根河地區(qū)專業(yè)打井施工方案一、工程概況1.1項目背景本項目位于內(nèi)蒙古自治區(qū)根河市境內(nèi)，地處大興安嶺北段西坡，屬寒溫帶濕潤型森林氣候。根河市平均海拔1000米，年平均氣溫-5.3℃，極端低溫可達(dá)-58℃，冬季持續(xù)時間超過250天，凍土深度普遍達(dá)2米以上。區(qū)域內(nèi)主要河流為根河及其支流圖里河、伊圖里河，流域面積15796平方公里，地下水資源豐富但埋藏條件復(fù)雜，需通過專業(yè)打井工藝實現(xiàn)有效開發(fā)。1.2地質(zhì)條件分析根河市地形以山地林區(qū)為主，依根河口以上區(qū)域河谷呈槽形，谷坡30~35度，谷寬1~2公里，主要分布興安落葉松、白樺等植被。地質(zhì)構(gòu)造呈現(xiàn)"上層凍土-中層含水層-下層基巖"的三層結(jié)構(gòu)：表層：0~2.5米為季節(jié)性凍土，冬季凍結(jié)期達(dá)6-7個月，夏季表層融化形成1~1.5米活動層中層：2.5~50米為松散堆積層，含砂礫石層與黏土層互層，局部夾有泥炭質(zhì)沼澤沉積下層：50米以下為花崗巖或玄武巖基巖，裂隙發(fā)育區(qū)為主要含水層地下水位受季節(jié)影響顯著，春季凌汛期（4-5月）水位最高，冬季枯水期（12-2月）水位最低，年變幅可達(dá)3~5米。水質(zhì)類型以HCO?-Ca型為主，礦化度低于100毫克/升，pH值6.5~8.5，總硬度15~35毫克/升，屬優(yōu)質(zhì)地下水。二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備地質(zhì)詳勘采用地質(zhì)雷達(dá)與鉆探結(jié)合的勘查方法，布設(shè)3個勘查孔，深度達(dá)80米。通過土壤取樣分析確定：0~2.5米：凍土層，含冰量15~20%2.5~12米：黏土層，滲透系數(shù)0.01~0.1米/天12~35米：砂礫石含水層，厚度23米，滲透系數(shù)5~8米/天35~50米：泥巖層，隔水層50米以下：玄武巖裂隙含水層，裂隙率3~5%井型設(shè)計井深：80米（穿透基巖含水層10米）井徑：上部600mm（0~50米），下部300mm（50~80米）過濾器：35~50米段采用橋式濾水管，纏絲間距1.5mm，外包80目尼龍網(wǎng)井管材料：Q235B無縫鋼管，壁厚6mm，底部焊接6mm厚鋼板封底2.2設(shè)備配置設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量用途鉆機(jī)XY-200型液壓鉆機(jī)1臺鉆進(jìn)成孔空壓機(jī)VY-12/7型1臺氣動潛孔錘破碎基巖泥漿泵BW-250型1臺泥漿循環(huán)井管焊接機(jī)NBC-500型1臺井管連接凍土破碎裝置定制低溫鉆頭2套穿透凍土層水文測井儀JGS-1型1臺含水層定位柴油發(fā)電機(jī)50kW1臺野外供電保溫棚10m×6m×3m1座冬季施工防護(hù)2.3材料準(zhǔn)備井管材料：Φ325×6mm無縫鋼管60米，Φ219×6mm橋式濾水管20米濾料：2~5mm石英砂5m3，含泥量＜3%止水材料：優(yōu)質(zhì)黏土球（直徑40~60mm）2m3，含水量25~30%鉆井液：鈉基膨潤土1.5噸，CMC添加劑0.2噸，燒堿0.1噸保溫材料：阻燃保溫棉（厚度50mm）100㎡，電伴熱帶50米2.4現(xiàn)場準(zhǔn)備場地平整：清理30m×20m施工場地，采用凍土破碎機(jī)處理地表凍層，碾壓密實后鋪設(shè)200mm厚級配砂石墊層設(shè)備安裝：鉆機(jī)基礎(chǔ)采用現(xiàn)澆C20混凝土平臺（3m×4m×0.3m），安裝時使用水平儀校準(zhǔn)，垂直度偏差≤0.5°循環(huán)系統(tǒng)：開挖泥漿池（5m×3m×2m）和沉淀池（3m×2m×1.5m），采用雙層防滲膜（HDPE材質(zhì)，厚度1.5mm）鋪設(shè)冬季防護(hù)：搭建保溫棚，配置燃油熱風(fēng)機(jī)（功率30kW），確保棚內(nèi)溫度不低于5℃；安裝避雷針（高度15m）和接地系統(tǒng)（接地電阻≤4Ω）三、施工工藝3.1鉆進(jìn)施工采用"分段鉆進(jìn)、分級擴(kuò)孔"工藝，具體流程如下：凍土段鉆進(jìn)（0~2.5m）使用定制低溫合金鉆頭，采用低速慢進(jìn)工藝，轉(zhuǎn)速控制在20~30r/min，進(jìn)尺速度≤0.5m/h。