黃河三門峽壩區(qū)地質(zhì)勘探的歷史豐碑（大口徑勘探的理論依據(jù)）

張鑒新一、壩區(qū)供水勘探373號(hào)供水井的鉆孔工作創(chuàng)新理論依據(jù)(一)1957年至1958年，黃河三門峽地質(zhì)勘探總隊(duì)，在完成壩區(qū)供水勘探的74號(hào)、231號(hào)和373號(hào)供水井的鉆孔和抽水試驗(yàn)工作后，將此三個(gè)供水井移交工程局，經(jīng)過孔口改造、泵房建造等工作后，便作為壩區(qū)大型供水設(shè)施，特別是373號(hào)供水井，它是三門峽大壩施工用水、三門峽樞紐改建工程施工用水、三門峽壩區(qū)至大安地區(qū)的工業(yè)和生活用水的主要水資源。1970年至1980年期間，由水電北京設(shè)計(jì)院的三門峽設(shè)計(jì)代表組等單位組建的水電十一局設(shè)計(jì)院，住在大安，其生產(chǎn)和生活用水，均為壩區(qū)373號(hào)供水井，經(jīng)輸水管輸送的，深感373號(hào)供水井，在該地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，發(fā)揮著舉足輕重的作用。(二)373號(hào)供水井，是黃河三門峽地勘總隊(duì)的地質(zhì)和勘探全體工作人員，在新中國(guó)誕生后，為治理黃河所做的科技成果。由于黃河水含沙量大，不能作為大壩施工的直接用水，而漫灘沙礫層中水和閃長(zhǎng)玢巖裂隙水，水量甚少，為解決三門峽施工用水、生活用水，當(dāng)時(shí)三門峽地勘總隊(duì)主任工程師賈福海和地質(zhì)工程師夏其發(fā)為代表的地質(zhì)科技人員，從區(qū)域水文地質(zhì)查勘，到69號(hào)供水勘探孔的抽水試驗(yàn)成果后，認(rèn)定：埋藏在奧陶紀(jì)石灰?guī)r層的喀斯特裂隙水，水量大，是比較理想的壩區(qū)用水的水資源，因而賈福海主任工程師提出：373供水勘探孔，要兼作供水井施工。1.當(dāng)時(shí)總隊(duì)黨委非常重視373號(hào)孔的勘探工作，召開專門研究會(huì)，由賈福海主任工程師作了說明(大意)：1)水量大，可按50L/s以上水量，計(jì)算所需用抽水設(shè)備，為求得可靠的涌水量數(shù)字，抽水試驗(yàn)時(shí)間，要延續(xù)30天或45天，屆時(shí)，由試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)討論決定。2)鉆孔孔徑，要比74號(hào)孔徑增大，以利增大抽水，并按供水井施工。3)石灰?guī)r頂部的煤系巖層是隔水層，奧陶紀(jì)石灰?guī)r喀斯特裂隙水，具有承壓水性質(zhì)，承壓高度為10～12m，地下水位標(biāo)高約為(269～273m)。要在石灰?guī)r與煤系巖層之間作隔水，封孔處理。2.由于373號(hào)孔的勘探工作，工程量大，抽水試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，要求高，因此，總隊(duì)黨委和總隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)決定：1)成立由楊兆詳(書記兼總隊(duì)長(zhǎng))、賈福海(主任工程師)、張洪生(副總隊(duì)長(zhǎng))、張鑒新(勘探科、勘探工程師)組成的領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)組(以下簡(jiǎn)稱：協(xié)調(diào)組)：由楊兆詳、張洪生負(fù)責(zé)組織動(dòng)員工作，張鑒新負(fù)責(zé)制定全面勘探技術(shù)操作安裝及鉆具的設(shè)計(jì)工作等，并主管協(xié)調(diào)組的日常工作。2)成立徐鳳君為機(jī)長(zhǎng)的大口徑373號(hào)孔勘探機(jī)組(包括大型抽水試驗(yàn)組)屬壩一隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)，調(diào)宋寶沖同志去壩一隊(duì)為副隊(duì)長(zhǎng)，籌備373號(hào)孔鉆探設(shè)備及大型抽水試驗(yàn)設(shè)備。