故障供水井的检测及处理方法
王博 杨嘉凯 荆宇
【摘要】随着经济和社会的发展，城市的用水问题日益突出，井龄在10年以上的旧井，经常出现井管破裂、水垢伤害、杂物堵塞等井内问题，采用电视检查系统能有效判断供水井的漏点及使用情况，对供水井采用洗井与补井相结合的办法，进行综合治理，有效的降低了工程造价，大大延长了供水井的使用寿命。
【关键词】供水井；检测；处理お
Fault detection and processing method of water supply well
Wang Bo，Yang Jia—kai，Jing Yu
（Henan province Earth physics engineering investigate researchinstituteZhengzhouHenan450053）
【Abstract】With the development of economy and society， the problems of CityWater have become increasingly prominent， the problem Frequently happens such as well pipe rupture， Scale damage， scale blockage of the well which more than 10 years old. using television inspection system can effectively judge water supply well leakage and the use of water supply wells， On water supply wells using well washing and well repairing combined approach， comprehensive management， reduce project cost， prolongs the service life of the water supply well.
【Key words】Water supply well；TESTING；Processingお
随着经济和社会的发展，城市的用水问题日益突出，对地下水的开发和利用成为了保障城市用水的重要方面，近年来，井龄在10年以上的旧井，经常出现井管破裂、水垢伤害、杂物堵塞等井内问题，使旧井的检测及处理日益突出和复杂。
1. 项目概况
郑州某大酒店深水井位于河南省郑州市福寿街以西、兴隆街以北，主要功能为供水。由于长时间满负荷运转，2009年9月出现井内涌沙、出水浑浊，无法正常使用，其成井资料保管不善，丢失，给该井的修复工作造成障碍。
2. 检测技术方法
采用SJ—2型井下电视检查系统（最大检测深度1500），该系统包括井下摄像探头，系统控制器、专用电缆、绞车、录像机和彩色监视器等。检查系统采用固体CCD摄像技术、微机技术、自动控制技术，大规模集成电路等系列，及20世纪80年代后期国际先进的电子技术和高压密封技术。它是把一自带光源的防水摄像探头致入地下水井中，水井中的水必须是清晰透明，在地面彩色监视器上可直接观测地下水井的情况。根据图像形态颜色及光亮度等信息，判断井的情况。技术关键主要是：供水井出砂点及水质变化原因的确定。
3. 供水井现状：
目前供水井主要存在问题是：井壁腐蚀严重、170.5米处井管破损穿孔，而导致供水井不能正常使用。其检测结果及成因主要有以下几方面：
（1）供水井井径为273，137米处变径为159。经井下电视检测现，静水位68.2m，473～477 m为第一层取水段；516.5～520.6 m为第二层取水段；528～532m为第三层取水段；544～548 m为第四层取水段；572～576 m为第五层取水段；583.5～587.5 m为第六层取水段；597～601 m为第七层取水段；605～613.5 m为第八层取水段（检测至滤水管位置613.5米处，井管有大块锈瘤，锈蚀严重，无法继续检测）。
（2）供水井井壁腐蚀严重，使井壁显现凸凹不平的锈瘤，有在不同位置再次破损的隐患。
（3）水井一直使用未进行清洗。井内存在大量腐蚀产物和地下水中的有机物分解氧化后产物并堵塞滤水管，使供水井水质恶化（发黄、产生絮状物），水量减少或水温降低。
（4）地下水中含有大量的Ca2+和Ma2+等，这些阳历子与水中的碳酸根和硫酸根等阴离子反应生成沉淀物充填到裂隙，造成含水层堵塞使水量减小或降低水温度。
（5）地下水中的铁离子在缺氧情况下主要以Fe2+（无色）形成存在，当抽水过程中或在静水管和动水管之间水与空气接触时，水中的Fe2+立即转化为Fe3+，主要以Fe（OH）3黄色沉淀物出现，常年累计则可产生大量的Fe（OH）3沉淀物与沉积物一起形成化学淤泥面沉积在井内，逐步减少水井的有效深度，井掩埋部分滤水管（进水通道），从而造成水量逐年减小和水温下降。
（6）井内堵塞的另一种原因还有微生物粘泥。在井内产生这种堵塞物的微生物主要是微细菌（好氧菌）和硫酸盐还原菌（厌氧菌），这些微生物一方面因为自身大量繁殖产生结垢，另一方面其分泌物产生“微生物粘泥”与其它固体物混合粘附在井壁上面形成胶结物。井管中上部最常见的桔黄色“凸状锈瘤”则是由于铁细菌大量生长繁殖而引起。