每鉆進(jìn)0.5m進(jìn)行孔內(nèi)測溫，當(dāng)孔底溫度低于-5℃時，注入30℃溫水循環(huán)，防止鉆頭凍結(jié)。松散層鉆進(jìn)（2.5~50m）采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，泥漿配比為：水1000L+膨潤土80kg+CMC2kg+燒堿3kg，控制泥漿密度1.1~1.2g/cm3，黏度22~25s。鉆進(jìn)參數(shù)：鉆壓：15~20kN轉(zhuǎn)速：60~80r/min泵量：150~200L/min每鉆進(jìn)5米取樣一次，繪制地質(zhì)柱狀圖，實時調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)?；鶐r段鉆進(jìn)（50~80m）更換氣動潛孔錘鉆進(jìn)，空壓機(jī)工作壓力1.2~1.5MPa，風(fēng)量12m3/min。采用"跳鉆法"施工，每次沖擊行程0.8~1.2m，沖擊頻率40~50次/min。鉆進(jìn)過程中每小時測定孔斜，確?？仔倍取?°/100m。3.2成井工藝換漿清孔鉆孔達(dá)到設(shè)計深度后，采用"稀漿置換法"清孔：先注入清水循環(huán)30min，排出孔底沉渣再注入密度1.05g/cm3的稀漿，自下而上置換原濃漿當(dāng)返出泥漿黏度降至18~20s，含砂量＜2%時結(jié)束換漿井管安裝采用"三吊點(diǎn)起吊法"下管，吊點(diǎn)間距20米，使用井管找中器確保居中井管連接采用坡口焊接，焊口高度≥8mm，焊后進(jìn)行水壓試驗（0.6MPa，30min無壓降）濾水管段安裝時，外包80目尼龍網(wǎng)，用不銹鋼扎帶固定，間距10cm填礫與止水填礫：從35米處開始填入2~5mm石英砂，采用"管外返水投礫法"，投礫速度控制在0.5m3/h，同時測量礫面高度，確保均勻填入止水：在12~15米段填入黏土球，分層夯實，每層厚度30cm，總高度3米，止水段以上用原土回填至地表3.3洗井與抽水試驗洗井工藝采用"活塞洗井+空壓機(jī)聯(lián)合洗井"方法：活塞洗井：從孔底向上分段提拉，每次行程1.5米，往復(fù)頻率10~15次/min，持續(xù)8小時空壓機(jī)洗井：采用"水氣混合噴射法"，風(fēng)壓0.8MPa，風(fēng)量6m3/min，洗井至出水量穩(wěn)定且含砂量＜1/20萬抽水試驗進(jìn)行三次降深抽水試驗：第一次降深：2米，穩(wěn)定8小時，出水量15m3/h，含砂量0.004%第二次降深：4米，穩(wěn)定12小時，出水量28m3/h，含砂量0.003%第三次降深：6米，穩(wěn)定24小時，出水量35m3/h，含砂量0.002%恢復(fù)水位觀測顯示，停抽后1小時水位恢復(fù)80%，24小時恢復(fù)至原始水位，表明含水層補(bǔ)給條件良好。四、質(zhì)量控制4.1關(guān)鍵控制點(diǎn)控制項目允許偏差檢測方法檢測頻率孔斜度≤1°/100m測斜儀每50米一次井徑+50mm/-20mm井徑儀全孔檢測濾水管安裝位置±300mm測繩測量安裝后檢查填礫厚度≥100mm聲波檢測儀填礫后檢測洗井含砂量≤1/20萬含砂量測定儀每2小時一次4.2冬季施工保障措施材料保溫鉆井液采用電伴熱帶保溫，循環(huán)系統(tǒng)設(shè)加熱裝置，確保泥漿溫度≥15℃水泥、黏土等材料存放于保溫棚內(nèi)，溫度不低于10℃焊接作業(yè)前對管材預(yù)熱至5℃以上，避免低溫焊接脆裂設(shè)備防護(hù)液壓系統(tǒng)使用低溫抗磨液壓油（黏度指數(shù)＞140）柴油機(jī)水箱添加防凍液（冰點(diǎn)-40℃）夜間停工時，鉆機(jī)鉆桿提至孔外，防止凍結(jié)卡鉆質(zhì)量監(jiān)控采用地質(zhì)雷達(dá)實時監(jiān)測凍土界面變化安裝孔內(nèi)溫度計，每小時記錄溫度數(shù)據(jù)混凝土采用早強(qiáng)防凍型，摻加NC