孫釗工程師協(xié)助壩一隊(duì)，做好373號(hào)供水勘探孔的設(shè)備安裝，包括14m高度的鉆塔的改制工作等。3)當(dāng)時(shí)非常缺少大口徑鉆探設(shè)備及管材，總隊(duì)協(xié)調(diào)組，要求物資科，派專人去北京、天津、上海相關(guān)物資局，請(qǐng)求支援，最終，物資科張英俊科長(zhǎng)說(大意)：能夠調(diào)給總隊(duì)的最大管材：直徑：ϕ14″、ϕ12″、ϕ10″、ϕ8″、δ=10mm；供水鉆機(jī)的盤型鉆機(jī)，無貨；動(dòng)力機(jī)為25 馬力柴油機(jī)；當(dāng)時(shí)總隊(duì)現(xiàn)有最大鉆機(jī)為 KAm-500型，配套鉆桿為ϕ50mm，水泵為200/40型。至此，壩一隊(duì)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，要求使用供水勘探的盤式鉆機(jī)及相應(yīng)配套鉆具的鉆頭，不能實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，楊兆詳總隊(duì)長(zhǎng)：要我拿出一個(gè)切實(shí)可行的技術(shù)措施和理由，表明：使用 KAM-500型鉆機(jī)，ϕ50cm鉆桿，25馬力柴油機(jī)，承擔(dān)373號(hào)供水勘探孔的可行性，讓總隊(duì)黨委和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)人心中有數(shù)。(三)勘探工作是地質(zhì)查勘的一種手段，前已說明：373號(hào)供水勘探孔，是用大孔徑，進(jìn)一步探明奧陶紀(jì)石灰?guī)r的喀斯特的裂隙水資源的涌水量，為此，當(dāng)時(shí)我們?cè)O(shè)定：1.鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖(本圖僅供選用鉆進(jìn)方法，作參考)如圖1圖1 鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖注：圖1中：1)地下水、承壓水的水位，是根據(jù)賈工《三門峽壩址工程地質(zhì)條件》推算的。2)巖層厚度，是由8號(hào)孔巖心分層記錄中，推算的尺寸數(shù)字。2.鐵砂鉆頭、鉆鋌加壓，示意圖2、圖31)鐵砂鉆頭是用厚壁鋼管材料，內(nèi)貼外包鋼板(δ=3mm)制作。鐵砂鉆頭(示意圖2)do=原鋼管內(nèi)徑(mm)；d=原鋼管外徑(mm)；圖2 鐵砂鉆頭示意圖圖3 鉆鋌加壓示意圖Do=do-2×3(mm)；D=d+2×3(mm)。2)鉆鋌是用ϕ150mm圓鋼柱，穿孔后，兩端車鎖接頭絲扣。鉆鋌加壓(示意圖3)每個(gè)鉆鋌重約150～170kg3.373號(hào)鉆孔鉆進(jìn)，選用下列數(shù)據(jù)來校核：所需功率，ϕ50mm鉆桿應(yīng)力、KAM-500型鉆機(jī)的主要部件強(qiáng)度等。1)鉆頭轉(zhuǎn)速n=120～150轉(zhuǎn)/分鐘。2)閃長(zhǎng)玢巖層：用鐵砂鉆進(jìn)，但要少投砂、勤投砂，使鉆孔孔徑上下均勻，有利于鉆桿導(dǎo)向器發(fā)揮導(dǎo)向作用。石灰?guī)r、煤系巖層：用硬質(zhì)合金鉆進(jìn)。3)鉆頭承受壓力：鉆砂鉆進(jìn)：бo=鉆頭單位面積承受壓力=8kg/cm2。合金片鉆進(jìn)：每個(gè)鉆頭鑲大塊硬質(zhì)合金片，ϕ14″或ϕ12″鉆頭，共計(jì)鑲74塊，每塊承受20kg/cm2，共計(jì)承壓：С=20×74=1480kg。4)純鉆進(jìn)進(jìn)尺；參考 74號(hào)孔進(jìn)尺，選用：h=62.5cm/臺(tái)時(shí)，每分鐘純進(jìn)尺：hmin= =1.04cm/min。5)鉆頭，選用ϕ14″，δ=10mm(或ϕ12″，δ=10mm)鋼管，作為材料。(1)制作鐵砂鉆頭：在管材內(nèi)壁、外壁，用δ=3mm鋼板，內(nèi)貼、外包，各焊一層(詳見：鉆頭圖示)。(2)制作合金鉆頭：鉆頭唇部的內(nèi)、外，交錯(cuò)鑲大塊合金片，間距為16mm左右；合金片在鉆頭內(nèi)、外出刃各為3mm。