另外，由于铁细的大量繁殖，产生“锈瘤”堵塞井管的同时，也容易使井管出现许多溶解氧浓差电池，而造成井管的局部腐蚀穿孔。还有外力的推力和震力，如地震的受力破坏，很容易造成井管局部的挤扁和错位裂缝。
表1出砂漏砾治理技术方案
出砂位置 治理方法 特点
井口下部附近 井口悬挂法 难度小，安全可靠
变径下部附近 变径悬挂法 井斜时难度大，安全可靠
变径上部附近 变径坐底法 难度小，安全可靠
井底上部附近 井底坐底法 井斜时难度大，安全可靠
井内任何位置 局部处理法 成本低，技术含量一般
井底井管错位 井内投砾法 简易，效率高
实管任何位置 高压注浆法 不改变井结构
4. 处理方法
（1）供水井井底清淤，利用大型卷扬机进行供水井打捞探测和疏通。选用捞渣桶和必要的设备，对井内腐蚀沉淀的淤积物进行处理和打捞。ィ2）钢丝刷洗井，即下入钢丝刷在井内反复上下拉动。其目的充分破坏井壁结垢强度，并使井壁上的疏松胶结物彻底脱落，以保证井壁光滑干净。ィ3）机械活塞洗井，利用大型卷扬机下入活塞在井内反复上下拉动。其目的主要使井壁上的疏松胶结物彻底脱落，及充分疏通含水层出水通道，使地下水补充及时顺畅。ィ4）二次井底淤积物处理，选用捞渣桶和必要的设备，对洗井后井内所产生的淤积物进行清理，清出供水井所埋滤水管，使供水井深度基本恢复原始深度。
图1补管的结构设计图
图2补下井管示意图
（5）大降深振荡洗井，经过上述方法洗井以后，井内将会出现很多松散的沉积物。所以必须选用水泵对井内进行分段振荡洗井和排渣，以达到彻底疏通含水层和清洗水井之目的。
通过洗井和排渣，使井内的“锈渣”、“反应产物”和淤泥、砂排出井外。
（6）抽水试验，上述工序进行完毕后，下泵进行抽水试验，主要检测水井的水文地质参数，如静水位、动水位、水温、水量等。
5. 补井处理方案
结合原井结构按表1方案进行合理选择，一般实管破裂可用于小一级或二级的实管进行修补。可选择贴砾管和新型T型丝滤水管包网进行修补，具体方案根据井的实际情况，考虑成本、井斜、错位、安全、管径等因素选择最佳方案和设计，该井情况比较复杂，设计加工止水密封盘是一个关键，在补下管前，要进行探井，探井装置的外径应比补井管材的最大外径大10～20mm，长度选择在6～10m。
5.1该井补管的结构设计。
补管的结构设计，原则是安全、可靠、顺畅。其主要组成有管体，马蹄口，变径和止水盘，如图1所示，管体选择钢管，马蹄口和喇叭口是保证下管和起下泵畅顺，变径位于补管最上部，主要用于提挂和安装止水盘（长度0.5～1m），有时用于变径外，止水盘由环形钢板、螺孔，橡胶组成，密封钢板环中间的橡胶分于5层，必要时可在补管区间增加止水盘数量。补管的结构设计图见图1。
5.2补井施工工序。
该井出现涌砂，其主要原因为170.5米处井管破损穿孔，结合洗井，具体施工工序如下：
起泵 测井判断 提交报告
议定方案 用井方选案 用井方决定预案补井
探孔补井 补井后抽水试验竣工验收
5.3补下井管示意图（见图2）。
6. 结束语
该井通过清淤、洗井、修补170.5米处剖损、抽水实验，2009年10月13日，达到了水清砂净、水量25T/h左右，基本恢复了使用功能。从两年来使用情况来看，效果较好。因此，采用电视检查系统能有效判断供水井的漏点及使用情况，对供水井采用洗井与补井相结合的办法，进行综合治理，有效的降低了工程造价，大大延长了供水井的使用寿命，为类似工程的处理，提供了有益经验。
【摘要】随着经济和社会的发展，城市的用水问题日益突出，井龄在10年以上的旧井，经常出现井管破裂、水垢伤害、杂物堵塞等井内问题，采用电视检查系统能有效判断供水井的漏点及使用情况，对供水井采用洗井与补井相结合的办法，进行综合治理，有效的降低了工程造价，大大延长了供水井的使用寿命。
【关键词】供水井；检测；处理お
Fault detection and processing method of water supply well
Wang Bo，Yang Jia—kai，Jing Yu
（Henan province Earth physics engineering investigate researchinstituteZhengzhouHenan450053）
【Abstract】With the development of economy and society， the problems of CityWater have become increasingly prominent， the problem Frequently happens such as well pipe rupture， Scale damage， scale blockage of the well which more than 10 years old. using television inspection system can effectively judge water supply well leakage and the use of water supply wells， On water supply wells using well washing and well repairing combined approach， comprehensive management， reduce project cost， prolongs the service life of the water supply well.
