专利名称：爆扩螺旋滤水管取水的方法
技术领域：
本发明涉及一种爆扩螺旋滤水管取水的方法。
背景技术：
在应急或非战斗军事行动中，往往会出现缺乏地表水或地表水遭污染破坏等情 况，此时快速汲取浅层地下水就成为应急给水保障的唯一选择。地下水分布广泛，可利用资 源量是地表水资源量的400倍以上，是应急给水保障的主要水源类型。怎样以最短时间内 构筑取水管井，快速汲取浅层地下水，成为特殊条件下应急给水保障的主要技术环节。例 如，我国第四系地下水源具有埋藏浅、分布广泛、水质良好、便于汲取、安全性和防护性好等 特点，是应急或非战斗军事行动中的主要水源类型。第四系松散地层砾石颗粒含量高，特别 是较大的砾石颗粒，对常规钻井工艺造成困难。由于砾石颗粒可视为刚性介质，孔隙内部的 冰和粘土等充填物则以硬塑性介质形式存在，松散砂砾含水层则演变为刚性颗粒与硬塑性 充填物的混合介质，造成钻头破岩效率低、钻进速度缓慢、泥浆易漏失、孔壁易坍塌、成孔效 率低等问题，使得第四系松散砂砾含水层钻井取水施工周期长、成本高。在高寒地区永冻层 中含水层取水，也存在上述类似问题。利用爆扩螺旋滤水管快速汲取浅层地下水新技术就 是针对上述问题，这项新技术可以提高松散砂砾层或永冻层分布区快速汲取浅层地下水的 作业效率，满足快速给水保障的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种爆扩螺旋滤水管取水的方法，可大幅度提高取水效益和 缩短施工周期，以克服目前现有技术存在的上述不足。本发明的目的是通过以下技术方案来实现 一种爆扩螺旋滤水管取水的方法，包括以下步骤
1)钻孔利用小孔径药孔钻机快速垂直钻孔，然后在钻孔内安装护孔管，以防止孔壁坍 塌和孔内淤积，并挖孔口保护平底坑以防止爆扩时孔口坍塌；所述孔的钻孔直径小于或等 于80mm，钻孔深度小于30m，孔口保护平底坑的边坡坡度为1 :1 ；所述护孔管为PVC护孔管， 其外径小于80mm ；
2)爆扩孔利用竹片式装药器或制式装药器固定炸药和导爆索，并将炸药直列安装于 所述护孔管内，通过导爆索连接各药柱达到同时起爆的目的，在露出护孔管口的导爆索上 安装雷管，最后引爆雷管，爆扩结果使得塑性层状介质被压缩挤密成井筒，同时砂砾层介质 被粉碎、松散化和液化；
3)安装螺旋滤水管通过人工安装或机械安装螺旋滤水管，人工安装采用链条钳旋 扭器材，通过人力直接把滤水管旋转安装到步骤2)爆扩后的孔内2m-30m处；机械安装 采用药孔钻机的扩展功能，通过钻机的旋转机构把滤水管旋转安装到步骤2)爆扩后的孔 内2m-30m处；螺旋滤水管上部通过卡扣或丝扣安装井管，螺旋滤水管和井管的内径均为 100mm-200mm ；4)填砾止水在安装好螺旋滤水管与爆扩孔壁之间的环型空间，即未被爆破粉碎砂介 质充填的环型空间回填中粗砂，形成完整的人工砂砾层，填充完中粗砂后，在井管与爆扩孔 壁之间的环型空间回填粘土球，形成止水粘土层。本发明的有益效果为永冻层或松散地层都属于刚性颗粒与硬塑性冰胶结物的混 合介质，采用爆扩螺旋滤水管技术，可大幅度提高取水效益和缩短施工周期；本发明主要由 直列装药爆扩技术、螺旋滤水管技术和药孔钻机功能一体化技术组成，具有作业速度快、操 作简便，便于推广。
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。图1是本发明实施例所述的爆扩螺旋滤水管安装完毕的结构示意图。图中
