第四章 第三节 填砾

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1、第三节填砾将选好的砾料投入过滤器与井壁之间的环状间隙中，这一工序称为填砾。填砾的目的是在滤水管与井壁之间形成人工过滤层。此人工过滤层可以增大滤水管四周的孔隙率和透水性，减小进水时的水头损失，以增加单井出水量。同时，可以起滤水挡砂作用，以防止含水层中的细小砂粒涌进滤水管内。因此，可以延长水井的使用寿命。一、砾料的选择选择砾料时，应确定：砾料的均匀度、砾料的质量和砾料的直径。1．砾料的均匀度砾料的均匀度主要涉及用一种规格的砾料还是多种规格的砾料，室内试验证明了均匀砾料无论在渗透性和孔隙度上皆优于混合砾料。选择砾石的均匀度应从增大地层渗透性、挡砂效果和经济性统一考虑。每一地层的砾料有一个标准直

2、径，但要规定误差范围，推荐误差范围为8%。例如，砾料直径为3mm时，应采用3.24mm和2.76mm两种筛网过筛。2．砾料的质量砾料应该是干净的、滚圆的、光滑的砂砾。不应采用机械破碎的岩石颗粒。砾料应由硅质组成，其它石灰质、页岩和石膏质的颗粒含量最多不超过15%。在深井和热水井中的砾料，如果杂质较多，应将砾料进行酸处理后再填砾。3．砾料的直径正确地选择砾料的直径是填砾成功的基本条件。通过大量的室内试验和野外现场观察，砾料直径=（4~8）含水层砂粒直径，以6为最佳。1．填砾厚度增大填砾厚度，扩大具有良好透水性能的人工过滤层的范围，可以增加水井的出水量。故在施工条件许可时，应适当加大填砾厚度

3、。一般填砾厚度约为75~100mm。为此，要求井的终孔直径比滤水管外径大150~200mm。2．填砾高度在确定填砾高度时，应考虑到洗井抽水过程中，砾料会震实下沉（一般可下沉填砾高度的1/10左右）。管外砾料高度应当超过含水层顶板，其超过的高度，应根据含水层的条件来定。一般情况下填砾应高出含水层2～3m。二、填砾厚度和高度1．静水填砾法填砾时，井孔中的冲洗液处于相对静止状态，故称静水填砾法，此法适用于浅井和稳定的含水层。填砾时，应均匀地由井管四周填入（见图3-1-75），填入的速度不宜太快，以防砾料中途堵塞而出现“塔桥”现象。当投入部分砾料后，由于砾粒下降，形成井管内外压力差，迫使井管内的

4、泥浆外溢，此时填砾速度可稍快一些。三、填砾方法2．注水填砾法将钻具下入井管内，密封管口（图3-1-76）开泵送水。冲洗液被压入井管内，并通过滤水管进入井管与井壁之间的环状间隙内，然后从井口返出。从井口返出泥浆的粘度达18s左右时，即可边送水、边围填砾料。这种填砾方法因有冲洗液循环，可以减少砾料在中途填塞的机会。3．抽水填砾法抽水填砾是利用空压机（见图3-1-77），进行反循环抽水，同时在井管外部进行投砾，砾料随着反循环水流而高速下降，沉落在滤水管周围。这种方法围填的砾石比较密实，填砾速度快。另外，抽水填砾法还可将井底大量的岩屑和稠泥浆吸入井管内，并被抽出井外，有利于冲孔洗井。第四节止水为

5、了一定的目的，在井孔中隔离个别岩层的工作称为止水。在水文地质勘探钻孔中，止水的目的是隔离各含水层或漏失带，防止各含水层之间相互串通干扰，以便正确评价水文地质条件。在供水井中，止水的目的是隔离有害含水层和地表水，以保证井水不受污染。有时为了合理利用地下水，需要分层开发，亦需进行止水工作。止水工作是根据孔内试验的要求和地层情况，采用合适的止水材料来封闭套管（或井管）与含水层井壁之间的间隙。止水的方式方法很多，概括起来可分为：临时止水永久止水。一、临时止水在一个钻孔中，对两个以上的目的层（含水层）仅进行水文地质试验与测试时，或该目的层取完资料后并无保存钻孔必要时，在目的层之间采用的临时性止水方

6、法。临时止水材料除要求可靠性、不污染地下水外，还应有利于套管的起拔。常用的止水材料有：海带、桐油石灰、橡胶制品等。1．海带止水由于海带具有柔软、遇水膨胀、压缩后对水气不渗透等性能。因此，多用于松散地层与较稳固的隔水层处的临时止水中。海带止水的最主要优点：起拔套管时，海带容易被破坏，因而减少了起拔套管的阻力。2．桐油石灰止水桐油石灰混合物。具有良好的粘性、塑性及不渗水性。桐油和石灰的重量比称油灰比，随着油灰比值的增加，其粘性和塑性也随之增加，但干涸时间也延长。一般油灰比为1∶3～1∶5。使用桐油石灰止水，取材容易，成本低廉，安全可靠，所以是较好的止水材料。3．像胶制品止水橡胶材料具有弹性和

7、对水、气不渗透的特性，因此，将橡胶材料制成一定几何形状——球形、胶圆、胶囊等，固定于止水管外部。使用时，进行机械压缩、充水或充气等方法使之膨胀，即可将止水管与井壁环状间隙封闭，达到止水目的。永久止水用于供水井中。主要封闭有害含水层，以防止水质恶化。通常采用粘土、水泥等永久性材料。1．粘土止水粘土是具有一定粘结力的抗剪强度，压实后又具有不渗透水性，且经济实用、来源广泛。适用于松散地层填砾成井的大直径生产井、抽水试验孔或长期观测孔。粘土