水文孔施工组织设计.doc

徐州固华岩土特殊工程施工有限公司

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青州庙子镇泰和矿业
水文地质钻探施工组织设计

徐州固华岩土特殊工程施工有限责任公司
二0一3年10月29日

青州庙子镇泰和矿业
水文地质钻探施工组织设计

编制单位：徐州市固华岩土特殊工程施工有限公司
法定代表人：
项目负责人：
钻探负责人：
设计编制：
编制时间：二0一3年10月29日

目 录

第一节水文孔施工目的及任务 4
第二节设计编制依据 4
第三节施工技术要求 4
第四节钻探技术措施 4
第五节设 备 5
第六节安全生产措施 6
第七节工程进度 7

附 图 目 录
图号
附 图 名 称
比例尺
1
青州庙子镇泰和矿业施工现场布置图
1:500
2
青州庙子镇泰和矿业水文孔结构图
1:500
3
青州庙子镇泰和矿业水文孔焊接示意图
1:500

青州庙子镇泰和矿业
水文地质钻探施工组织设计

第一节 水文孔施工目的及任务
水文地质钻探是实现水文地质条件探测、矿井充水因素分析研究的基本手段，在本次补勘工程量构成中占有较大的比重。它所完成的任务内容包括以下几个方面：
（1）形成矿井水文地质试验系统；
（2）建立并初步完善含水层动态观测系统；
第二节 设计编制依据
1、《矿山地球物理勘探规程》
2、《矿山地质勘查规范》（DZ/T0215-2002）
3、《矿山地质勘探地质钻孔工程质量标准》
4、《矿山资源地质勘探地表水、地下水长期观测及水样采取规程》
第三节 施工技术要求
一、水文孔钻孔要素
采区补设计水文地质钻孔6个，编号为观1、观2、观3、观4、观5和观6。
将原采区内的观测水文孔6个，下放钻具冲洗，将堵塞的水文孔冲洗干净，钻孔编号为观1’ 、 观2’ 、 观3’ 、 观4’ 、观5’ 、观6’ 。
二、钻孔施工技术要求
（一）钻探施工技术要求
1、简易水文观测
全孔进行简易水文观测，并做到：
① 套管下至基岩后进行回次水位观测，每个回次提钻后和下钻前各观测一次孔内水位；
② 正常钻进时每小时观测一次冲洗液消耗量，若回次时间小于一小时，则每回次观测一次。发现漏失大时，每10～30分钟观测一次，并进行最大消耗量观测；
③ 在钻进过程中，如遇有严重漏水、掉块、塌孔、缩径等现象时，要准确记录其发生的层位和深度及最大漏水量等。
2、 孔斜要求
观1、观2、观3、观4、观5、观6孔终孔孔斜不超过10。
所有钻孔施工完毕后，要对孔底坐标进行精确定位。
3、 钻具丈量
依据煤田地质勘探规范，孔深每百米、下套管、变径处、遇严重涌（漏）水等水文地质现象、终孔均需进行丈量钻具，并合理平差。特别要做好各主要标志层、漏浆层的丈量钻具工作。
4、 对钻孔冲洗液要求
钻孔施工宜采用清水钻进，当地层破碎不能用清水钻进时，则必须采用泥浆钻进，钻孔结束下放水文观测管后，必须采取清水洗井方法，使泥浆排出，洗井要求以返回水澄清或不返回为止。
5、 原始记录
各项原始记录必须使用钢笔或铅笔填写，做到填写及时、准确、齐全、清楚，并妥善保管，不得追记或写画与生产无关的内容。对写错的地方只准划改不准涂改，且划改不得超过三次。
6、 编录工作
水文地质编录，就是将钻探过程中观测描述的现象、测量的数据和取得的实物，准确、完整、如实的进行整理、测算、编绘和记录工作，是水文地质钻探中最终、也是最重要的一项工作。
7、 水文地质观测
水文地质观测是水文地质钻探的核心工作，是揭露地下水文地质条件的直接依据，主要的观测项目有：
（1）观测冲洗液的消耗量：
泥浆坑为5m×4m×1.70 m，挖的泥浆坑要规则，并用砖墙砌筑，并做好防渗。全孔进行冲洗液消耗量观测。
（2）观测含水层水位：
（3）观测钻孔漏失量
在钻进过程中，钻进超过1h，每小时观测一次；不足1h，也必须观测一次，观测数据换算成每小时的观测值。对消耗量大于5m3/h（属漏水）时，要进行简易稳定水位观测，并测量漏水时的最大流量。
（4）观测水温；
（5）观测孔内现象；
8、 测井
钻孔终孔后必须及时进行测井，测井前首先将钻具下到孔底，开泵进行冲孔，冲洗液循环时间不得小于1个小时。
物理测井内容包括孔径、孔深、孔斜等；
9、 钻探成果
（1）简易水文地质观测成果；
（2）水文测井成果；
（3）钻孔孔位、孔口高程测量成果；
（4）钻孔施工总结报告。
（二）洗孔施工技术要求
1、首先将水文观测孔内的套管取出，在取出的过程中，应先进行试拉动，然后才能正常提升。
2、套管取出后，应下放Ф50 钻具，当下放受阻时，应开动泥浆泵向孔内泵入清水冲洗水文孔，然后再次下放，不断重复上述的技术步骤，直至钻具到达钻孔的底部。
3、冲洗过程中注意观察清水的消耗量，并做好记录，保证水文观测孔能够再次使用。
二、施工顺序
（一）观1水文孔施工顺序
（1）表土层固管
1、开孔直径190mm钻至基岩段停钻，停钻深度以表土底板下0.5-1m为准。换直径223mm扩孔钻头，扩孔至停钻位置。
2、扩孔后下入直径219mm的套管
（2）基岩段施工
1、直径190mm钻至设计深度停钻，停钻深度以孔口350m为准。
2、冲洗钻孔后下入Φ108×6mm的无缝钢管及花管
钻孔结构见图1-1
（二）观1’水文孔施工顺序
（1）提起观测套管
1、首先将水文观测孔内的套管取出，套管深度预计170米。
（2）洗孔
1、套管取出后，下放Ф50钻具进行洗孔。
2、钻孔深度预计350米，冲洗的钻具落底后，应分不同层位来回冲洗，保证冲洗的质量。