(3)孔底環(huán)狀被刻取的巖層面積：環(huán)狀面積的外徑：D=376+2×3=382mm。內(nèi)徑：Do=376-2×3-2×10=376-6-20=350mm。平均直徑：Dcm=R+γ= =366mm。環(huán)狀面積：F= (D2- )= (38.22-352)= (1459.24-1225)= ×234.24=183.97≈184cm2。6)石灰?guī)r或煤系巖，單向條件下巖層抗壓：бcm=800kg/cm2。而孔底巖層的抗壓：б=3×800=2400kg/cm2。(四)373號(hào)供水孔，鉆孔需要功率計(jì)算：由《鉆井力學(xué)》等。1.刻取孔底巖層(選石灰?guī)r或煤系巖層，用合金片鉆頭鉆進(jìn))，功率：黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史式中：б=2400kg/cm2，孔底巖石抗壓；V=刻取巖層體積=Fhmin；F=環(huán)狀面積=184cm2；hmin=1.04cm；黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史2.克服摩擦力，所需功率：黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史式中：c=考慮孔壁磨擦孔的傾斜度，下部鉆桿的直度=1.1～1.3，選c=1.15；f=孔底摩擦系數(shù)=0.30；C=鉆頭承受壓力=1480kg；n=鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)≈150轉(zhuǎn)/分鐘(在煤系巖層、灰?guī)r中，鉆進(jìn)時(shí)間較多，鉆進(jìn)較快)；R+γ=36.6cm；黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史3.空轉(zhuǎn)鉆桿及鉆桿上導(dǎo)向器、鉆具等，按理論近似計(jì)算有多種公式，都是適用于直徑ϕ60mm以上的鉆具，對(duì)于鉆桿直徑ϕ50mm，常引用相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)值。由相關(guān)實(shí)測(cè)：100m長(zhǎng)，ϕ50mm鉆桿，實(shí)轉(zhuǎn)測(cè)得功率為 N3=1.4～1.8Hp，對(duì)比后，選用：N3=1.6Hp。綜合以上，373號(hào)供水孔的鉆孔，需要功率：NΣ≈N1+N2+N3=2.041+19.6+1.6=23.241≈23.24Hp。上式表明，在鉆孔無故障條件下，用25Hp柴油動(dòng)力機(jī)，可滿足373號(hào)供水孔的鉆孔功率。但鉆機(jī)所用水泵須另用其他動(dòng)力機(jī)，作為動(dòng)力機(jī)，帶動(dòng)兩臺(tái)200/40型水泵。4.取25Hp柴油機(jī)，超載效率系數(shù)為1.1；由動(dòng)力機(jī)至鉆桿，傳動(dòng)效率為n=0.93。(五)KAM-500型鉆機(jī)，當(dāng)時(shí)是由蘇聯(lián)進(jìn)口的，配備專用ϕ50mm鉆桿，按其產(chǎn)品說明規(guī)定，開孔直徑為ϕ151mm，鉆孔深500m，因此，用上述鉆機(jī)和鉆桿，承擔(dān)373號(hào)供水井的鉆孔工作，孔深沒有超出，但孔徑ϕ376mm，是該鉆機(jī)規(guī)定的ϕ151mm的2.49倍，顯然，是存有風(fēng)險(xiǎn)的。因此采取有效技術(shù)措施，完成373號(hào)供水井的鉆孔工作，把地下水抽出來，這既是我們勘探人員的職責(zé)，也是考驗(yàn)。1.改善ϕ50mm鉆桿，在鉆進(jìn)中的受力條件鉆桿下端，承受扭矩和最大壓縮彎曲應(yīng)力，使鉆桿在受壓、彎曲、折斷；因此，采用鉆鋌加壓(見圖示)，即在鉆具上端，連接鉆鋌，重約1.5t。