序言
水井施工涉及複雜技術與科學知識，本篇將探討鑿井的位置、工法、組件安裝以及洗井等關鍵步驟。
一、井位確定
井位可由業主指定或承包商提供適當地點。確認鑿井位置後，需埋設捲焊套管，其尺寸應較井管寬約 8-10 英寸。捲焊套管的材料通常採用鐵管，厚度約為 6 毫米，長度約 50 英尺。其主要作用為防止井壁坍塌並引導鑽頭保持垂直。
二、鑿井工法
鑿井工法主要分為三類：衝擊式、擴孔式、旋轉式。
- 衝擊式：針對硬質地層，使用鑿井機懸吊鑽頭直接衝擊鑿井。
- 擴孔式：以中空鋼管衝擊，鋼管底部配備活動鋼板。衝擊時鋼板開啟灌入泥沙，提升時鋼板閉合帶出土層。此法優點為土孔乾淨，可明確判斷土層分佈；缺點為需不斷清除鋼管內土層，降低施工效率。
- 旋轉式：利用旋轉及重力搗碎土石，鑽頭採用三個鑽頭組合而成。井內需注入大量泥漿或凝結劑，一方面維持井壁穩定，另一方面可藉由泥漿浮力將碎土石帶出井口。此法優點為施工效率高；缺點為需要使用沉澱池，且井孔內混合泥漿和碎石，取樣困難。
三、砂樣分析
施工期間承包商應逐層採取地層砂樣，並記錄地面深度。依 ASTM 標準分析砂樣並繪製曲線圖，以決定礫石粒徑大小以及濾水管捲線間距。分析結果需報送業主備查。
四、管件安裝
- 井管：鑽掘至目標深度後安裝井管。安裝過程中需注意含水層分佈、井管居中、管段一次完成等要點。
- 濾水管：依含水層長度安裝濾水管並焊接中央控制環，以保持井管和濾水管垂直。
五、礫石填放
礫石填放的步驟影響水井壽命。礫石圈的作用是防止出砂和減緩水流速度，其厚度越厚越好。填放方式有兩種：
- 導管填充法：使用導管架設於井管和土孔之間直接填放礫石。優點為避免礫石分離和空隙，缺點為耗時且易造成井體坍塌。
- 直接填放法：井管下管後，使用帆布和麻繩封住井管口，直接填放礫石並以清水灌注加速礫石下沉。優點為填充速度快；缺點為易造成礫石分離。
六、洗井和試水
洗井擴水旨在清除含水層上的泥漿和凝結劑，並重新整理礫石圈。試水包括觀察動態水位位置、記錄水位下降時間和位置以及確認揚程。
七、沉水馬達和抽水管安裝
試水確認動水位後安裝沉水馬達和抽水管。沉水馬達需位於動水位以下，抽水管上螺絲須鎖緊，墊片不可破損。馬達上方安裝緩衝式逆止閥，以避免水槌效應。
結論
鑿井是一項複雜而關鍵的工程，需要正確的設備、工法以及仔細的規劃。本文提供了水井施工的主要步驟和考量因素，有助於確保水井的穩定性和供水效率。
表格：礫石填放規格
| 項目 | 描述 |
|---|---|
| 粒徑（通過 30% 顆粒） | 4-6 倍含水層通過 30% 顆粒粒徑 |
| 顆粒大小（D10） | 大於濾水管開孔間距 (K 值) |
| 均勻係數 | 小於 2.5 |
| 粘土及石灰質含量 | 不得超過 5% |
鑿井工法：古老與現代的取水技術
鑿井工法是一種古老的取水技術，其歷史可追溯至公元前數千年。隨著技術的進步，鑿井工法也在不斷演進，至今仍廣泛應用於全球各地。
鑿井工法的原理
鑿井工法透過利用打擊或旋轉工具，鑽入地下岩石或土壤層，形成一個垂直的孔洞，稱為「井」。井壁通常會裝設套管以支撐地層並防止塌陷。
鑿井工法的種類
鑿井工法有多種類型，主要分類如下：
| 類型 | 原理 | 特點 |
|---|---|---|
| 手動鑿井 | 使用錘子和鑿子，或土鑽等手工工具鑽井 | 工序繁瑣，但成本低 |
| 機械鑿井 | 使用電動或液壓鑽機鑽井 | 效率高，但成本較高 |
| 旋轉鑿井 | 使用旋轉鑽頭鑽入地下，並利用沖洗液將碎屑帶出 | 適應性廣，適用於各種地質條件 |
| 震動鑿井 | 使用震動器將鑽頭振入地下 | 噪音較低，對地表環境影響較小 |
鑿井工法的應用
鑿井工法廣泛應用於各種領域，包括：
- 取水：鑿井取水是獲得地下水的主要方法。
- 灌溉：井水可用於灌溉農田和果園。
- 地熱能開發：井孔可作為地熱能系統的取水或回注孔。
- 環境監測：井孔可作為環境監測點，監測地下水質和土壤狀況。
鑿井工法的優缺點
優點：
- 可靠且穩定的取水來源：井水不受天氣條件影響，只要地下水充足，就能持續供水。
- 水質通常較好：地下水經過地層過濾，雜質較少。
- 施工成本較低：鑿井工法相較於其他取水方式，施工成本較低。
缺點：
- 智能化：結合感測器和數據分析，實現井孔運作的智能化管理。
- 可持續發展：開發更環保和節能的鑿井技術，減少施工對環境的影響。
- 複合利用：將鑿井工程與地熱能開發等其他技術結合，提高工程效益。
總結
鑿井工法是一種歷史悠久且實用的取水技術，在世界各地廣泛應用。隨著技術的進步，鑿井工法仍在不斷演進和完善，未來勢必將繼續發揮重要的取水和地質探索作用。