图1-1 水文孔结构图

第四节 钻探技术措施
一、钻孔结构：
根据矿方技术要求，确定钻孔结构，见钻孔结构图。
二、钻具组合：
1、基岩：
φ190mm硬质合金钻头+φ159mm钻铤+φ76mm钻杆+主动钻杆。
2、表土：
φ220mm牙轮钻头+主动钻杆。
三、冲洗液使用：
1、冲洗液的配制：
由于本区部分层段岩层经火烧后，岩层裂隙发育，地层破碎，并且可能存在溶洞，钻孔施工时采用钠基膨润土、水、适量氢氧化钠配置的普通泥浆进行护壁钻进，按施工技术要求在施工结束后，采用活塞洗井与空气压缩机反复抽水等各种办法，进行洗井工作使泥浆排出。具体的配制过程由专门技术人员现场负责。
2、泥浆的净化和管理：
1）泥浆循环系统总长度≥15m，两个沉淀池，以利于岩粉的沉淀。
2）各小班在钻进时应经常捞取岩粉。
3）未经允许，不准向泥浆池添加水或其它处理剂。
四、钻进技术参数：（根据前述钻具组合）
1、常规钻进：
地层名称
钻压（kg）
泵量（L/min）
转速（转/min）
粘土 土
500～600
500～800
55～77
砾石、砂姜
400～500
500
77
风 化 带
800～1000
500
77～124
基 岩
1000以上
500
124～215
五、防斜：
1）所有进场设备必须保证设备的使用性能，备足设备的易损件。
2）砼钻场必须严格按设计施工，保证砼强度，保证基础平整、稳固，施工中不出现沉降现象。施工砼基础时，预留好回浆槽和每个孔的孔坑。
3）钻塔安装时各连接件要求紧固，保证钻机运行的平稳和提升的承载力。开孔前要认真找正“三点一线”。
4）选用直径φ89mm钻杆，φ159mm钻铤。钻具进场前要进行严格检查，保证钻具满足施工要求。
5）采用钻铤孔内加压，任何情况下使用钻铤数量不少2根。
6）根据不同地层，选择不同型号的牙轮钻头。表土层选择φ190mm钢齿牙轮钻头，为防止泥包钻头，水眼适当放大；砂岩、基岩选用φ190mm镶齿牙轮钻头
7）根据不同地层，正确使用化学泥浆，保证泥浆参数，防止泥包钻头，保证孔内安全。根据地层情况合理掌握钻进参数。
8）认真把好开孔关，上部导向作用十分重要，表土段钻进全部采用钻铤钻进。经验表明，上部地层钻孔不斜，整个孔的孔斜都能达到质量要求。
六、简易水文地质观测
1、钻进过程中每小时观测一次冲洗液消耗量。若回次时间小于1h，则每回次观测一次。若消耗量突变，则加密观测。
2、如遇有涌水、掉钻、漏水等现象时，要准确记录其起止深度及最大消耗量等。
第五节 设 备
一、钻探设备
1、钻探机械： TSJ-2000E型钻机1台。
2、动力机：110KW电动机1台。
3、泥浆泵： BW850型泥浆泵一台。
4、钻塔：18.5m四角钻塔。
5、钻探机械：YY-600型钻机一台
6、动力机：柴油机一台
7、泥浆泵：TSB250型泥浆泵一台
8、钻塔：9m人字钻塔
二、测井、测斜设备
测井使用的仪器为JDT-VA型陀螺测斜仪。配套仪器有:
1）JDT-VA型陀螺高精度连续孔斜组合探管。
2）JDT-VA型陀螺地面仪器一台。
3）PSJC-1500型轻便测井绞车一台。
4）E46联想电脑进行采集和资料处理。
5）测量车一辆。
第六节 安全生产措施
一、安全技术管理
1、加强对安全生产的领导，不定期对钻机施工进行检查，发现安全隐患要及时处理，并做好检查记录。
2、机长要对钻机工人进行经常性的安全教育，组织学习安全生产文件及安全技术知识，做到自觉遵守规章制度，杜绝违章操作，防止各类事故的发生。
3、安全和钻探管理人员，经常深入现场指导生产，对不安全因素和事故隐患协助钻机及时排除，对发生的事故要认真总结经验。
二、安全措施