形成鉆具自重加壓方式鉆進(jìn)，消除鉆桿的彎曲壓力；鉆桿主要承擔(dān)傳遞扭矩，其扭應(yīng)力：黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史式中：Mk1=扭矩= (kg·cm)； =鉆桿由扭矩產(chǎn)生剪力；n=傳動(dòng)效率=0.93；λ=超載系數(shù)=1.1；N∑=25Hp；n1=轉(zhuǎn)速=150轉(zhuǎn)/分鐘；Wk1=鉆桿斷面系數(shù)= =14.5cm3d1=鉆桿外徑=5cm；d2=鉆桿內(nèi)徑=4cm = =842.15kg/cm2≈842.2kg/cm2＜[τ]=1000kg/cm2。]] =19.23%Hp。2)我和壩一隊(duì)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，在處理69號(hào)孔井身偏斜時(shí)，當(dāng)時(shí)值班班長(zhǎng)告訴我(大意)：“鉆孔偏斜，鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大，動(dòng)力機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，鉆頭轉(zhuǎn)數(shù)明顯降低，突然卡鉆后，鉆桿接頭(位于距孔口30cm)斷裂”。估計(jì)轉(zhuǎn)速為110～120 轉(zhuǎn)/分鐘。69號(hào)孔，當(dāng)時(shí)孔深約2.5m，孔底中心，經(jīng)測(cè)錘(吊手電筒)測(cè)得偏斜于孔口中心約3cm，鐵砂鉆頭鉆進(jìn)。經(jīng)估算：鉆桿接頭承受扭矩應(yīng)力， 值為：超負(fù)荷系數(shù)為1.1。傳動(dòng)系數(shù)為0.93；轉(zhuǎn)速n2=120轉(zhuǎn)/分；鉆桿接頭承受扭矩Mk2為：Mk2= =15264.0125≈15264kg·cm鉆桿接頭外徑d3=ϕ38mm=3.8cm鉆桿接頭內(nèi)徑d4=ϕ22mm=2.2cm鉆桿接頭斷而系數(shù)Wk2為：黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史∴鉆桿接頭剪力 為： =1590kg/cm2＞(τ)=1000kg/cm2，不安全。]] ；第三次降低水位值，是最大降低水位值的 ；3)每次降低水位穩(wěn)定后，測(cè)量涌水量，延續(xù)時(shí)間為10天，四個(gè)階段降低水位，共計(jì)40天，具體由抽水試驗(yàn)實(shí)情決定。2.關(guān)于喀斯特裂隙水位h值：1)由373號(hào)孔結(jié)構(gòu)圖，估算h值，約為h=23m。2)當(dāng)裂隙水是由河水補(bǔ)給，h值小于23m，為安全計(jì)算風(fēng)量，選h=23m。3.為安全起見，選抽水量為75L/s。說明：1)圖4尺寸是由373號(hào)孔結(jié)構(gòu)圖來的。2)孔內(nèi)水位是承壓水位，未考慮河水補(bǔ)給影響。3)為使排水噴射向下，出水口，應(yīng)連接90°向下彎頭。4)封孔鋼管，外徑ϕ330，內(nèi)徑ϕ304mm，內(nèi)外均作防銹處理。圖4 壓縮空氣揚(yáng)水示意圖(二)試求提升1m3水所需空氣量和空氣壓力及提升水管尺寸：這里要說明一點(diǎn)，抽水試驗(yàn)、涌水量和降低水位是相關(guān)的，但這種互相關(guān)系，是在抽水試驗(yàn)施行中才能得知，因而所求空氣量，也要在抽水試驗(yàn)中，由調(diào)正降低水位數(shù)值，來修正所需空氣數(shù)值。1.《鉆井力學(xué)》中相關(guān)理論，已證明。1)空氣揚(yáng)水，是在鉆孔套管內(nèi)地下水中，送入壓縮空氣與水混合后的比重小于管外地下水的比重，這樣，由管外比重大的地下水形成的水壓差，把管內(nèi)地下水提升，溢出管口，流到孔外。2)提升1m3水所需空氣量(折合一個(gè)大氣壓的空氣量)，由下式計(jì)算：黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史式中：V0=提升1m3水，所需空氣量(折合一個(gè)大氣壓下空氣量)。K=克服各種阻力所需水頭損失系數(shù)，可由以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：即K=2.17+0.0164h0h0=提升水的高度，即動(dòng)水位(m)H=混合器埋入水中深度(m)注：V0式的演算由來，這里從略，其理論依據(jù)是利用空氣在等溫膨脹中所作的功：R= ，此功與1m3水提升高度h0所作功相等： =KGh0。