受河南省光大工程勘察有限公司的委托，河南省光大工程勘察有限公司供水井1眼。该井位于郑州市与航海路交叉口南侧，井深296m，井径0-200m，φ580mm，180-296m，φ159mm。井管结构：0-180mφ273mm无缝钢管和同径桥式滤水管，180m以下为φ159mm无缝钢管和同径桥式滤水管，单井出水量50m3/h，水质满足生活饮用水的水质标准。
该井采用红星-300型水源钻机施工，于2002年4月23日正式开钻，2002年4月30日结束，历时8天，成井深度296.0m，经测试各项指标均能满足合同要求。 2.0地形地貌与水文地质条件
该井位于郑州市西部，地形平坦，地貌单元为山前冲洪积倾斜平原，钻探揭露的地层为第四系和上第三系地层，岩性有砂质粘土、粘土及砂层，呈多层结构，地下水丰富，补给条件好，水质优良。 3.0区域地质及水文地质概况 3.1地层与构造 3.1.1地层
区内基岩出露面积较小，且不完整，第四系分布广泛，成因类型复杂，厚度较大。现自老至新分述如下：
1、寒武系中、上统（∈2+3）：中统以紫色页岩、鲕状灰岩及竹叶状灰岩为主；上统以白云岩及条带状白云岩为主。分布于本区西南部，总厚度475m。
2、奥陶系中统（O2）：主要为厚层石灰岩、白云质灰岩和泥岩。厚度146.68--336.73m。
3、石炭系中、上统（C2、C3）：中统以泥岩、铝土矿为主，底部
为山西式铁矿；上统以石英砂岩与灰岩互层。总厚度84.14--90.47m。
4、二叠系（P）：为砂岩、泥岩夹煤层（线），总厚1000-1500m。 上述地层分布于郑州市西南部。
5、上第三系（N）：为一套棕红色、灰绿色粘土、砂质泥岩和灰白、粉红色砂、砂砾石或砂岩等，属河湖相堆积，厚250--620m。分布广泛，伏于第四系之下，仅在山前地带（荥阳以南）有零星出露。 6、第四系（Q）
下更新统（Q1）：以湖相沉积为主，下部以砂、砂砾石为主，夹粘土层，上部以粘土为主夹砂砾石层，厚度变化较大，一般30--50m，最厚165m，地表未出露。
中更新统（Q2）：以冲洪积相为主，主要岩性为黄棕、棕黄色粉质粘土、粉土，另有黄土状粉质粘土、粉土、中细砂和砂砾石层，局部含钙质结核，厚20～50m。
上更新统（Q3）：以冲积、洪积相为主，局部为风积层，广泛分布于京广铁路以西。山前以土黄色黄土状亚砂土和亚粘土为主，夹2-3层古土壤层及钙质结核层，厚度10-30m；平原为灰黄、土黄色亚砂土、粉细砂、中细砂层，厚度15-30m。
全新统（Q4）：以冲积相为主，主要分布于京广铁路以东的广大地区，为黄河冲积物，岩性以灰黄色粉土、粉细砂、细砂层为主。厚15～25m。山区沟谷分布有砂砾石层。 3.1.2构造
本区在大地构造上属于华北地台南缘的秦岭东西向复杂构造带与黄淮断坳的复合部位，即为开封坳陷的西南边缘。大片地区被第四系覆盖，仅在西南部有基岩出露。
在基岩出露地区，从西南到东北依次分布于寒武、奥陶、石炭、二
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迭纪地层，呈单斜构造，岩层走向北西西，倾向北北东，并分布有一系列近似东西向的断裂。
在本区西南部，基岩裸露，断裂发育，岩石破碎，为降水入渗提供了有利条件，是该矿泉水的补给区。 3.2区域水文地质概况
地质构造、地层岩性、地形地貌、水文气象等条件是控制地下水的形成、补给、迳流、赋存和排泄的主要因素，这些条件的差异，使地下水的埋藏、水理性质、水力特征等也有所不同。由于本区在整个地质历史发展过程中沉积了巨厚的松散沉积物，所以地下水赋存比较丰富。根据石油、农田供水等勘察资料，本区地下水类型为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、碳酸岩类裂隙岩溶水。其中松散岩类孔隙水为本区主要地下水类型，按其埋藏深度和水力性质可分为浅层、中深层和深层地下水。 1、松散岩类孔隙水 1）浅层水
指埋藏于地表以下60m深度内的潜水，局部地段为微承压水。含水层岩性以京广铁路为界，西部为黄土状土夹钙质结核或细砂、粉细砂层，厚度一般20-30m，单井涌水量400～900m3/h；东部为黄河冲积的粉细砂、中细砂、细砂或中粗砂组成，厚度15-25m，单井涌水量1500～4000m3/h。地下水位受气象因素控制，枯水季节降到最低值，雨季到来之后即开始回升，年变幅0.5--1.1m，动态类型属入渗--蒸发--开采型。
浅层水PH值7.2--7.7不等，矿化度320--710mg/L，水化学类型为HCO3—Ca或HCO3—Ca.Mg型水，该层水在郑州市区及近郊已受到不同程度的污染，该区按生活饮用水标准评价，NO2- 超标率达70%，NO3-
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超标率为1.1%。