（一）认真落实施工组织设计有关要求，安全操作规程和各工种岗位责任制。开钻前认真贯彻安全施工措施，按照“安全第一，预防为主”的方针，加强对职工进行安全培训和教育，确保安全生产。
（二）严格执行交接班制度，开好班前班后会，班前强调保证工程质量和安全生产的注意事项，班中进行检查、落实，班后对有关情况进行认真总结。
（三）安装时平行交叉作业和进入钻塔的现场施工人员，必须按要求穿好工作服戴好安全帽，严禁酒后上岗。钻机必须配有塔衣。
（四）进行高空作业（距地面2米以上）人员，必须戴好并挂牢安全带。在高空移位行走时，要将安全带缠在身上，不准拖着带子走。
（五）钻机运转期间应有专人看管，并按操作规程精心操作，注意各运转部件的工作状态，发现问题及时予以排除。
（六）停电或停钻时一切手柄要恢复至零位，防止错误操作。
（七）钻机和泥浆泵及其它转动部位必须加设防护罩，各操作台间的梯子要用铁丝固定并设有扶手，操作台应设有防护围栏。
（八）精心维护各种设备，做到四勤：勤听、勤换、勤检查、勤维护，保持设备和现场的清洁卫生，废泥浆要统一排放到指定区域，保证现场清洁，搞好现场文明施工。
（九）电器设备要保持干燥，有良好的接地保护措施，钻场照明电压不超过36V。
（十）加强钻机的防火工作，机台要配备灭火工具和设备，做到防火工具人人会用。
（十一）随时注意天气变化，注意当地气象台预报，遇有特殊情况及时通知钻机，以便采取相应措施。
（十二）钢丝绳应定期检查断头数，若断头超过安全规程的有关规定，应及时更换。
（十三）定期检查钻杆接手的老化情况，更换不合格的接手。
（十四）因故停钻，应将钻具提出，并应向孔内回灌泥浆，平衡地压，防止塌孔。
（十五）经常检查提升系统，如天轮、绳卡子等，对钻塔的连接螺栓应经常检查其是否松动。
第七节 工程进度
一、施工工程计划
1、工程开工日期以现场具备开钻条件日期为准。
2、两台钻机同时施工，其中一台钻进，另一台洗井，现场成立项目部。
3、每台钻机每日平均钻进20m计，每个钻孔包括扩孔、下管、洗井等工序。六个水文孔现场施工180天，编制施工总结报告12天，合计192天。
4、以上工期是建立在矿方提供的水源流量不小于20m³，且地质结构比较简单的情况下，由于矿方无法提供详细的地质资料，如果地层条件比较复杂，存在地下溶洞等复杂地层时，易造成钻孔的大量漏浆，需水量也会增多，现场必须采取措施进行处理，将会严重影响施工工期，且造成泥浆材料的大量浪费，实际工作量以现场实际发生为准。
5、鉴于钻孔质，量要求较高，制定规范的钻孔施工控制程序图，见图2。
二、工程进度保证措施
1、保证工期是本次工程的主要要求之一。施工过程中要采取各项措施保证钻孔的垂直度，严格防止孔内事故、孔斜的发生，以保证施工进度。
2、每个孔包括钻进和洗孔两道工序，由TSJ-2000E钻机先施工水文孔，每个孔下完井管后，另安排人员和抽水设备对水文孔进行洗孔，同时将钻机搬至下一个水文孔进行钻探施工工作。使水文孔的洗孔和钻探施工同步工作，争取现场工作时间。
3、为了确保工程顺利进行，在工程的关键环节（如扩孔、下管、洗孔及起拆移钻机时）项目经理和技术负责人要亲临现场指导施工。
4、为了保证施工正常进行，须对钻机采取防寒、防水、防风及施工安全保障措施。
单孔完成
搬迁到另一孔位施工
正常钻进
制备泥浆
下 管
配管
设备安装
钻机找平对准三点一线
测斜
进点、筹备
钻场的基础施工
灰土盘
泥浆池、槽
钻孔定位
洗 孔
验 收
图2施工程序图0万U豆体验卡
卡号：50D890668267e3349e33
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