演算可得上式V0公式。式中：G=1m3水重。2.求揚(yáng)水啟動(dòng)時(shí)，提升1m3水，需要空氣量、氣管直徑等：1)揚(yáng)水啟動(dòng)時(shí)：取h0=h=23m；水量為75L/s；H=38m。K=2.17+0.0164h0=2.17+0.0164×23=2.17+0.3772=2.5472≈2.55求空氣量：黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史即當(dāng)沉沒系數(shù)：x= = =1.652提升1m3水，需要空氣量(折合一個(gè)大氣壓下的空氣量)為：V0=3.75m3。2)由上，每秒提水75L/s=270m3/h，需要空氣量為270×3.75=1012.5m3/h=0.28125≈0.3m3/s。令：q=每秒鐘提升水量=75L/s=0.075m3/s；q0=需要空氣量=0.3m3/s(1個(gè)大氣壓下的空氣量)；混合：q+q0=0.075+0.3=0.375m3/s。3)求壓氣管直徑d值：由q2= (壓縮空氣量)式中：q0=0.3m3/s=300L/s；p0=流出排水管口的自然空氣壓力=1個(gè)大氣壓。p2= +Δp+p0= +0.8+1=5.6(壓縮空氣壓力，大氣壓)∴q2= =53.5714≈53.6L/sΔP=氣管阻力，取ΔP=0.8大氣壓。取壓縮空氣流速v1=10m/s=100 dm/s；壓縮空氣管的面積：F= = =0.536dm2∴氣管直徑：d= = =0.826dm。4)求排水管直徑：D值：(1)混合器，放在排水管中心，采用同心式排水裝置：取水管流速，v0=9m/s∴排水管需要斷面積：ω= = =0.04167m2=4.167dm2(2)由π4(D2-d2)=ω黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史5)由上，選擇：氣管：外徑ϕ89mm，內(nèi)徑：ϕ81mm。水管：外徑ϕ274mm，內(nèi)徑：ϕ254mm?？諝饬浚寒?dāng)沉沒系數(shù)：χ= = =1.652時(shí)，提升1m3水，需要空氣：V0=3.75m3≈4m3；空氣壓力：q2=5.6大氣壓；取q2=6kg/cm2；氣水混合速v0=9m/s；氣速v1=10m/s。(三)試求降低最大水位時(shí)，提升1m3水所需空氣量及備用空氣總量。1.參考74號(hào)孔抽水試驗(yàn)，可降低3m水位左右；因此，?。篽0=h+3=23+3=26mH=38-3=35mK=2.17+0.0164×h0=2.17+0.0164×26=2.5964≈2.6黃河三門峽水利樞紐工程地質(zhì)勘察史即：當(dāng)沉沒系數(shù)χ= = =1.346，提升1m3水需要空氣量：V0=4.51m3。2.備用空氣量：1)每分鐘提水量=75×60=4500L/min=4.5m3/min。需要空氣量=4.5×4.51=20.295m3/min。2)抽水試驗(yàn)是三個(gè)班連續(xù)進(jìn)行，以上是一個(gè)班需要的空氣量為20.295m3/min，三個(gè)班，備用60m3/min。為安全起見，擬選用：6臺(tái)：9m3/min·臺(tái)·6臺(tái)：6m3/min·臺(tái)。合計(jì)為12臺(tái)空壓機(jī)?？傆?jì)每分鐘可送空氣量為90m3/min，備用安全系數(shù)為1.5。3.以上，降低3m水位，是求備用空氣量，選用參考數(shù)字，373號(hào)孔實(shí)際抽水最大水位降低數(shù)，需在試抽水中，才能得到。(四)前已說明，我們擬籌備12臺(tái)空壓機(jī)，空氣量為90m3/min，但這些空氣量，是否滿足揚(yáng)水需求?這要通過試抽水試驗(yàn)來檢驗(yàn)。373號(hào)孔，試抽水試驗(yàn)啟動(dòng)后，我們向氣管內(nèi)，由小到大，逐漸增送空氣量，直到送入空氣量為45m3/min；在逐漸增送空氣量的同時(shí)，觀察氣水混合體，經(jīng)排水管出口，由斷斷續(xù)續(xù)噴出，到均勻連續(xù)不斷噴出，延續(xù)一定時(shí)間，噴出的混合體，均為連續(xù)不斷的均勻混合體，表明空氣揚(yáng)水狀態(tài)，處于合適狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，初步測(cè)得降低水位，約在2m位置。