1、螺旋滤水管；2、井管；3、爆扩孔壁；4、人工砂砾层；5、止水粘土层。
具体实施例方式本发明实施例所述的爆扩螺旋滤水管取水的方法，包括以下步骤
1)钻孔利用小孔径药孔钻机快速垂直钻孔，然后在钻孔内安装护孔管，以防止孔壁坍 塌和孔内淤积，并挖孔口保护平底坑以防止爆扩时孔口坍塌；所述孔的钻孔直径小于或等 于80mm，钻孔深度小于30m，孔口保护平底坑的边坡坡度为1 :1 ；所述护孔管为PVC护孔管， 其外径小于80mm ；
2)爆扩孔利用竹片式装药器或制式装药器固定炸药和导爆索，并将炸药直列安装于 所述护孔管内，通过导爆索连接各药柱达到同时起爆的目的，在露出护孔管口的导爆索上 安装雷管，最后引爆雷管，爆扩结果使得塑性层状介质被压缩挤密成井筒，同时砂砾层介质 被粉碎、松散化和液化；
3)安装螺旋滤水管通过人工安装或机械安装螺旋滤水管1，人工安装采用链条钳旋 扭器材，通过人力直接把滤水管1旋转安装到步骤2)爆扩后的孔内2m-30m处；机械安装采 用药孔钻机的扩展功能，通过钻机的旋转机构把滤水管1旋转安装到步骤2)爆扩后的孔内 2m-30m处；螺旋滤水管1上部通过卡扣或丝扣安装井管2，螺旋滤水管1和井管2的内径均 为 100mm-200mm ；
4)填砾止水在安装好螺旋滤水管1与爆扩孔壁3之间的环型空间，即未被爆破粉碎砂 介质充填的环型空间回填中粗砂，形成完整的人工砂砾层4，填充完中粗砂后，在井管2与 爆扩孔壁3之间的环型空间回填粘土球，形成止水粘土层5。采用直列装药进行压缩爆破时，其压缩空腔的直径由现场试验确定，也可按下式 估算
式中D—压缩空腔直径； C一直列装药每纵长米的药量(千克/米)； A—土的抗力系数，可按下列试验值选取。含水量适中粘土A=O. 7
含水量较大砂砾土A=O. 5 0. 6含水量较小粘土、黄土A=O. 8
K一与土层厚度、装药长径比、装药方式有关的系数，在不同装药条件下按下列试验值选取。土层厚度小于1米 K=3 土层厚度1.4 4.0米Κ=4 土层厚度大于4米 Κ=5
螺旋滤水管是类似于贴砾滤水管功能的钢管，管头为尖状，管壁外侧为螺旋形，管壁有 大量滤水小孔分布，滤水小孔起到挡砂、扩大供水半径和保护孔壁的作用，是管井的重要构 件。当螺旋滤水管旋转进入爆扩液化产生的流塑性含水层介质时，外部环形空间可适当填 充人工砾料。这种爆扩成井方法操作简单，能快速构筑取水浅管井，构筑井深约小于30m，在 第四系松散砂砾含水层或永冻层含水层分布区具有重要的实用价值。在爆破药孔钻成后，需要快速安装护孔管，以防孔壁坍塌和沉淀物对炸药药柱放 置造成阻碍。由于地层在纵向上的层状不均勻，采用不耦合直列装药方式，把炸药药柱放置 孔内时，需要考虑药量在垂向上可调性。一般爆扩空腔体积和形状主要取决于单位长度装 药量和装药结构，还与土介质的力学性质、炸药性能有关。合理的装药量与装药结构能够取 得相对均勻的爆扩效果。通过导爆索连接各药柱达到同时起爆的目的，在露出护孔管口的 导爆索上安装雷管，最后引爆雷管，爆扩结果使得塑性层状介质被压缩挤密成井筒，同时砂 砾层介质被粉碎、松散化和液化。螺旋滤水管是管井结构中关键部件，其功能是挡砂和扩大进水半径。钢制螺旋滤 水管的滤水孔径相对小，且滤水孔朝侧向启开，避免旋转安装过程的摩擦造成堵塞。