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扶沟县位于黄泛区腹地,是河南省粮、棉、油生产大县,绿色无公害蔬菜、瓜果生产基地。目前全县共有各类农用机井3.25万眼,由于地下水位较高,机井深度大都在25m至30m之间,这些机井在农业灌溉、人畜饮水、工业用水等方面形成了比较完善的工程体系。在2008年冬至2009年春冬小麦返青拔节期,我国遭遇了50年不遇的大旱,农业灌溉中井灌占了90%以上。这些农用机井在抗旱夺丰收中起到了巨大的作用。但由于一些机井在设计施工工艺、管理使用、维修保养等方面存在着诸多弊端,致使一些机井出现成井质量较差、涌砂、井管脱节、破损、淤积、坍塌、报废等问题,井的出水量呈逐年衰减趋势。
一、损坏原因
(一)机井设计施工工艺不当
1.机井开孔径小,井管直径大,填滤料层厚度不足10cm。《农用机井技术规范》中明确规定:粗、中砂含水层,填回填滤料层厚度不少于10cm,细砂以下含水层填回填滤料层厚度不少于15cm。而本地含水层多为细砂层,回填滤料层厚度距最低要求还差5cm之多。回填滤料层厚度小,过滤拦砂效果差。
2.钻孔斜,不垂直,井管偏心导致回填滤料厚度不均匀,造成井淤,井孔不垂直还可造成井管管口错位、涌砂,导致机井淤积报废。
3.终孔未钻至粘土隔水层上,下管前没有清理井孔,或因孔底回填胶泥井管未下至孔底,致使部分井管沉陷脱节。
4.泥孔不直,井管不圆,绑扎不牢或用胶结性较差的粘泥条粘管,抽水后井管粘结处发生张嘴、裂缝、错位。
5.滤水管骨料粒径与填砾层、含水层粒径比例不当,如粉细砂层用较大粒径的滤水管或中粗砂层用较小粒径的滤水管,均导致机井不出水或出水含砂过多。
6.回填不合格、不规则的滤料,如窖渣、砖头等作为填料,因其滤水性能较差、粒径大小不均,失去防淤增水作用,导致机井喷砂、淤淀。
(二)管理使用不善
1.机井建成投入使用后,没有及时修建机房或砌筑井台,加设井盖等防护措施。由于井口过低,汛期大量雨水携带泥沙流进井内,加上人为丢石块、砖头等杂物,造成机井淤积。
2.机井在使用期间,吸水龙头被掉进的砖头卡住,当猛力提升胶管时,笼头失落卡于井壁,堵塞井管水路。
3.使用大功率潜水泵抽水时,短时间内动静水位落差过大造成井壁外压力过大,而淘蚀井管造成井管破损,漏滤料、涌砂,淤积机井。
4.装卸深井泵时,由于不慎叶轮碰撞井管壁,造成井管破损,漏滤料、涌沙,淤积机井。
(三)维修保养,处理事故不当
1.机井淤积后,用空锤淘淤,将井管碰破。
2.用实锤下捣砖头、石头、笼头等失物,将井管捣破。
二、防治对策
(一)机井设计施工中应注意的问题
1.开泥孔口径:必须根据井管和滤水层厚度而定。一般的孔径应大于井管外径20厘米,保证滤水层有适当的厚度。
2.多孔水泥滤水管的规格及安装位置:主要根据当地含水砂层条件而定。滤水管骨料(砾石)粒径,应大于16~20倍的含水砂层平均粒径。而砾石滤水层的平均粒径应则大于8~10倍的含水砂层平均粒径。
3.井型和井管口径:主要根据抽水设备类型、规格而定。有时机井上部和下部采用不同的口径,即上大下小,中间用变径管连接,这样可以安装深井泵和较大规格的水泵,充分发挥井的作用。
4.多孔滤水管要有适当的抗压强度和透水性,管口要平、圆,采用胶结性强的沥青砂浆粘管,提高井管强度,防止井管脱节、张嘴、错口和破裂。
5.滤水层应以滤水性好的天然砂砾筛选成标准粒径作为填料:根据含水层的利用情况,分层填入相适应的粒径规格,填高应超过滤水管2~5米。
6.机井完成后应及时洗井:洗井时需用的机械马力应大于安装使用马力,洗至浑水变清为止。
(二)机井使用期间应注意的问题
1.机井与井房、井台、井盖配套:井房是维护机井的必要设施,现实中大都配置井台、井盖,不用时井盖要盖上,防止人畜失落,雨水杂物等落入井内。
2.井内淤淀冲洗法:如井内淤淀泥沙过多,致使水量显著减少,可用喷枪冲洗法进行处理。