選用：空氣：水=5：1的氣水混合體，進(jìn)行計(jì)算，我們送入45m3/min空氣量，可提升9m3/min水量，大于抽水試驗(yàn)設(shè)計(jì)估算涌水量4.5m3/min的要求，可滿足抽水試驗(yàn)需求空氣量。我們把這種狀態(tài)下送入45m3/min空氣量，作為最大需求空氣量，來調(diào)配備用空壓機(jī)的合理組合。1.把12臺(tái)空壓機(jī)分為兩個(gè)組合，每一個(gè)組合，均有3臺(tái)×9m3/min和3臺(tái)×6m3/min，合計(jì)6臺(tái)空壓機(jī)，送空氣量為45m3/min，以滿足揚(yáng)水所需最大空氣量。2.空壓機(jī)廠房火災(zāi)后，燒壞上述部分空壓機(jī)，因此，我們另行組合空壓機(jī)，改為：一組有一臺(tái)40m3/min和一臺(tái)6m3/min，合計(jì)空氣量為46m3/min，另一組有3臺(tái)×9m3/min和3臺(tái)×6m3/min，合計(jì)空氣量為45m3/min，以滿足空氣揚(yáng)水的最大需求。3.以上是備用空氣量，選用的參考空壓機(jī)組合，實(shí)際抽水試驗(yàn)工作中，是由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)人，依據(jù)實(shí)情選用空壓機(jī)數(shù)量。(五)做好大型抽水試驗(yàn)的組織工作和技安工作是非常重要的1.空壓機(jī)的內(nèi)燃機(jī)和壓氣機(jī)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫度高，每組空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)8小時(shí)，需停機(jī)冷卻降溫，改為另一組空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，需要運(yùn)轉(zhuǎn)操作人員(包括燃油運(yùn)送人員)，維修人員，此外抽水現(xiàn)場(chǎng)還有技術(shù)人員，可見，373號(hào)孔抽水試驗(yàn)規(guī)模很大，而且，抽水試驗(yàn)時(shí)間很長(zhǎng)，總隊(duì)決定，成立由壩一隊(duì)宋寶沖副隊(duì)長(zhǎng)領(lǐng)導(dǎo)的大型抽水試驗(yàn)組，對(duì)空壓機(jī)廠房、燃油庫(kù)和抽水試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，統(tǒng)一管理，協(xié)調(diào)工作。2.空壓機(jī)遠(yuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)溫度高，使排氣管溫度也高，與排氣管相距2～3cm的帆布，在風(fēng)吹擺動(dòng)下，貼近排氣管，被烤燒，引發(fā)火災(zāi)，燒壞上述部分空壓機(jī)，教訓(xùn)是深刻的，表明對(duì)空壓機(jī)的防火工作，要做細(xì)，要排除易燃物品靠近排氣管；切實(shí)做好油庫(kù)的防火工作，為此，當(dāng)時(shí)組織專職技安人員，督促檢查安全工作，從而消除各種可能發(fā)生事故的隱患。3.我們是首次采用壓縮空氣揚(yáng)水，進(jìn)行抽水試驗(yàn)工作，是由理性學(xué)習(xí)，到實(shí)踐認(rèn)識(shí)，對(duì)于如此大型的抽水試驗(yàn)工作，是邊干邊學(xué)，經(jīng)過全體工作人員的努力，完成373號(hào)孔的抽水試驗(yàn)工作，成果是合格的。在總結(jié)教訓(xùn)后，宋寶沖副隊(duì)長(zhǎng)較好地完成373號(hào)孔抽水試驗(yàn)工作中的組織協(xié)調(diào)工作。(六)幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)1.