降水工程正循环回转钻进成孔成井施工工艺流程及其技术质量标准.docx

1、降水工程正循环回转钻进成孔成井施工工艺流程及其技术质量标准降水工程正循环回转钻进成孔、成井施工工艺流程及其技术、质量标准一、编制依据：建筑与市政降水工程降水规范（JGJ/111-98）；供水管井技术规范（GB50296-2014）；供水水文地质钻探与管井施工操作规程（CJJ/13-2013）；供水水文地质勘察规范（GB50027-2001）；岩土工程勘察规范（DGJ08-37-2012）；建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）等规范规程的要求；基坑降水手册（上海长凯岩土工程有限公司）。2、降水井管井材料的质量要求降水井常用的井管（包括井壁管及过滤器）有钢管、铸铁管、PVC管、石棉水泥管

2、、木管、矿渣混凝土管和砾石水泥管等。本标准针对公司目前采用较多的钢管为主。当降水设计采用其它材料的井管时，应编制相应井管的材料的质量要求。钢制井管及滤管应符合以下要求：井管应能经受管壁外侧岩层和人工填充物的压力及侧向水压力的影响，因此管壁要有一定的抗压、抗剪和抗弯强度；井管管身不能弯曲，连接部分也应保证不弯曲，以便安装时能使井管顺利下入井孔，并保持整个井壁垂直，便于安装抽水设备和进行维修；井管内壁应平滑、圆整，圆整度以能满足活塞洗井的要求；以焊接方式连接的井管，其两端端口面应与井管轴线相垂直，在两端连接处宜采用包箍连接，包箍的内侧直径宜大于井管外径4mm左右；井管、滤管(桥式滤管及钢质圆孔滤管

3、）、沉淀管进场后，应检验井管、滤水管的缝隙（桥高）或钢质圆孔的孔隙率、沉淀管（沉淀管应封底）的直径、管壁厚度、长度与结构是否符合供水管井技术规范（GB502962014）的有关规定及降水设计要求，并做好验收记录。1、井管：一般采用钢板卷焊管，疏干井的井壁管壁厚一般不小于3.0mm，减压井的井管壁厚一般不小于4.0mm，材质为Q325B。（要求管身的强度和圆整度须满足活塞洗井的要求）。2、过滤器：一般采用桥式滤管或钢质圆孔滤管外包尼龙滤网的过滤器。滤管一般采用钢板卷焊管，滤水管的壁厚、直径与井管的壁厚、直径及材质相同。（1）过滤器类型1）桥式过滤器：桥式滤管外壁包裹滤网后构成了桥式过滤器。当根据

4、降水目的层土颗粒所选择的级配滤料粒径D30大于滤管的净桥高时，可将未包裹滤网的桥式滤管直接作为过滤器使用。桥式滤水管常用规格及相关参数参见下表1：桥式滤管常用的规格与相关参数 表1 管 径（mm）壁 厚(mm)抱箍高度(mm)不同净桥高（mm）的滤水管孔隙率（%）1.01.52.02.52193509.044.116.9422.032734608.3913.0816.9422.033255708.3913.0816.9422.032）钢质圆孔滤管滤网过滤器：钢质圆孔滤管滤网过滤器是以薄钢板冲孔后卷制的圆孔滤管为内层结构，以点焊于滤管外壁的纵向均布钢筋为垫筋或衬垫于滤管外的螺旋立体金属丝网或梯形

5、金属丝网为垫网，外包滤网的结构形式。钢质圆孔滤水管常用规格及相关参数见下表2：钢质圆孔滤水管常用规格及相关参数 表2管 径（mm）壁 厚(mm)单节长度（m）垫筋直径（mm）垫筋数(mm)抱箍高度(mm)圆孔直径（mm）滤管孔隙率(%)219346105011730273446681260121731325546681470121731注：单节长度根据钻机设备机架的高度来选用。（2）过滤器规格 1）滤管规格：参见表1与表2 2）滤管孔隙率：滤管的孔隙率参考值可参见下表3： 降水管井的滤管孔隙率参考值 表3 土层名称粉土粉砂、细砂中砂、粗砂砾砂含粗砂砾石孔隙率（%）非承压含水层814202832

