摘要：沂蒙山区地层复杂，水文地质钻探往往会遇到很多问题。本文从ZK-07孔复杂地层常规钻进施工方法难度较大作为出发点，提出并付诸实施潜孔锤跟管钻进工艺，取得了不错的效果，为复杂地层的水文地质钻探施工提供了借鉴。
关键词：沂蒙山区；复杂地层；水文地质钻探；常规钻探；潜孔锤跟管钻进
引言
沂蒙山区地貌上属于鲁中低山丘陵区，主要岩性为泰山群变质岩、花岗岩，地下水类型主要为风化裂隙水、构造裂隙水，富水性较弱，地下水富水性严重不均，为山东省严重贫水区之一［1］。为服务“加快推进农村饮水安全建设，全面解决农村饮水不安全人口的饮水问题”国家重大战略目标，2016年，中国地质调查局水文地质环境地质调查中心实施了“沂蒙山革命老区1：5万水文地质调查”项目，山东省地质矿产勘查开发区第二水文地质工程地质大队承担了子项目——“沂蒙山区1：5万水文地质调查钻探工程”（2016年度）。
1、水文地质钻探孔设计
ZK-07孔位于淄博市沂源县月庄村，设计成井深度130m，钻遇地层0.00-16.00m为第四系粉质粘土，结构松散，16.00-23.00m为第四系碎石，直径一般0.30-3.00cm不等，23.00-130.00m为寒武系崮山组白云质灰岩、条带状泥灰岩、灰岩等（图1）。
图1 水文地质剖面图
2、常规钻探施工遇到的问题
照片1 破碎带 照片2 潜孔锤根管钻进
该勘探孔于2016年10月29日-11月1日采用常规回转小口径取心钻探，由于岩心破碎塌孔严重，考虑采用化学泥浆取心成井，怕对水质造成污染，取心孔深度未达到设计要求，取芯孔钻孔深度71.35m，未达到设计孔深；10月31日-11月1日使用型号FH600气动潜孔锤成孔，成孔深度为130.0m。在钻探施工过程中，由于61.75-71.35m为构造破碎带（照片1），岩心破碎，坍塌严重，井壁无法成孔，且属于“水敏”地层，即遇水易坍塌，常规钻进施工方法难度较大。
3、空气潜孔锤跟管钻进
空气潜孔锤跟管钻进技术主要针对覆盖层钻孔易垮塌、岩芯松散易被泥浆冲失和钻孔漏失等常规钻进难度大的地层，是在复杂覆盖层钻探取芯行之有效的新的技术方法。该方法的特点是采用空气作为冲洗和冷却介质，不需要液态介质（泥浆），对地层稳定性无影响，不会产生渗漏污染地层和地表，并且机械设备占用场地面积较小，钻孔施工周期短，对地表植被影响较小，地表植被容易恢复，是一种环保、优质、高效钻进方法，为“绿色钻探”的提供了有效的技术支撑，同时采用同步同芯跟管钻进，钻进稳定性好，有利于岩心的采取和保护，提高取心质量，岩心采取率理论上可达90%，岩心无窜层，地层层位清晰，岩心质量好。
对于ZK-07孔，我单位经过分析，决定采用空气潜孔锤跟管钻进工艺（照片2）。开孔口径为Φ305mm，钻进至19.6m下入Φ273mm井壁管，管外注水泥浆封闭3m，上部粘土回填，然后变径为Φ225mm钻进至86.0m，19.6-60.0m裸孔成井，60.0-86.0m下入Φ219mm滤水管，然后跟管钻进，下入Φ180mm滤水管到130.0m。经过统计，最大钻进效率约3m/h，效果明显，较好的完成了成井工作。
4、结论
钻进垮塌严重地层，采用潜孔锤跟管施工工艺成井时，对井管的性能要求较高，滤水管开口不宜过大。时常由于坍塌严重对滤网造成破坏较严重，成井效果不理想，可以尝试锯末面拌入较稀水泥浆中，边钻边固可能是比较稳妥的做法，但是这样施工时间较长、成本较高，也可以采用常规回转钻进扩孔成井施工工艺，但护壁是大问题、施工风险大，因此如何快速有效的穿过此类地层，并能控制钻探成本是我们需要继续深入研究的问题。
参考文献：
[1]方静、刘福臣，沂蒙贫水山区物探特征及含水构造分析，2013.
作者简介：
刘伟，1988.11—，男，汉族，山东省德州市人，水文与工程地质专业，研究方向为水工环地质。
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
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