[发明专利]一种减压井施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及江河堤坝防护工程中减压井的施工方法。

背景技术

减压井是一种常用而有效的江河堤坝防护加固设施，其主要功能是疏导汛期堤内的地下渗流量。当外江水位升高时，减压井起排水减压作用，从而降低作用于堤基砂层或坝内覆盖层中的承压水头及渗透压力，防止发生基堤渗透变形和渗透破坏现象，保护堤坝安全。减压井的结构如图1所示，井管通常采用PVC管制成，上部分为升水管，下部分为滤水管。滤水管部分在管壁上开凿利于进水的条形槽或小孔(开孔率13～20％)，井管与井孔之间的环形空间分层充填符合粒径级配要求的砾石反滤料。

运行一定年限后，部分减压井会出现出水量减少、井损甚至失效等情况，其主要原因是由于微颗粒穿过反滤层随着渗透水带出，使滤水管及井管外反滤层发生淤堵，从而使减压井的排水减压效果不同程度地降低。研究表明，影响减压井运行效能和使用寿命的主要因素是施工方法和反滤方式，反滤方式可通过优化过滤系统结构和优选材料等手段加以改善；施工方法中最为关键的是减压井孔的造孔环节。因此，为了保证建成的减压井能持续、长时间地发挥导渗减压功能，最重要、最根本的措施是改进造孔方法。本发明的重点就在于减压井的造孔方法。

传统的减压井造孔方法大多采用泥浆护壁或振锤法沉管护壁、回旋钻或冲击钻造孔法。这些方法只是护壁方式不同，其共同特点是造孔时依靠泥浆介质的循环流动输送、带出钻渣。由于造孔方法本身的局限性，导致其施工效率低、洗井耗时长、产品质量差，井造成后常发生出水量不足或根本不出水等情况，从而导致减压井失效的后果，严重制约了减压井这一成熟的堤坝防护设施正常功能的发挥。

发明内容：

本发明的目的在于提出一种减压井的施工方法，其可克服传统施工方法存在的种种弊端。具有操作简捷、成孔耗时少、高效安全、作业条件好，节能减排、环保等特点。

本发明可通过如下技术方案来实现：

一种减压井的施工方法，包括有造孔、清孔、井管制备及吊装、反滤料配备及充填、洗井、抽水试验、井口处理、上部结构构筑等工序，其特征在于：

在造孔工序中采用直接取土式钻机造孔并用高聚物复合浆液护孔，在清孔工序中直接利用高聚物复合浆液进行清孔。

在造孔工序中包括高聚物复合浆液制备和储存过程。

在清孔工序中还包括浆液回收、净化和储存的浆液再利用循环过程，浆液再利用循环过程循环系统包括采用泥浆泵、离心分离机、震动筛沙机、浆液储存器等机具。

高聚物复合浆液的配制方法，其成分组成重量比是：

水              1000；

膨润土          70～130；

聚丙烯酰胺      5～25；

纤维素醚        2～15；

加重剂          0～9；

工业碱          0～5；

降失水剂        0～3。

其中：

水为高聚物复合浆液的主体成分；

膨润土：高聚物复合浆液的主要成分之一，是以蒙脱石为主要矿物成分的粘土岩，比重2.4～2.8，无臭无味、颗粒细微、易于制浆，膨润土泥浆性能稳定，在造孔时形成的泥皮较薄(护壁12h泥皮厚约2mm)；

聚丙烯酰胺(PAM)：高聚物复合浆液的主要成分之一，为高分子聚合物，无毒、无腐蚀性，易溶于水，比重与水相近，其分子量大，分子中具有阳性基团，能与分散于溶液中的悬浮粒子吸附和架桥，絮凝作用强，可显著增强浆液的护壁性能；

纤维素醚：主要有聚阴离子纤维素(PAC)及羧甲基纤维素钠盐(CMC)，其中：

PAC：半天然的水溶性聚合物添加剂，能迅速溶解于水成为透明的胶体水溶液。黏性好、抑制性强、流变性好，取代度高、取代均匀性好，能抑制膨润土和盐分的分散和膨胀，使井壁污染得到控制，稳定软土结构，防止井璧崩塌，减缓泥浆中固体的堆积，在复合浆液中PAC主要起提高黏度和稳定性、增强悬浮性能、降低滤失量等作用；

CMC：一种具有高分子结构的阴离子纤维素醚，无味、无毒，易溶于水形成透明胶体水溶液。具有良好的乳状、打散、悬浮、成膜和黏结作用，能增加浆液黏度，提高泥皮性能，防止泥皮脱落，还能包裹住膨润土颗粒，对胶体起保护作用，既有助于浆液中的钻渣悬浮，又能使井壁得到保护，还可防止浆液受到污染，是膨润土泥浆很好的外加助剂。