【Key words】Water supply well；TESTING；Processingお
随着经济和社会的发展，城市的用水问题日益突出，对地下水的开发和利用成为了保障城市用水的重要方面，近年来，井龄在10年以上的旧井，经常出现井管破裂、水垢伤害、杂物堵塞等井内问题，使旧井的检测及处理日益突出和复杂。
1. 项目概况
郑州某大酒店深水井位于河南省郑州市福寿街以西、兴隆街以北，主要功能为供水。由于长时间满负荷运转，2009年9月出现井内涌沙、出水浑浊，无法正常使用，其成井资料保管不善，丢失，给该井的修复工作造成障碍。
2. 检测技术方法
采用SJ—2型井下电视检查系统（最大检测深度1500），该系统包括井下摄像探头，系统控制器、专用电缆、绞车、录像机和彩色监视器等。检查系统采用固体CCD摄像技术、微机技术、自动控制技术，大规模集成电路等系列，及20世纪80年代后期国际先进的电子技术和高压密封技术。它是把一自带光源的防水摄像探头致入地下水井中，水井中的水必须是清晰透明，在地面彩色监视器上可直接观测地下水井的情况。根据图像形态颜色及光亮度等信息，判断井的情况。技术关键主要是：供水井出砂点及水质变化原因的确定。
3. 供水井现状：
目前供水井主要存在问题是：井壁腐蚀严重、170.5米处井管破损穿孔，而导致供水井不能正常使用。其检测结果及成因主要有以下几方面：
（1）供水井井径为273，137米处变径为159。经井下电视检测现，静水位68.2m，473～477 m为第一层取水段；516.5～520.6 m为第二层取水段；528～532m为第三层取水段；544～548 m为第四层取水段；572～576 m为第五层取水段；583.5～587.5 m为第六层取水段；597～601 m为第七层取水段；605～613.5 m为第八层取水段（检测至滤水管位置613.5米处，井管有大块锈瘤，锈蚀严重，无法继续检测）。
（2）供水井井壁腐蚀严重，使井壁显现凸凹不平的锈瘤，有在不同位置再次破损的隐患。
（3）水井一直使用未进行清洗。井内存在大量腐蚀产物和地下水中的有机物分解氧化后产物并堵塞滤水管，使供水井水质恶化（发黄、产生絮状物），水量减少或水温降低。
（4）地下水中含有大量的Ca2+和Ma2+等，这些阳历子与水中的碳酸根和硫酸根等阴离子反应生成沉淀物充填到裂隙，造成含水层堵塞使水量减小或降低水温度。
（5）地下水中的铁离子在缺氧情况下主要以Fe2+（无色）形成存在，当抽水过程中或在静水管和动水管之间水与空气接触时，水中的Fe2+立即转化为Fe3+，主要以Fe（OH）3黄色沉淀物出现，常年累计则可产生大量的Fe（OH）3沉淀物与沉积物一起形成化学淤泥面沉积在井内，逐步减少水井的有效深度，井掩埋部分滤水管（进水通道），从而造成水量逐年减小和水温下降。
（6）井内堵塞的另一种原因还有微生物粘泥。在井内产生这种堵塞物的微生物主要是微细菌（好氧菌）和硫酸盐还原菌（厌氧菌），这些微生物一方面因为自身大量繁殖产生结垢，另一方面其分泌物产生“微生物粘泥”与其它固体物混合粘附在井壁上面形成胶结物。井管中上部最常见的桔黄色“凸状锈瘤”则是由于铁细菌大量生长繁殖而引起。
另外，由于铁细的大量繁殖，产生“锈瘤”堵塞井管的同时，也容易使井管出现许多溶解氧浓差电池，而造成井管的局部腐蚀穿孔。还有外力的推力和震力，如地震的受力破坏，很容易造成井管局部的挤扁和错位裂缝。