6、承压含水层1220283640 3）垫筋垫网规格 垫筋规格：降水管井采用钢质圆孔滤管时，为充分利用过滤器的孔隙率，需要在滤网与滤管之间设置与径流畅通的架空条件采用纵向钢筋作为外滤网的垫筋，以减少井的水头损失。垫筋的设置参见下表4：钢质圆孔滤管滤网的纵向垫筋规格与均布数量 表4滤管外径（mm）G1.0时纵向垫筋（直径）均布根数G2.0时纵向垫筋（直径）均布根数6810681021910981110927312109131110325131110151211注：G1.0、G2.0分别表示两相邻垫筋外切点连线中点与滤管外壁面之间的最小间隙为1.0mm和2.0mm。 垫网规格：滤网与滤管之间的垫网可根

7、据降水管井运行时间的长短，选择铁丝、钢丝、铜丝或不锈钢丝编织的立体金属丝网，网的架空厚度一般为68mm。立体金属丝网有螺旋丝串联而成的螺旋网和平面网压制成梯形凹凸截面的梯形网。垫网一般为48目，可酌情选用。过滤器采用圆孔滤管时，一般不主张采用平面垫网。4）滤网规格：滤网有方织网、斜织网和平织网等织造类型，经纬织丝以尼龙丝和金属丝为主。降水管井以尼龙滤网应用较为普遍。尼龙滤网的规格常用的为30目40目，一般包一层为宜，采用何种滤网应根据设计要求实施。若根据降水目的层土颗粒d50粒径来选择滤网，可参考下表5所列的滤网规格：不同土层管井降水过滤器的方织尼龙滤网参考规格 表5土层名称适宜的滤网规格滤网

8、孔隙率（%）滤网目数（目）经纬线直径（mm）单目净径（mm）粉土600.150.2741.7粉砂、细砂50/400.150.36/0.4849.7/ 52.5中砂、粗砂30/200.25/0.350.70/0.7549.7/ 58.3砾砂10/80.502.04/2.6764.5/71.03、沉淀管：沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂沉淀堵塞而影响进水的作用，接在滤水管底部，沉淀管的壁厚、直径与井壁管和滤管的壁厚、直径相同，长度为12，底口用铁板封闭。4、滤料：施工现场应认真对进场滤料的质量验收，及时掌握滤料的质量性能（根据粗细程度、判断滤料的渗透性）能否满足降水管井的质量要求。滤料一般为中粗

9、砂，滤料的规格、数量及质量应符合降水设计的要求及符合供水管井技术规范（GB502962014）的有关规定：并按规范要求对进场滤料进行质量验收，做好验收记录。同时应向滤料供应方索取滤料的“出厂质量保证书”及滤料的颗粒级配。 （1）质保书主要包括：1) 滤料的颗粒级配以及平均粒径D50值；2）滤料的细度模数Mx；3）滤料的含泥量（%）及泥块含量（%）；注：以上细度模数和平均粒径仅可作为表示滤料的粗细程度的指标，但它不能完全反映颗粒的级配。相同的细度模数（Mx）和平均粒径（D50）可以由各种不同的级配获得。但作为一种简明的指标，仍然能在一定程度上反映滤料的粗细差别。 （2）验收标准（参考指标值）如下

10、： 1）根据滤料的平均粒径D50的经验数值，即：D50 = 0.35mm0.50mm； 2）根据滤料的颗粒分析结果以及平均粒径D50 与含水层土颗粒d50的比值特征指标验收：滤料D50与含水层土颗粒d50是指滤料的粒径分级过筛重量达全重50%时所对应的砂粒粒径。滤料与土层颗粒之间适宜的倍率关系因土层颗粒d50的大小而异，其倍率及范围值参见表6：滤料与土层颗粒的经验倍率关系 表6降水目的层土层名称滤料D50与土层颗粒d50的关系细砂、粉细砂、粉砂6 d50D5012 d50含砾粗砂、中粗砂、中砂5d50D509d50（含砾砂或粗砂）砾石、含砾砾砂、砾砂4d50D506d50注：降水目的层为粘质粉

