆湖沼相。主要由下更新统 Q1：由灰-黄色卵石、砾石、含砾粗砂、细沙等组成。厚度 0.4-17m，砾石砾径 2-200mm、最大可达 400mm,亚圆状、分选差。富水性强，单井涌水量1000m3/d，水质较好，是重要的供水水源方向；中-上更新统 Q2-3：主要由灰-青灰色淤泥、淤泥质粉砂组成，厚度 28.9-50m，富水性弱；全新统 Q4：现代风成沙堆积、湖沼堆积及坡洪积物等组成，厚度 2
3、.7-15m.。 二、地层条件与成孔工艺分析比较 盆地内第四纪地层可划分出上下两个主要含水层，1、上部的粉、细砂；淤泥质粉砂潜水含水层；2、底部的卵、砾石、含砾粗砂承压含水层。二者有一定的水力联系。 中-上更新统 Q2-3 分布稳定、厚度大，主要由淤泥-淤泥质粉砂层组成。该层厚度最大 50m、平均厚度 39.。4、最后洗井、成孔。 在敬信盆地施工水文地质抽水孔时，我们却不能采用常规的传统施工工艺方法成孔。主要原因是：1、主要供水含水层埋藏深度较大，大约在 30-50m 之间，赋存于第四纪地层底部；2、抽水孔或供水井必须揭露和穿过淤泥、淤泥质粉砂层，该层厚度大、粉砂遇水液化、淤泥孔缩，为成孔施工
4、增加了极大的困难；3、在清水及干钻的条件下护壁套管很难能按设计要求跟进至终孔深度，水文地质抽水孔套管口径大 325mm-420mm。如若采用多径多层套管跟入钻进成孔，对钻井设备的回转器的扭力及卷扬机的提升能力要求高，而且工艺复杂、劳动强大、成本高，不宜采用。 在煤田勘探中我们常常使用泥浆护壁，但泥浆不能用于水文地质抽水孔施工，1、不符合水文地质成孔规范要求；2、同时增加洗井难度、延长洗井时间、影响抽水质量等，亦不宜采用。 三、成孔工艺探讨 经过认真总结前人的经验及结合多年生产实践，我们根据敬信盆地地层条件及成孔困难的客观因素， 认为在敬信盆地施工水文地质抽水孔时、应主要解决两大问题：1、成孔工
5、艺问题；2 涌沙埋井问题。 （一） 、成孔工艺探讨： 1、根据敬信盆地第四系上部中-上更新统 Q2-3 地层淤泥孔缩、淤泥质粉砂遇水液化的特征。打破传统的单一成孔工艺方法，大胆的使用泥浆及套管护壁相结合的工艺方法；2、在接近主要含水层顶板时停止使用泥浆，此时护壁套管作为止水、阻涌砂封闭止水器不再起拔，有效地阻止了粉、细沙涌进井内；3、进入主要含水层、段时采用无水钻进（干钻）至终孔；4、成孔后先下入井管及过滤器，过滤器采用圆孔加肋包网式全部没入含水层中，形成完整井；5、纱网目数、砾石砾径应与井周围地层岩性相适应；6、最后洗井，先填砾后洗井能够较好的防止粉、细沙涌进井内。 关于水文地质抽水孔施工时
6、地层的划分：在抽水孔原址先施工小孔径钻孔，采用干钻取芯、泥浆护壁；钻进时停止泥浆循环、控制钻程，每次不超过 1m，岩芯采取率 80%以上。反复交替钻进施工、准确划分地层岩性；至终孔深度后、再扩孔成孔。 扩孔成孔时的泥浆使用：通常使用膨润土及黄粘土。黄粘土相对实用，来源广使用性能较好成本小，操作方便，在施工中不用添加化学泥浆。 （二） 、涌沙埋井及解决方法： 在敬信盆地施工水文地质抽水孔及供水井，成孔质量是主要问题。以往的抽水试验孔及水源井，有很多废孔、废井。有的是刚成孔就出现了涌砂埋井，有的在使用一至二年后生。废孔、废井的主要原因就是井壁外粉、细沙涌入井内埋没了供水含水层。然而造成含水层埋没的
7、主要原因，就是成孔工艺的细节问题。 1、封闭止水没有做好；2、过滤器的类型、纱网的目数选择不合理；3、砾石的砾径大小与井周围地层不相适。4、砾石的填入量小，只是采用了理论上的计算量，实际应远大于理论计算量。 解决方法：在实际生产中上部护壁套管可采用铁质卷管不再拔出，直接作为止水、阻砂封闭止水器永久存在。下入过滤器、填入砾料后，在含水层顶板之上 3-5m 处过滤器外填入 1:1 的水泥砂浆再次进行封闭止水。过滤器的类型可选择圆孔加肋缠丝或加肋缠丝包网过滤器，纱网的目数尽可能的选择大目数的网布，26-36 目数为好；砾石的选择应严格的按照含水层、组的颗粒级配组分情况以及地层条件，分层、分砾级投入。
8、先投入 d70-90 的 8-10 倍砾料埋没含水层 2/3 以上，然后再于含水层的上部投入 d50-60 的 8-10 倍砾料高出含水层顶板 3-5m；砾石的实际投入量要大于理论上的计算量，这是因为在洗井及抽水时，在地下水水动力的作用下含水层上部的粉、细砂具有液化现象，随同地下水的流动大量涌入井内，造成砾料下沉密实量大。洗井时可采用大流量、大扬程的水泵，间歇式抽水洗井，同时配合活塞洗井或采用空压机洗井。洗井后在重新做封闭止水。 四、结论 敬信盆地第四纪地层为内陆湖沼相，地表沼泽、湖泊、河流密布，但该区饮用水缺乏。其主要供水含水层埋藏深度大，含水层顶板为淤泥、淤泥质粉砂层，孔缩、遇水液化严重。在这样的地层条件下进行水文地质抽水孔及供水井的施工，成孔工艺是主要问题。认真总结前人的经验、结合生产实际，辩证的看待问题、才能找到解决问题的途径。 参考文献： 1、吉林省、珲春市水资源及环境地质综合评价报告 2、敬信九沙坪供水井报告 3、敬信二道泡抽水试验井报告
