卵石层降水井施工钻机选择及漏浆处理

1、工程概况

拟建南水北调湖北兴隆枢纽电站厂房位于湖北省潜江市高石碑镇兴隆村汉江右岸漫滩与河槽的交接部位，其中河槽段河床高程约27.97～29.53m，高漫滩地面高程约37.90m左右；电站厂房建基面高程10.20m，持力层为全新统下段粉细砂层，其下为厚约31.7m的砂砾(卵)石层，下伏基岩为砂质粘土岩，埋深达53.7m，顶板高程-25.7m。

降水井的施工面高程28m左右，开挖基坑为两个，其面积分别为4.4万平米和5.3万平米，两个基坑被面积44万平米的连续墙止水帷幕包围。拟采用53口,直径600mm,深48m-52.5m降水井进行降水。

2、工程地质条件

降水井施工面以下地层为二元结构，具体为：

1、粉细砂层：高程28m～5m，厚度23m左右。

2、砂砾石（卵石）层：高程5m～－25m，厚度31m左右，砾石直径2mm～20mm，砾石含量30％。

3、基岩，为砂质粘土岩。

场地地下水位不详，估计为25m左右，由于下部砂砾石（卵石）渗透性比上部粉细砂的渗透性大许多倍，所以砂砾石（卵石）的水具有承压性，表现为承压水。电厂的建基面的高程10.20m，承压水的水位降深估计为16m左右，砂砾石（卵石）的渗透系数估计在30～60m/d，基坑涌水量将很大。但是考虑到围护结构止水幕墙的作用，所以计算基坑涌水量要靠试验确定。

3、施工难点

为砂砾石（卵石）地层的成孔问题，因为巨厚的砂砾石（卵石）层，没有粘性土造浆地层，表现为漏浆造成的坍塌和卵砾石沉淀。

4、施工工艺及钻机的选择

为保证成井质量，针对该地层，选用了以下二种施工工艺：

（1）正循环成井工艺，泥浆护壁，钻机选用80-ZJ130型高效轻型水井钻机、SR100旋挖钻机

（2）反循环成井工艺，泥浆护壁，钻机选用GF200型车载反循环钻机

各钻机性能参数如下：

5、施工过程及事故

（1）80-ZJ130型高效轻型水井钻机进行施工时，普通膨润土造浆，泥浆密度保持在1.1-1.3KG/L左右，20m后遇卵石层，无法进尺；

（2）SR100旋挖钻机施工，普通膨润土造浆，泥浆密度保持在1.1-1.3KG/L左右，可以安全成孔至设计深度，不存在漏浆情况，但是无论怎么洗井，井内无水，且在下井管时所成井在20m左右塌孔，无一例外；

（3）GF200型车载反循环钻机成井时，前20m采用80-ZJ130型高效轻型水井钻机，普通膨润土进行造浆，并添加纯碱提高泥浆粘度，20m后换反循环钻机进行钻进，快速吸取砂砾石、卵石，在钻进至一定深度后开始出现急性漏浆，并导致无法钻进至设计深度，具体情况见表1描述。

表1 事故状况描述

6、分析漏浆原因及漏浆规律

（1）漏浆原因分析

地层漏浆由三个条件决定：容纳空间、压差、渗透性地层差。容纳空间决定漏浆量，压差及渗透性地层差决定漏浆速度。故而知要改变上述三条件之一就可以改变漏浆情况，进而达到缓解或控制漏浆的目的。

（2）漏浆规律

通过GF200型钻机钻进发现，急性漏浆位置仅发生在孔深34-40m之间。

7、漏浆处理

通过认真研究漏浆条件，掌握急性漏浆规律，及时调整钻进方法与泥浆性能，并针对性的编出了可控漏浆方案，主要方法如下：

（1）调节泥浆性能：提高泥浆粘度，降低其流动性，具体做法：2-4T优质膨润土造浆，均匀后添加其重量5%-10%烧碱，使泥浆粘土达到50MPa.s以上后开钻。

（2）钻进速度：在0-33m,钻进速度正常，在进入33m后钻进速度调整为正常速度一半以下，40m后钻速调节至正常。

（3）添加堵漏材料：在33m处停止进尺，添加堵漏材料，具体做法是优质膨润土、锯末、烧碱按2:5:1投放（袋装），均匀后缓慢钻进并观察泥浆液面变化。当进入急性漏浆区后发现漏浆速度过快，及时停钻，并及时补充浆维持孔口泥浆面，再重复上述钻进方法。