3.多孔滤水管的机械冲洗法:机井建成后,未及时进行洗井,如停置时间过长,或者洗井方法不当,井孔泥浆壁就会硬化,导致井水量减小,甚至不出水。遇此情况,可以用钢丝刷和喷管冲洗工具进行处理。钢丝刷系用法兰盘加固钢丝制成,在刷的上部装置由法兰加固的橡胶皮垫。使用时,钻杆连接钢绳或竹片,用于在滤水管内壁上下拉动冲刷。
(三)机井使用期间常见事故处理
1.掉砖事故:井内掉进砖块、石块,或沉积在井底,或卡于井壁,均可用捞砖器、扎抢和四叉八钩等工具打捞处理。
捞砖器系用钻杆焊接四条钢筋制成。钢筋中部弯成鼓肚便于吞砖,下端加设倒钩防止砖块进而脱出。使用时井口安装脚架滑车,缓缓拉动钢绳上下冲击,使砖块吞进鼓肚捞出。
扎抢和四叉八钩是捞砖辅助工具。由于捞砖器的冲击作用,少数砖块被挤向井壁,打捞效果降低,可使用三种工具交替使用。
2.笼头失落事故:若笼头卡于井壁,内芯未被淤物堵塞,可用拐子钩进行打捞。只需把捞取套管用的大卡刀换成小卡刀,其长度小于笼头内径即可。拉紧卡刀一侧钢丝绳,使卡刀竖起,上接竹片将其缓慢松下,待卡刀通过笼头,提升卡刀另一侧钢丝绳,使卡刀横平,拖住笼头底部,即可捞出笼头。
3.卡胶管事故:当吸水管在井内打结,卡于井壁难于提出时,可用剪子钩或万能爪进行打捞。
万能爪受冲击作用张开,靠拉力弹簧作用闭合。可根据需要配备多种齿钩,均铆于爪端。使用时上接钢丝绳,将其降至胶管处,再回升1~2米,然后迅速降下,齿钩张开夹住胶管,提升时抓紧,将胶管捞出。
(四)建章立制,使机井建设规范化
1.引入招标、投标竞争机制,择优选择施工队伍,对无凿井资质的施工队伍,坚决不用。2.严把施工质量监理关,实行质量责任追究制。3.严把机井验收环节,严格按照《农用机井技术规范》要求组织验收,确保成井质量。4.搞好机井配套维护:井台、井盖、机井房同步到位,保证机井安全运行。5.着力搞好旧井维修、清淤工作。6.加强机井管理工作,做到建管并重。
创新管理机制,推行小型农村水利工程水权制度改革。大胆吸收民间资本参与水利工程建设管理,采取拍卖、承包、租赁等形式使机井管护到人,管护责任落到实处。这既能保证机井的使用寿命,又全面提高了机井工程的灌溉供水能力和效率,为农业丰产丰收提供有力的保障。
(作者单位 扶沟县练寺镇农业服务中心 扶沟县大新镇农业服务中心)
编辑/张玉玲
一、损坏原因
(一)机井设计施工工艺不当
1.机井开孔径小,井管直径大,填滤料层厚度不足10cm。《农用机井技术规范》中明确规定:粗、中砂含水层,填回填滤料层厚度不少于10cm,细砂以下含水层填回填滤料层厚度不少于15cm。而本地含水层多为细砂层,回填滤料层厚度距最低要求还差5cm之多。回填滤料层厚度小,过滤拦砂效果差。
2.钻孔斜,不垂直,井管偏心导致回填滤料厚度不均匀,造成井淤,井孔不垂直还可造成井管管口错位、涌砂,导致机井淤积报废。
3.终孔未钻至粘土隔水层上,下管前没有清理井孔,或因孔底回填胶泥井管未下至孔底,致使部分井管沉陷脱节。
4.泥孔不直,井管不圆,绑扎不牢或用胶结性较差的粘泥条粘管,抽水后井管粘结处发生张嘴、裂缝、错位。
5.滤水管骨料粒径与填砾层、含水层粒径比例不当,如粉细砂层用较大粒径的滤水管或中粗砂层用较小粒径的滤水管,均导致机井不出水或出水含砂过多。
6.回填不合格、不规则的滤料,如窖渣、砖头等作为填料,因其滤水性能较差、粒径大小不均,失去防淤增水作用,导致机井喷砂、淤淀。
(二)管理使用不善
1.机井建成投入使用后,没有及时修建机房或砌筑井台,加设井盖等防护措施。由于井口过低,汛期大量雨水携带泥沙流进井内,加上人为丢石块、砖头等杂物,造成机井淤积。
2.机井在使用期间,吸水龙头被掉进的砖头卡住,当猛力提升胶管时,笼头失落卡于井壁,堵塞井管水路。
3.使用大功率潜水泵抽水时,短时间内动静水位落差过大造成井壁外压力过大,而淘蚀井管造成井管破损,漏滤料、涌砂,淤积机井。