11、土或砂质粉土时，D50/d50相应取1520是适宜的，可防止滤砂层在降水运行的中后期被土层细颗粒所堵塞，并能获得正常的出水效果。3）滤料的细度模数Mx = 3.72.3（偏差一般不应超出上下限，严禁Mx小于2.3）；4）根据滤料的不均匀系数指标验收：滤料的不均匀系数是指滤料的D60与D10的比值，它体现了滤砂粒径级差之间的相关关系，反映了粒径的级差程度，也是滤砂的主要特征指标之一。但必须注意，用不均匀系数CU来控制滤料粒径级配适宜性的前提是选择恰当的滤料D50，若D50偏离过大，就会影响CU值的衡量价值。即：D50/ d50与CU值应同时符合取值范围，才能获得良好的出水效果。根据比较成熟的工程

12、实践证明，把滤料不均匀系数定为不大于4.0是比较适当的。滤料的参数取值范围参见表7：滤料特征参数参考取值 表7土层名称砾砂粗砂、中砂细砂、粉砂砂质粉土粘质粉土D50/d50475981212201624不均匀系数CU1.52.01.72.32.02.72.83.63.24.0适用井的类型减压井减压井减压井疏干或减压井疏干或减压井注：表7中的参考值是以筛除过大和过小颗粒后获得的建筑天然砂的自然级配砂为分析对象，经较多工程应用的统计和降水效果比较后所确定的，有一定的参考价值。5）滤料的含泥量5%及泥块含量3%；（3）滤料的质量要求： 每一批进场的滤料应随机取样进行颗粒分析，不符合规格的滤料数量不应

13、超过设计用量（每一批次）的15%； 砂颗粒应具有亚圆形以上的磨圆度，不得使用棱角碎石（瓜子片）； 滤料中不应含有土（含土率不超过3%）和杂物； 滤料宜用硅质砾石。（4）滤料的数量按设计要求备料，数量宜按下式估算确定：V= 0.785（Dk2Dg2）L式中： V 滤料数量（m3）； Dk2 填滤料段孔径（m）； Dg2 滤水管外径（m）； L 填滤料段长度（m）； 超径系数，一般为1.21.5。 5、粘土球(粘土）： 管井的止水封隔的材料一般为优质粘土为宜，为达到良好的封隔效果，应将粘土做成粘土球，粘土球直径应为23cm，粘土球应揉实，且外表干燥，内部湿润、柔软并具有一定的膨胀性； 三、成井施工

14、工艺流程及其技术要求（一）成井施工工艺流程：测放井位埋设护口管安装钻机钻进成孔清孔换浆下井管及过滤器填滤料止（隔）水井口封闭洗井安泵试抽排水系统设置。（二）工艺流程技术要求 测放井位及井位处地面标高：根据降水井点平面布置图测放井位。当布设的井点受地面障碍物（遇基坑内支撑结构部位或基坑内地基加固范围）及影响减压井井口搭设抽水操作平台时，现场可作适当调整，调整的偏差一般不大于2.0m）。井位测定完毕，应测定井位处地面标高，作为测定井口标高的依据； 埋设护口管：在井点部位处地表有易坍塌的松散层覆盖时，对上部覆盖层应埋设护口管，护口管外径宜比开孔钻头直径大100mm，底口应插入下部原状土层中，插入深度

15、不小于50cm，护口管上端口应高于地表面30cm以上，以防止地表污水渗入井内。管外应用粘性土或草辫子压实封严，也可采用水泥浆封填，以防止施工时管外返浆，护口管应固定于地面并使管身垂直。若受施工场地的限制，井口的高度应满足其它施工的需要，有可能需低于地面，为有利于排水管、电缆和井点的保护，可采用暗埋的方式，但须要有相应的保护措施，具体根据现场条件决定。当孔口段为层厚较大、强度较高的粘性土时，可不埋设护口管，但要注意不能将孔口反出的泥浆倒流进孔内。 安装钻机：1）钻机设备的选择：钻机设备应根据地质条件、钻进工艺，钻孔（管井）深度，钻孔（管井）结构、水位深度、出水量等技术要求和现场的自然条件进行选择

