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在山前倾斜的平原或盆地中建造管井,常遇到高压含水层,水头压力由数米到数十米。在管井建造过程中,如果井管外封闭不良,可能造成井管内外同时涌水,管外涌水不仅使许多井水白白流走,造成浪费,且因管外涌水长期浸入潜水,抬高水位,会成为基本建设的隐患。严重时,还会造成井壁坍塌,井管折断,使管井报废。因而做好高压含水层的井管外封闭工作较为重要。
一、高压含水层管井设计的特点
高压含水层管井的结构与一般管井基本相同,不同之处在于做好井管外封闭所采取的一系列措施。高压含水层管井一般不采用填砾过滤器管井的设计方法,为了做好井管外封闭,在靠近取水层上部不透水层的适当位置,要绑棕头三道,这也是它的设计特点。棕头的外径与井孔的直径相等,在沉淀管距井底一米处绑一道棕头(或找中器),以保持井管居于正中。绑棕头的操作方法是这样的,先将计划绑棕头的位置做好标记,在井管上焊好棕头底托,焊好绑棕头用的铁环,即可开始在底托上部捆绑棕头。捆绑棕头所用的棕片应事先经过整理,按棕片长短依次用8号铅丝捆绑,直到合乎尺寸要求时,再与预先焊好的铁鼻绑牢。
二、高压含水层管井的井管外封闭方法
高压含水层管井的井管外封闭,常采用水泥浆注入法或粘土球封闭法。常用的水泥浆分为纯水泥浆及水泥砂浆两种,纯水泥浆用300号以上的水泥,加入适量的水制成。一般每袋(50公斤)水泥加入20公斤水,并加入相当水泥重量1/10的干石灰,这样能使水泥浆易于用泵输送。水泥砂浆为水泥与砂,按1:1比例加入适量的水配制而成。注入水泥浆前,应准备足够的水泥、灰、砂,用泥浆搅拌机搅拌。准备一定数量后,即可开始向井孔注入。
注入设备的选用,可根据使用钻机的具体情况而定。使用回转式钻机,可用泥浆泵注入法使用冲击式钻机,可采用提筒注入法。采用提筒注入法注入水泥砂浆之前,应先将井孔内棕头以上的管外泥浆换稀,再以特制的提筒装入已搅拌好的水泥砂浆。操作时,提紧特制提筒的辅绳,至提筒降下到棕头处时,提主绳,松辅绳,水泥砂浆即可注入,达到计划封闭的位置就可以了。
在特殊高压水层地区建造管井,常采用快凝水泥砂浆进行封闭。快凝水泥砂浆的配比方法是水泥(400号)1份,砂4份,氯化钙相当于水泥重量的百分之2。在进行水泥砂浆搅拌时,先将水泥与砂拌匀,将氯化钙溶于水,加入水的数量约等于水泥的体积。
在注入的水泥砂浆上部填入粘土球至井口下2米处,于井口挖直径4米、深2米的大坑,在大坑中填以粘土及粘土球,并逐层夯实。在井口下1米处的井管上焊一个厚18毫米、直径400毫米的铁盘,使填入的粘土及粘土球密实地填充在铁盘的上下及周围。在填入粘土的上部,铺以块石或卵石,上面铺一层混凝土,以避免承压水自井管涌出后,冲击所封闭的粘土。
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