4.装卸深井泵时,由于不慎叶轮碰撞井管壁,造成井管破损,漏滤料、涌沙,淤积机井。
(三)维修保养,处理事故不当
1.机井淤积后,用空锤淘淤,将井管碰破。
2.用实锤下捣砖头、石头、笼头等失物,将井管捣破。
二、防治对策
(一)机井设计施工中应注意的问题
1.开泥孔口径:必须根据井管和滤水层厚度而定。一般的孔径应大于井管外径20厘米,保证滤水层有适当的厚度。
2.多孔水泥滤水管的规格及安装位置:主要根据当地含水砂层条件而定。滤水管骨料(砾石)粒径,应大于16~20倍的含水砂层平均粒径。而砾石滤水层的平均粒径应则大于8~10倍的含水砂层平均粒径。
3.井型和井管口径:主要根据抽水设备类型、规格而定。有时机井上部和下部采用不同的口径,即上大下小,中间用变径管连接,这样可以安装深井泵和较大规格的水泵,充分发挥井的作用。
4.多孔滤水管要有适当的抗压强度和透水性,管口要平、圆,采用胶结性强的沥青砂浆粘管,提高井管强度,防止井管脱节、张嘴、错口和破裂。
5.滤水层应以滤水性好的天然砂砾筛选成标准粒径作为填料:根据含水层的利用情况,分层填入相适应的粒径规格,填高应超过滤水管2~5米。
6.机井完成后应及时洗井:洗井时需用的机械马力应大于安装使用马力,洗至浑水变清为止。
(二)机井使用期间应注意的问题
1.机井与井房、井台、井盖配套:井房是维护机井的必要设施,现实中大都配置井台、井盖,不用时井盖要盖上,防止人畜失落,雨水杂物等落入井内。
2.井内淤淀冲洗法:如井内淤淀泥沙过多,致使水量显著减少,可用喷枪冲洗法进行处理。
3.多孔滤水管的机械冲洗法:机井建成后,未及时进行洗井,如停置时间过长,或者洗井方法不当,井孔泥浆壁就会硬化,导致井水量减小,甚至不出水。遇此情况,可以用钢丝刷和喷管冲洗工具进行处理。钢丝刷系用法兰盘加固钢丝制成,在刷的上部装置由法兰加固的橡胶皮垫。使用时,钻杆连接钢绳或竹片,用于在滤水管内壁上下拉动冲刷。
(三)机井使用期间常见事故处理
1.掉砖事故:井内掉进砖块、石块,或沉积在井底,或卡于井壁,均可用捞砖器、扎抢和四叉八钩等工具打捞处理。
捞砖器系用钻杆焊接四条钢筋制成。钢筋中部弯成鼓肚便于吞砖,下端加设倒钩防止砖块进而脱出。使用时井口安装脚架滑车,缓缓拉动钢绳上下冲击,使砖块吞进鼓肚捞出。
扎抢和四叉八钩是捞砖辅助工具。由于捞砖器的冲击作用,少数砖块被挤向井壁,打捞效果降低,可使用三种工具交替使用。
2.笼头失落事故:若笼头卡于井壁,内芯未被淤物堵塞,可用拐子钩进行打捞。只需把捞取套管用的大卡刀换成小卡刀,其长度小于笼头内径即可。拉紧卡刀一侧钢丝绳,使卡刀竖起,上接竹片将其缓慢松下,待卡刀通过笼头,提升卡刀另一侧钢丝绳,使卡刀横平,拖住笼头底部,即可捞出笼头。
3.卡胶管事故:当吸水管在井内打结,卡于井壁难于提出时,可用剪子钩或万能爪进行打捞。
万能爪受冲击作用张开,靠拉力弹簧作用闭合。可根据需要配备多种齿钩,均铆于爪端。使用时上接钢丝绳,将其降至胶管处,再回升1~2米,然后迅速降下,齿钩张开夹住胶管,提升时抓紧,将胶管捞出。
(四)建章立制,使机井建设规范化
1.引入招标、投标竞争机制,择优选择施工队伍,对无凿井资质的施工队伍,坚决不用。2.严把施工质量监理关,实行质量责任追究制。3.严把机井验收环节,严格按照《农用机井技术规范》要求组织验收,确保成井质量。4.搞好机井配套维护:井台、井盖、机井房同步到位,保证机井安全运行。5.着力搞好旧井维修、清淤工作。6.加强机井管理工作,做到建管并重。
创新管理机制,推行小型农村水利工程水权制度改革。大胆吸收民间资本参与水利工程建设管理,采取拍卖、承包、租赁等形式使机井管护到人,管护责任落到实处。这既能保证机井的使用寿命,又全面提高了机井工程的灌溉供水能力和效率,为农业丰产丰收提供有力的保障。
(作者单位 扶沟县练寺镇农业服务中心 扶沟县大新镇农业服务中心)
编辑/张玉玲