8、经验教训

在卵石层成井施工时漏浆现象比较普遍，但有时会出现突然漏浆无法控制，往往容易造成质量与安全事故，通过本工程实践，有几点经验教训：

（1）施工前认真研究场地勘察资料，详细了解泥浆渗漏情况；

（2）急性漏浆发生时，若无法保持泥浆液面，应及时提钻，回填粘土，以防发地面塌陷及钻机倾倒事故。

（3）漏浆处理原理是改变容纳空间、压差、渗透性地层差；一般来说前期做好预防工作尤为重要。

（4）根据降水井成井过程中各钻机的施工表现，在粉细砂层及卵石层二元结构中降水井施工反循环钻机是适用的。

推荐产品如下：

地源热泵温度监控系统/地源热泵测温／多功能钻孔成像分析仪／井下电视／钻孔成像仪／地热井钻孔成像仪／井下钻孔成像仪/数字超声成像测井系统/多功能超声成像测井系统/超声成像测井系统/超声成像测井仪/成像测井系统/多功能井下超声成像测井仪/超声成象测井资料分析系统/超声成像/超声波井壁成像测井系统

关键词：地热水资源动态监测系统／地热井监测系统／地热井监测／水资源监测系统／地热资源回灌远程监测系统／地热管理系统／地热资源开采远程监测系统／地热资源监测系统／地热管理远程系统／地热井自动化远程监控／地热资源开发利用监测软件系统／地热水自动化监测系统／城市供热管网无线监测系统／供暖换热站在线远程监控系统方案／换热站远程监控系统方案/干热岩温度监测/干热岩监测/干热岩发电／干热岩地温监测统／地源热泵自动控制／地源热泵温度监控系统／地源热泵温度传感器／地源热泵中央空调中温度传感器/地源热泵远程监测系统/地源热泵自控系统/地源热泵自动监控系统/节能减排自动化系统/无人值守地源热泵自控系统/地热远程监测系统

地热管理系统（geothermal management system）是为实现地热资源的可持续开发而建立的管理系统。

我司深井地热监测产品系列介绍：

1.0-1000米深井单点温度检测（普通表和存储表）／0-3000米深井单点温度检测（普通显示，只能显示温度，没有存储分析软件功能）

2.0-1000米深井浅层地温能监测（采集器采用低功耗、携带方便；物联网NB无线传输至WEB端B/S架构网络；单总线结构，可扩展256个点；进口18B20高精度传感器，在10-85度范围内，精度在0.1-0.2度）

3. 4.0-10000米深井分布式多点深层地温监测（采用分布式光纤测温系统细分两大类：1.井筒测试 2.井壁测试）

4.0-2000米NB型深井液位／温度一体式自动监测系统（同时监测温度和液位两个参数，MAX耐温125摄氏度）

5.0-7000米全景型耐高温测温成像一体井下电视（同时监测温度和视频图片等）

6. 微功耗采集系统／遥控终端机——地热资源监测系统／地热管理系统（可在换热站同时监测温度／流量／水位／泵内温度／压力／能耗等多参数内容，可实现物联网远程监控，24小时无人值守）

有此类深井地温项目，欢迎新老客户朋友垂询！北京鸿鸥成运仪器设备有限公司

关键词：地热井分布式光纤测温监测系统／分布式光纤测温系统／深井测温仪／深水测温仪／地温监测系统／深井地温监测系统／地热井井壁分布式光纤测温方案／光纤测温系统／深孔分布式光纤温度监测系统/深井探测仪/测井仪/水位监测/水位动态监测/地下水动态监测/地热井动态监测/高温水位监测/水资源实时在线监控系统/水资源实时监控系统软件/水资源实时监控/高温液位监测/压力式高温地热地下水水位计/温泉液位测量/涌井液位测量监测/高温涌井监测水位计方案/地热井水温水位测量监测系统/地下温泉怎么监测水位/ 深井水位计/投入式液位变送器 /进口扩散硅/差压变送器