浅层水主要补给来源为大气降水其次为灌溉回渗水，消耗于开采、蒸发及向黄河侧向迳流排泄。而本区浅层水还有一重要补给来源――黄河水侧向迳流补给。
2）中层地下水
系指埋藏于60～300m深度内的承压水。含水层为第四系中更新统、下更新统及上第三系上部地层。含水层岩性为细砂、中砂、粗砂等，颗粒粗，孔隙率大，透水性好，累计厚度30～50m，单井涌水量1200～3000m3/h。
中深层水是郑州市城市供水的重要水源，目前开采量为14.35万m3/d。由于开采规模较大，已形成一个面积约600平方公里的区域降落漏斗。漏斗中心已经到达七里河以东，水位的升降已经完全受开采量增减的控制，二月份最高，八月份水位最低，年就幅6-8m，动态类型属迳流--开采型。
中深层水的补给以侧向迳流及浅层地下水的越流补给为主，受大气降水影响较小，主要消耗于开采。
中深层水的PH值7.3-7.6，矿化度340--490mg/L，水化学类型为HCO3—Ca·Na或HCO3—Ca·Mg型水。
3）中深层地下水
系指埋藏于300m以下的承压水，含水层为上第三系河湖相沉积物，含水层岩性为细砂、中砂及少量粗砂，呈微胶结，累计厚度30～50m。单井涌水量1200～3000m3/d。地下水补给主要靠西南部山区基岩裂隙、岩溶水侧向迳流和第三系露头区接受降雨入渗迳流补给。地下水流向，由西南向东北迳流，排泄方式主要靠人工开采，其次侧向迳流补给邻区。
水化学类型为HCO3—Na型、HCO3—Na·Ca型或HCO3—
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Na·Ca·Mg型水，矿化度0.6g/L左右，总硬度4.0～10.0德国度，为软水和微硬水，PH值7.4～8.1。 2、碎屑岩类孔隙裂隙水
分布于本区西南部小关、刘河、崔庙等矿区。为单斜构造，组成岩性为二叠系砂页岩、粉砂岩及其底部煤层。山区岩层直接裸露地表，在山麓及山间洼地多埋藏于厚薄不等的松散堆积物之下。成岩作用较好，富水性一般较差。但在构造作用下，局部裂隙发育，加之地形有利条件，亦能形成富水段。水位埋深因构造及地貌条件不同而变化。单井出水量一般小于100 m3/d，大者可达100-200m3/d。 ①二叠系上统（P2）含水层组
含水层岩性为灰绿色中厚层细粒长石石英砂岩和灰白色厚层状中、粗粒长石、石英砂岩，厚约150m，层理明显，泥钙质胶结，节理裂隙较发育，易风化呈松散状。单井出水量一般为10--100 m3/d。 ②二叠系下统（P1）含水层组
含水层岩性为中厚层砂岩。在构造及地形有利部位可成井，单井出水量10-100 m3/d，据大峪沟水文孔揭露，水位埋藏28.55m，降深36.53m，单井出水量为25.22 m3/d。
3、碳酸盐岩类裂隙岩溶水
分布于本区西荥阳、巩义以南的山丘地区。岩性主要为石碳系、奥陶系、寒武系灰岩及白云岩。在强烈的构造作用影响下，裂隙岩溶发育，但不均匀。水位埋深随地形起伏及构造部位不同而变化较大。单井出水量变化亦大，一般在100--1000 m3/d之间。 4.0施工工艺 4.1设备选择
根据该井设计深度，结合我院的施工经验，选用红星-300型水源
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钻机施工，于2004年4月23日正式开钻。设备安装中严格遵守以下操作规程：
1、钻机安装在平稳地基上，本地梁安放周正、稳定，保护管下放垂直。
2、钻塔顶部安装避雷针，并支稳副腿。
3、根据现场实际情况，布置了运输装卸场地，钻具、管材的摆放，泥浆坑、泥浆泵、泥浆循环槽等，作到互不影响。
4、电器安放在防风、防雨、防潮的地方，保证安全用电。 5、钻机就位后，转盘与保护管对正同心，机身平衡，转盘水平，保持开车、滑车、孔口中心“三点一线”。 4.2钻进工艺 4.2.1钻进方法
该井采用无岩芯全面钻进的施工方案。开孔选用Φ450mm喷射式三牙轮钻头施工，钻进至280m后，换Φ580mm钻头扩孔至200mm。
4.2.2施工安全措施 1、遵守钻探安全操作规程； 2、安全防护设施齐全、可靠； 3、严格执行岗位操作规程；
4、严格要求施工人员自觉遵守业主的有关规章制度。 4.2.3钻进中应注意的问题
1、开孔时转速慢，加压均匀，保证井身垂直；
2、严格控制钻压，孔底压力不超过钻铤重量的80%； 3、时刻注意泵压、泵量、泵音是否正常；
4、精心操作，送钻均匀，注意钻速及钻头运转情况，发现扭距增大、跳钻严重、进尺缓慢等，应采取措施及时处理；
5、井身垂直，方位角及顶角无突变现象；
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6、井身圆整，无螺旋状及过大的超径、缩径；
7、注意测定泥浆性能，并根据地层变化调整泥浆性能指标。 4.3成井工艺 4.3.1物探测井