16、。2）安装钻探设备井口的地基应坚实、牢固、平整。3）钻探设备机架与基台连接应平稳、牢固，确保施工过程中钻机的稳定性。4）安装钻塔时，操作应平稳、准确。钻机辅助卷扬机后绞车应低速运转。5）大钩对准孔中心(有护口管的大钩应对准护口管中心)，大钩、转盘与孔（护口管）的中心三点成一线。 钻进成孔：1）降水井的孔径根据降水设计方案的要求，一般成孔孔径应比井管外径大于30cm以上（不考虑扩孔因素），一径到底。为了满足该要求，钻头直径应不小于设计孔径的30cm。钻头切削刃部应圆正匀称，各忍角点应在同一圆周上，且圆心与钻头接头的中心应在一条轴心线上；2）成孔施工一般采用孔内自然造浆，钻进过程中泥浆密度控制在1

17、.151.20，当提升钻具或停工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌；3）钻进开孔时必须先将钻具提离孔底，开启泥浆泵，使泥浆循环。采取慢转速、开小泵量冲孔，再逐渐将钻具放至孔底。待钻具转动进尺时，再开大泵量钻进，以保证开孔钻进的垂直度；4）在粘土层中钻进，可以加压钻进，遇有缩径、糊钻、憋泵等现象时，可加大钻压和泵量，并提冲钻头，防止钻头产生泥包，以提高钻进效率；5）钻至砂层（含水层）时，应及时调制泥浆密度（调至1.151.20），钻进砂层后，宜采用较小钻压或不加压钻进、较大泵量、中等转速钻进；6）每钻完一根钻杆，接钻杆前，应提起钻具，在新钻孔段自上而下进行划孔（扫孔），检验孔的圆整度和垂直度，

18、出现问题的，应进行处理后在加接钻杆继续钻进；7）要求成孔后的垂直度1%。8）钻进过程中，应做好钻进施工的原始记录，记录内容：钻进的难易程度、泥浆消耗量、泥浆性质的变化情况（孔口返出泥浆的颜色）、钻进中可能出现的钻具陷落、孔内掉块、塌孔、涌砂等异常现象等记录。 清孔换浆：钻孔钻至设计深度（标高）后，注：终孔后的孔深必须符合设计要求，不得超深，孔壁会有较厚的泥皮，泥浆中含有较多量的岩屑或地层的破碎物，应进行冲孔清除孔壁上的泥皮及孔内杂物。冲孔时将钻具提离孔底0.50m，同时向孔内送入稀泥浆或清水（减压井不宜送清水）以替换稠泥浆，此时孔内的泥浆密度逐步调至1.051.10，泥浆粘度调至16S18S，

19、孔内返出的泥浆内不含泥块为准； 下井管及过滤器：（1）根据供水水文地质钻探与管井施工操作规程（CJJ/132013）的规定，下管前应做好下列准备工作：说明什么问题：我们的原始记录应该记录实际的回填量），1） 扫孔：清孔后提钻时，每卸一根钻杆，应在该钻杆段将钻具上下提拉多遍（扫孔）。2） 全部井管按设计要求顺序丈量、排列及编号，并在过滤器上下两端各设一套直径小于孔径30mm50mm的扶中器，以确保过滤器能居中；3） 下管前必须准确测量钻孔孔深，孔底沉淤20cm。并对井壁管、过滤器、沉淀管及扶中器的直径等规格、质量的符合性进行复核。4） 对井壁管、过滤器、粘土球、滤料及下管所用的机具设备进行丈量检