滤水 管外壁是鳞片状，较少旋转摩擦阻力。其外侧为螺纹结构，形成螺旋钻进作用，便于旋转安 装。螺旋滤水管外侧可以自动形成砾料层，也可人工回填形成砾料层。螺旋滤水管安装需 要有配套的旋转装置，可以设置人工安装装置和机械安装装置。其中，人工安装装置为链条 钳旋扭器材，通过人力直接把滤水管旋转安装到爆扩后的孔内2m-30m处；机械安装装置为 药孔钻机的扩展功能，通过钻机的旋转机构把滤水管旋转安装到爆扩后的孔内2m-30m处， 从而形成两种快捷的滤水管安装作业；螺旋滤水管上部连接井管，并通过卡扣或丝扣连接， 两者的内径相同，井管外侧环形空间人工回填粘土球，形成止水层，防止地表水流入井筒内 造成水质污染。
权利要求
一种爆扩螺旋滤水管取水的方法，其特征在于，包括下列步骤1)钻孔利用小孔径药孔钻机快速垂直钻孔，然后在钻孔内安装护孔管，以防止孔壁坍塌和孔内淤积，并挖孔口保护平底坑以防止爆扩时孔口坍塌； 2)爆扩孔利用竹片式装药器或制式装药器固定炸药和导爆索，并将炸药直列安装于所述护孔管内，通过导爆索连接各药柱达到同时起爆的目的，在露出护孔管口的导爆索上安装雷管，最后引爆雷管，爆扩结果使得塑性层状介质被压缩挤密成井筒，同时砂砾层介质被粉碎、松散化和液化； 3)安装螺旋滤水管通过人工安装或机械安装螺旋滤水管，人工安装采用链条钳旋扭器材，通过人力直接把滤水管旋转安装到步骤2)爆扩后的孔内2m 30m处；机械安装采用药孔钻机的扩展功能，通过钻机的旋转机构把滤水管旋转安装到步骤2)爆扩后的孔内2m 30m处；螺旋滤水管上部通过卡扣或丝扣安装井管；4)填砾止水在安装好螺旋滤水管与爆扩孔壁之间的环型空间，即未被爆破粉碎砂介质充填的环型空间回填中粗砂，形成完整的人工砂砾层，填充完中粗砂后，在井管与爆扩孔壁之间的环型空间回填粘土球，形成止水粘土层。
2.根据权利要求1所述的爆扩螺旋滤水管取水的方法，其特征在于在步骤1)中，所 述孔的钻孔直径小于或等于80mm，钻孔深度小于30m。
3.根据权利要求1所述的爆扩螺旋滤水管取水的方法，其特征在于在步骤1)中，孔 口保护平底坑的边坡坡度为1:1。
4.根据权利要求1或2所述的爆扩旋喷桩方法，其特征在于所述护孔管为PVC护孔 管，其外径小于80mm。
5.根据权利要求1或2所述的爆扩旋喷桩方法，其特征在于所述滤水管和井管的内 径均为 100mm-200mm。
全文摘要
本发明涉及一种爆扩螺旋滤水管取水的方法，包括以下步骤钻孔，利用小孔径药孔钻机快速垂直钻孔；爆扩孔，利用竹片式装药器或制式装药器固定炸药和导爆索，通过导爆索连接各药柱达到同时起爆的目的；安装螺旋滤水管，通过人工安装或机械安装螺旋滤水管，把滤水管旋转安装爆扩后的孔内2m-30m处，螺旋滤水管上部通过卡扣或丝扣安装井管；填砾止水，在安装好螺旋滤水管与爆扩孔壁之间的环型空间，即未被爆破粉碎砂介质充填的环型空间回填中粗砂，形成完整的人工砂砾层，填充完中粗砂后，在井管与爆扩孔壁之间的环型空间回填粘土球，形成止水粘土层。本发明的有益效果为可大幅度提高取水效益和缩短施工周期。
文档编号E03B3/12GK101922167SQ20101028397
公开日2010年12月22日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者关洪军, 刘建永, 李兆利, 龙源 申请人:刘建永;关洪军