经物探测井后，根据测井曲线和钻探判层等资料，对所揭露地层进行综合分析解释，确定取水段为139－273m，共利用含水层5层，累计厚度45m。详见表1。
利用含水层一览表 表1
序号 1 2 3 4 5 含水层埋深（m） 122.0-149.0 186.0-192.0 201.0-218.5 236.5-244.0 262.5-273.0 厚度（m） 27.0 6.0 17.5 7.5 10.5 地层岩性 细 砂 中 砂 细 砂 细 砂 细 砂
4.3.2通孔、刮泥皮及冲孔换浆
物探测井结束后，下入钻具通至孔底，待渣子全部返出后起钻，换成刷子，破坏取水段的泥皮，然后进行冲孔换浆，直至孔内沉渣全部返出，泥浆性能达到设计要求。
4.3.3下管成井 1、下管前的准备工作
1)、下管前做好充分准备，分工细，责任明确；
2)、认真检查井管质量，如砂眼、焊接质量等配套用具，如变径、夹板、扶正器等；
3)、准确测量井管长度并编号，有序摆放。 2、管井结构
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1）、钻孔结构
0-200m，钻孔孔径为φ580mm； 200-296m，钻孔孔径为φ450mm； 2）、井管串结构
0-180m为φ273mm无缝钢管及同径桥式滤水管；
180-296m为φ159mm镀锌桥式滤水管和φ159mm无缝钢管相间。 井管串连接方式为管箍焊接连接，焊接牢固，质量可靠。 该井滤水管的安装与含水层一一对应，滤水管累计长度45m，具体安装位置见表2。
具体安装位置一览表 表2
序号 1 2 3 4 5 安装位置（m） 139.0-148.0 186.0-192.0 203.0-218.0 237.5-243.5 264.0-273.0 长度（m） 9 6 15 6 9
3）、填砾
根据地层情况，采用D1-3mm天然石英砾料作为滤水层，填砾位置111.0-296.0m，砾料用量25.0m3。
4）、止水
止水材料为优质粘土球，分两段止水，止水位置为0-20m，74.5-111.0m。 5）、固井
固井材料选用D10-20mm碎石，固井位置为20-74.5m，碎石用量约10m3。
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5.0冼井与抽水试验 1、冼井
成井后首先采用冲孔振荡冼井，自下而上对每层含水层进行冼井，之后采用潜水电泵连续抽降冼井，直至水清砂净。
2、抽水试验
冼井结束后采用潜水电泵进行正式抽水试验。抽水试验共34小时，其中抽水时间16小时，水位稳定时间8小时，水位恢复时间10小时。抽水试验结果为：静水位埋深85.6m，动水位埋深106.6m，降深21.00m，出水量50吨/小时，单位涌水量2.38t/h.m。
3、水质分析
经对该井取水样分析测定，水中阳离子以钠、钾为主，含量27.60mg/L，占阳离子总量的18.2%，其次为钙、镁离子，含量分别为68.74 mg/L 和23.69 mg/L ，分别占阳离子总量的52.1%和29.7%。阴离子以重碳酸根为主，含量为345.98 mg/L，占阴离子总量的86.2%，其次为硫酸根和氯离子，含量分别为0.52 mg/L 和0.39 mg/L ，分别占阴离子总量的7.9%和5.9%。水化学类型为HCO3—Ca.Mg型水。矿化度531.82 mg/L ，PH值为7.25，总硬度269.0 mg/L 。从水质分析结果看，该井各项指标均符合生活饮用水标准，水中偏硅酸含量为35.1 mg/L ，锶含量为0.53 mg/L ，二者均达到了国家《饮用天然矿泉水》标准（GB8537-1995）。
含砂量采用容积比重法测井该井水含砂量，测定结果为含砂量小于1/。
6.0工程质量评述
1、出水量：抽水降深21.0m时，单井出水量达50吨/小时，单位涌水量2.38t/h.m，满足合同要求。
2、孔身质量：孔身园整、垂直，最大孔斜0.33°，满足合规范及
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合同要求。
3、管井结构：0-200m孔径为φ580mm，200-296.0m孔径为φ450mm；0-180m为φ273mm无缝钢管及同径桥式滤水管相间，180-296m为φ159mm镀锌桥式滤水管和φ159mm无缝钢管相间。井管串采用管箍焊接连接，连接垂直，焊接牢固，质量可靠，满足合同要求。
4、止水：采用优质粘土球止水，效果良好，满足规范及主管部门要求。
5、水质：符合生活饮用水标准，水中锶和偏硅酸含量达到饮用天然矿泉水标准。
6、原始资料：资料齐全，数据准确可靠，经我公司内部质量验收，认为各项指标均能满足合同要求，符合规范规定，工程质量优良。
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