水文孔施工组织设计

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

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。

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：

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。

图2施工程序图