-4型防凍劑（摻量3%）4.3安全控制凍土作業(yè)安全施工平臺邊緣設(shè)置1.2米高防護(hù)欄桿，懸掛安全警示標(biāo)志凍土開挖采用分層開挖法，每層厚度≤0.5米，坡度1:1.5配備融冰設(shè)備，防止場地結(jié)冰打滑機(jī)械操作安全鉆機(jī)操作手需持特種作業(yè)證上崗，崗前培訓(xùn)不少于8學(xué)時設(shè)備傳動部位安裝防護(hù)罩，電氣設(shè)備設(shè)漏電保護(hù)器（動作電流≤30mA）高空作業(yè)（井架維修）使用雙鉤安全帶，搭設(shè)作業(yè)平臺應(yīng)急準(zhǔn)備配備應(yīng)急發(fā)電機(jī)（20kW），確保停電時保溫系統(tǒng)正常運(yùn)行儲備融雪劑（500kg）和防滑砂（2m3），應(yīng)對突發(fā)降雪現(xiàn)場設(shè)置醫(yī)療急救箱，配備凍傷治療藥品和急救設(shè)備五、施工進(jìn)度計劃施工階段起止時間工期關(guān)鍵任務(wù)準(zhǔn)備階段4月1日-4月15日15天地質(zhì)勘查、設(shè)備進(jìn)場、場地平整鉆進(jìn)施工4月16日-5月5日20天凍土段鉆進(jìn)、松散層鉆進(jìn)、基巖鉆進(jìn)成井施工5月6日-5月15日10天換漿清孔、井管安裝、填礫止水洗井試驗5月16日-5月25日10天聯(lián)合洗井、抽水試驗、水質(zhì)檢測驗收交付5月26日-5月30日5天資料整理、竣工驗收、交付使用注：本計劃基于5-6月施工編制，若冬季施工需增加20天工期（含保溫措施搭設(shè)與低溫降效）六、工程驗收6.1驗收標(biāo)準(zhǔn)水井質(zhì)量出水量：≥30m3/h（降深6米時）含砂量：≤1/20萬（體積比）水質(zhì)：符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)井管垂直度：≤1°/100m井口標(biāo)高：±50mm（相對設(shè)計標(biāo)高）資料提交驗收時需提交以下資料：地質(zhì)勘查報告（含鉆孔柱狀圖、含水層分析）施工記錄（鉆進(jìn)日志、洗井記錄、抽水試驗曲線）質(zhì)量檢測報告（井徑、孔斜、含砂量檢測數(shù)據(jù)）水質(zhì)檢測報告（由第三方檢測機(jī)構(gòu)出具）竣工圖（井身結(jié)構(gòu)、濾水管布置、止水設(shè)計）6.2驗收流程施工單位自檢：對照設(shè)計文件進(jìn)行全面自檢，提交自檢報告監(jiān)理驗收：監(jiān)理工程師對工程質(zhì)量進(jìn)行驗收，簽署驗收意見第三方檢測：委托第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽水試驗和水質(zhì)檢測業(yè)主驗收：組織設(shè)計、監(jiān)理、施工單位進(jìn)行最終驗收竣工驗收備案：向當(dāng)?shù)厮块T提交驗收資料備案七、后期管理7.1井口設(shè)施井口裝置安裝鋼筋混凝土井臺（1.2m×1.2m×0.3m），高出地面0.5m配備防盜井蓋（鑄鐵材質(zhì)，鎖閉裝置）安裝井口保溫裝置，采用聚氨酯發(fā)泡保溫（厚度80mm），確保冬季井口不凍結(jié)監(jiān)測系統(tǒng)安裝水位計（精度±2cm），實時監(jiān)測地下水位變化設(shè)置水質(zhì)取樣口，每月取樣檢測一次安裝流量計，記錄累計出水量7.2維護(hù)保養(yǎng)定期維護(hù)每季度進(jìn)行一次簡易洗井，采用空壓機(jī)沖洗30分鐘每年進(jìn)行一次全面檢測，包括井徑測量、濾水管狀況評估冬季（11月至次年3月）每周檢查井口保溫情況，確保保溫層完好故障處理出水量減少：采用"鹽酸酸化處理"（濃度5%，用量5m3），疏通含水層裂隙含砂量超標(biāo)：分析原因，必要時補(bǔ)填濾料或修復(fù)濾水管井口凍結(jié)：采用電伴熱融冰，嚴(yán)禁使用明火烘烤7.3環(huán)境保護(hù)施工期環(huán)保泥漿水經(jīng)三級沉淀后回用，鉆渣集中堆放，施工結(jié)束后運(yùn)至指定棄渣場生活污水經(jīng)化糞池處理后用于場地綠化施工噪聲控制在晝間≤70dB，夜間