表1出砂漏砾治理技术方案
出砂位置 治理方法 特点
井口下部附近 井口悬挂法 难度小，安全可靠
变径下部附近 变径悬挂法 井斜时难度大，安全可靠
变径上部附近 变径坐底法 难度小，安全可靠
井底上部附近 井底坐底法 井斜时难度大，安全可靠
井内任何位置 局部处理法 成本低，技术含量一般
井底井管错位 井内投砾法 简易，效率高
实管任何位置 高压注浆法 不改变井结构
4. 处理方法
（1）供水井井底清淤，利用大型卷扬机进行供水井打捞探测和疏通。选用捞渣桶和必要的设备，对井内腐蚀沉淀的淤积物进行处理和打捞。ィ2）钢丝刷洗井，即下入钢丝刷在井内反复上下拉动。其目的充分破坏井壁结垢强度，并使井壁上的疏松胶结物彻底脱落，以保证井壁光滑干净。ィ3）机械活塞洗井，利用大型卷扬机下入活塞在井内反复上下拉动。其目的主要使井壁上的疏松胶结物彻底脱落，及充分疏通含水层出水通道，使地下水补充及时顺畅。ィ4）二次井底淤积物处理，选用捞渣桶和必要的设备，对洗井后井内所产生的淤积物进行清理，清出供水井所埋滤水管，使供水井深度基本恢复原始深度。
图1补管的结构设计图
图2补下井管示意图
（5）大降深振荡洗井，经过上述方法洗井以后，井内将会出现很多松散的沉积物。所以必须选用水泵对井内进行分段振荡洗井和排渣，以达到彻底疏通含水层和清洗水井之目的。
通过洗井和排渣，使井内的“锈渣”、“反应产物”和淤泥、砂排出井外。
（6）抽水试验，上述工序进行完毕后，下泵进行抽水试验，主要检测水井的水文地质参数，如静水位、动水位、水温、水量等。
5. 补井处理方案
结合原井结构按表1方案进行合理选择，一般实管破裂可用于小一级或二级的实管进行修补。可选择贴砾管和新型T型丝滤水管包网进行修补，具体方案根据井的实际情况，考虑成本、井斜、错位、安全、管径等因素选择最佳方案和设计，该井情况比较复杂，设计加工止水密封盘是一个关键，在补下管前，要进行探井，探井装置的外径应比补井管材的最大外径大10～20mm，长度选择在6～10m。
5.1该井补管的结构设计。
补管的结构设计，原则是安全、可靠、顺畅。其主要组成有管体，马蹄口，变径和止水盘，如图1所示，管体选择钢管，马蹄口和喇叭口是保证下管和起下泵畅顺，变径位于补管最上部，主要用于提挂和安装止水盘（长度0.5～1m），有时用于变径外，止水盘由环形钢板、螺孔，橡胶组成，密封钢板环中间的橡胶分于5层，必要时可在补管区间增加止水盘数量。补管的结构设计图见图1。
5.2补井施工工序。
该井出现涌砂，其主要原因为170.5米处井管破损穿孔，结合洗井，具体施工工序如下：
起泵 测井判断 提交报告
议定方案 用井方选案 用井方决定预案补井
探孔补井 补井后抽水试验竣工验收
5.3补下井管示意图（见图2）。
6. 结束语
该井通过清淤、洗井、修补170.5米处剖损、抽水实验，2009年10月13日，达到了水清砂净、水量25T/h左右，基本恢复了使用功能。从两年来使用情况来看，效果较好。因此，采用电视检查系统能有效判断供水井的漏点及使用情况，对供水井采用洗井与补井相结合的办法，进行综合治理，有效的降低了工程造价，大大延长了供水井的使用寿命，为类似工程的处理，提供了有益经验。