選用壓縮空氣揚(yáng)水進(jìn)行抽水試驗(yàn)的條件：1)孔內(nèi)地下水位深度h大于抽水機(jī)吸水高度hf=7m。2)地下水涌水量大于深井泵的揚(yáng)水量。在上述兩種情況下，選擇壓縮空氣揚(yáng)水，是較好的選擇。2.要掌握以下知識(shí)：1)混合器，埋入地下水深度H值，與壓縮空氣的壓力是相關(guān)的，最大深度H值，由下式求得：p2= +p0+Δp≤[p2]式中：[P2]=空壓機(jī)的氣壓=7kg/cm2(民用空壓機(jī)的許用壓力)故 H=[[p2]-p0-Δp]× =[7-1-0.8]× =52m2)由前計(jì)算提升1m3水所需空氣量V0值：當(dāng)沉沒系數(shù)：χ= =1.652 V0=3.75m3χ= =1.346 V0=4.51m3可見，χ值愈小，V0愈大。因此，擬選用χ≥1.3，否則，將使氣水混合體中氣多水少，甚至使水極少，失去空氣揚(yáng)水價(jià)值。所以，常選用χ≥1.3，V0≈5m3。3)抽水試驗(yàn)，最大降低水位涌水量，要大于平均降低水位的涌水量，兩者需要的空氣量也不相同，而抽水試驗(yàn)是連續(xù)進(jìn)行，不能中斷，無法更換氣管和排水管；因此，氣管和排水管要同時(shí)滿足以上兩種空氣量，加排水量的要求，為此，可用調(diào)整空壓機(jī)的壓縮空氣流速來解決。由前計(jì)算：氣管斷面積和排水管面積：F= ；ω= 當(dāng)q2和q+q0增加，如能使v1和v0也增加；使F、ω的數(shù)值保持不變，或微變，不影響排水要求；為達(dá)到這個(gè)要求，可使用調(diào)動(dòng)空壓機(jī)的壓縮空氣壓力，因?yàn)関1是由壓縮空氣壓力驅(qū)動(dòng)的；圖5 梯形堰斷面示意圖調(diào)動(dòng)空壓機(jī)的壓縮空氣壓力，可由空壓機(jī)司機(jī)操作；v1值提高后，可帶動(dòng)v0值增加。v1值：當(dāng)時(shí)國(guó)外相關(guān)資料推薦為8～12m/s；華東某射流試驗(yàn)為10～14m/s。3.計(jì)算備用空氣量前，要全面了解抽水試驗(yàn)的地質(zhì)要求，例如：地下水位h值；含水層厚度；可能的單位涌水量；降低最大水位S值及最大涌水量等。依據(jù)以上這些數(shù)據(jù)，求出合適的備用空氣量。4.我們選用的量水堰，是梯形堰，是按相關(guān)規(guī)定尺寸制作的。由于排水管出口，噴出浪大，為消除波浪沖擊，引起槽內(nèi)水面波動(dòng)，將槽身增長(zhǎng)，并增設(shè)兩塊帶孔眼的橫隔板，作為消波平浪用，效果尚好(注：本文沒有列出梯形堰的尺寸圖)。梯形堰斷面和涌水量計(jì)算方法，是學(xué)者寧有義著的《抽水試驗(yàn)的理論根據(jù)和工作方法》中推薦的，供參考。(七)三門峽373號(hào)供水井，從鉆孔到抽水試驗(yàn)，具有以下特點(diǎn)：用直徑ϕ50mm鉆桿，完成直徑ϕ376mm鉆孔，這是當(dāng)時(shí)沒有先例的。用規(guī)模特大的壓縮空氣揚(yáng)水，進(jìn)行單孔抽水試驗(yàn)，這是當(dāng)時(shí)沒有先例的。抽水試驗(yàn)延續(xù)數(shù)十天，不間斷進(jìn)行，這是當(dāng)時(shí)沒有先例的。由373號(hào)孔取出涌水量為70L/s如此大的涌水量，也是當(dāng)時(shí)沒有先例的。所有這些，給人啟示，以賈總為首的三門峽地質(zhì)和勘探人員，對(duì)地質(zhì)工作，是認(rèn)真求實(shí)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，他們付出的勞?dòng)和代價(jià)是大的，目的是為查明喀斯特裂隙水涌水量的確切數(shù)據(jù)，為建設(shè)三門峽水利樞紐工程提供可靠的施工用水水資源。373號(hào)供水井——三門峽地質(zhì)勘探的歷史豐碑，標(biāo)志著新中國(guó)誕生后，三門峽總隊(duì)地質(zhì)勘探人員，為治理黃河水害，建設(shè)三門峽大壩的奉獻(xiàn)。2005.12.12
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。