20、查和用量校对。 以上检验复核结果符合设计要求后，开始下井管；（2）下管采用直接提吊法，下管应符合下列规定：1）井管安装垂直度控制a.按钻机起吊高度合理确定单吊长度，防止超长吊装影响安装的垂直度；b.单吊管段预拼接平直度偏差不大于0.2%（井管进场后的验收标准）C.各管段管口对位用经纬仪控制垂直度，各接口安装垂直度偏差不大于0.2%；E.井管全长垂直度偏差不大于1%。2）井管连接质量控制a.以焊接方式连接的井管，其两端端口面应与井管轴线相垂直，在两端连接处要加设薄铁皮包箍，抱箍壁厚与井管相同，抱箍高度因井管壁厚而异，则：抱箍壁厚为4mm时，抱箍高度应不小于井管外径的22%； 抱箍壁厚为6mm时，

21、抱箍高度应不小于井管外径的27%； 抱箍壁厚为8mm时，抱箍高度应不小于井管外径的32%；b.抱箍上下两环缝焊接应连续、饱满、无虚焊，焊缝无渗漏，确保连接强度和密封性能；c.焊接井管时应不断的校验垂直度，先在井管四周边点焊边校验，不应集中在一面连续焊接；d.用管箍连接的井管应先在地面试连接，连接吻合度不良的管箍不能使用；3）提吊井管时应轻拉慢放，下管受阻时不应强行压入； 4）下管过程中，孔内应保持水位（水头）的高度，一般不低于地表以下0.5m；5) 井口垫木应用水平尺找平，并放置稳定；6）井管居中控制a.在滤水管部位必须设置扶中器，扶中器一般采用钢质弓形扶中器（用薄钢板制作成弓形耳环焊接于井管

22、外壁）适用于钢质井管；钢质弓形扶中器的耳环规格材料厚度扁钢条耳环宽度b弓凸平面长 度弓脚长度弓脚侧边焊接长度弓 凸 径 向宽度（mm)0.750.2d0.9d1.6b1.3b0.5(D-d)-20注：-井管壁厚；d-井管外径；b-扁钢宽度；D-孔径；扶中器设置常规要求井管材质井管外径（mm）井管壁厚（mm）均布数（个/组）竖向间距（m）与孔壁间隙（mm）扶中器固定方法钢质273325484810弓杯焊接b.当最后一节井管焊接完毕后，稍提起整套井管，井管底离孔底50cm左右，使整套井管处于悬空状态，然后将井管顶端管口对准于井孔中心，即放松吊绳使井管底位于井孔底，并将井管顶端管口居于井孔中心固定；

23、7）各功能管段深度（标高）控制各功能管段系指井壁管管段、过滤器管段和沉淀管管段。其中过滤器管段的深度（标高）的控制是井管安装的关键，应确保过滤器的沉放深度与设计标高相一致。井管沉放深度的允许偏差可按下表控制。降水井类型疏干井（m）减压井（m）井管沉放深度允许偏差（m）0.20.158）整套井管应直立于井口中心，上端口应保持水平，井管的偏斜度应符合供水水水文地质钻探与管井施工操作规程（CJJ/132013）第615条的规定：1%。 填滤料（中粗砂）：1）填滤料前应换浆，在井管内下入钻杆至离孔底0.30m0.50m，井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送稀泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔内的泥浆从

24、滤水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，同时逐步调整孔内的泥浆密度，使其稀释至1.051.10。2）填滤料时，应按照设计的降水井结构要求，沿井管外四周均匀、连续填入滤料，并随填随测填滤料的高度，将实测的填滤料高度与理论计算值进行比较，对现场回填滤料的过程质量进行分析：a.当实测的填滤料的高度符合理论计算量时，则继续围填，直至滤料填至设计预定的标高为止。b.当发现填入的滤料数量与理论计算数量有较大出入时，应及时找出原因，并采取措施排除。注：一般出现滤料数量与理论计算数量偏差较大的情况多为：滤料的填入量少于计算量，且偏差比较大。其原因：多为由于井孔壁失稳塌方淤塞、缩孔或填滤料速度太快致使滤料堵塞

25、造成的。说明，填滤料没有填到位。遇见该情况时，应及时处理。 滤料的填入量大于计算量，且偏差比较大，其原因：井孔的某段部位有扩径、坍塌现象。（现场必须对滤料的回填计量准确，不能毛估估，实测的填滤料的高度必须是真实、准确） 止水（针对减压井）： 含水层的止隔水：止隔水工艺一般在减压井中进行，在滤料（中粗砂）的围填面以上一定范围内采用粘土球围填封隔，在粘土球的围填面以上至地表采用优质的粘性土封隔，为了达到止水效果，用粘土封隔时，必须将粘土块捣碎，捣碎的粒径（或块头）不大于5cm。 粘土球围填应按设计的井结构要求围填，投入粘土球时应缓慢匀速进行，并应将不同直径大小的粘土球掺杂填入，以减少粘土球间的空隙

26、，确保止水效果；每投12m厚度粘土球，应测量一次填入深度，以核查围填的质量； 井口填粘性土封闭：1）井口：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以下回填3.00m厚粘性土或水泥浆封孔；2）并满足井口管内外的封闭要求。 洗井：一般采用压缩空气洗井或活塞洗井及压缩空气和活塞联合洗井等方法（1）压缩空气洗井法：适用于在各种管材的井管中进行，压缩空气洗井根据出水管和送风管下入的形式有两种洗井方法：1） 正冲洗（激荡洗井）：出水管与送风管同时下入，使出水管底端超出送风管底端2m，则送风吹洗，由出水管出水；2） 反冲洗：出水管与送风管同时下入，将送风管底端超出出水管底端12m，再送风形成反冲洗。以上两

27、种方法应注意送风管入水沉没比不宜小于40%，送风管没入水中部分的长度不应超过空气压缩机额定最大风压相当的最高水柱值 （2）活塞洗井：不宜在管材为塑料井管、石棉水泥管、砾石水泥管、钢筋骨架管等井管中使用，该方法对井、滤管的圆整度以及管壁的厚度要求较高。1）活塞一般采用铁制法兰夹多层橡胶垫片或废旧的开发丝输送带制成，垫片外径宜比井壁管、滤管内径大510mm。2）活塞洗井中钻具和活塞应连接牢固活塞垫片磨损大时应及时更换。 在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水，待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井，开始活塞洗井时，应自上而下逐层进行，不应直接把活塞下放到井底（即沉淀管中)，活塞下放应平稳

28、，提升速度应均匀，宜控制在0.6m/s1.2m/s之间，中途受阻不应强行提拉。每次必须从滤水管下部向上拉，并将活塞拉出井口，井口应发出明显爆破声响。对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，再用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤,直到水清不含砂为止； 洗井质量标准：1、洗井后，井管中出来的水，基本清晰，无施工残留物（包括附着在井壁上的泥皮及渗入到含水层中的泥浆或其它冲洗介质、如水色混浊，含沙量较大等）； 2、连续24h的单位出水量不再增大； 3、连续24h的出水含砂量不再降低（持续24h含砂量控制在1/20000内）；安泵试

29、抽：成井施工暨洗井结束后，在降水井中即时下入抽水泵进行试抽水。1、疏干井：下入潜水泵与接真空管、排设排水管道、地面真空泵安装、电缆等，电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏，因此，现场要在这些设备上进行标识。抽水与排水系统安装完毕，即可开始试抽水。2、减压井：洗井结束，根据设计的单井出水量即下入匹配的抽水泵，进行试抽水，以检查抽水设备、抽水与排水系统能否满足降水的要求。超压抽水流程要求？ 排水：洗井及抽水运行时应用管道或明沟将水排至抽水影响区域外，同时结合施工现场合理布置。具体措施有：1、设计管道排水法：如用钢管、混凝土管等，按照材料的允许流速及地下水排出总量来确定管道的直径；2、明沟排水法：如用砖、石、混凝土砌筑，其断面可通过计算，并设计一定的排水坡度；通过管道或明沟将地下水排入场外市政管道中。四、抽水运行管理要求4.1抽水试运行1、所有降水井成井施工完成后，应及时进行短时的试抽水运行。目的：1）疏通井的渗滤途径，避免（因延时抽水造成井壁）淤塞；2）检验各井的动水位、出水量、观测井的降深以及含砂情况，综合判定成井的质量；3