葫蘆島市監(jiān)測井建設(shè)探討

張宏偉，王慶花

（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

葫蘆島市監(jiān)測井建設(shè)探討

張宏偉，王慶花

（遼寧省葫蘆島水文局，遼寧葫蘆島125000）

國家發(fā)改委批復(fù)的國家地下水監(jiān)測工程初步設(shè)計概算，其中包括葫蘆島水文局國家地下水監(jiān)測工程批復(fù)，主要建設(shè)內(nèi)容為建設(shè)41處地下水監(jiān)測站，監(jiān)測站均為遙測站。文中主要對監(jiān)測井的施工方法做了詳細(xì)論述，并提出了建議措施。

地下水；監(jiān)測井；抽水試驗；葫蘆島

1 概述

2015年6月，國家發(fā)改委批復(fù)了國家地下水監(jiān)測工程初步設(shè)計概算，水利部與國土資源部批復(fù)了國家地下水監(jiān)測工程初步設(shè)計報告。葫蘆島水文局國家地下水監(jiān)測工程批復(fù)主要建設(shè)內(nèi)容為：建設(shè)41處地下水監(jiān)測站，分布于葫蘆島市全境，均為新建，其中超采區(qū)監(jiān)測站7處、區(qū)域控制站34處，此次建設(shè)的監(jiān)測站均為遙測站。新建監(jiān)測站建設(shè)內(nèi)容包括地下水監(jiān)測井成井、井口臨時防護(hù)設(shè)施、抽水試驗、巖土樣采集與試驗、電測井、環(huán)保工程及建設(shè)與施工場地處理等。

2 工程施工概況

施工設(shè)計遵循GB50027-2001《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》、GB/T50625-2010《機井技術(shù)規(guī)范》和SL360-2006《地下水監(jiān)測站建設(shè)規(guī)范》；施工場地位于葫蘆島市境內(nèi)，建設(shè)場地分散，單項工程量較小，施工所需建筑材料從當(dāng)?shù)亟ú氖袌鲑徺I，交通運輸以汽車運送為主。

工程施工主要機械為：汽車式鉆機、水文鉆機、發(fā)電機、泥漿儀、空氣壓縮機、潛水泵、測井儀、泥漿泵、運輸車等。工程建設(shè)用地主要涉及打井占地，通過與地方水利站、農(nóng)村居民協(xié)調(diào)解決。

建設(shè)工程量：新建監(jiān)測井共計41處（眼井），設(shè)計總進(jìn)尺965 m，管材類型PVC-U，管徑為200 mm，材質(zhì)符合SL/T154-2013《機井井管標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)水質(zhì)和自動水質(zhì)監(jiān)測井符合CJ/ T308-2009《水井用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》。

施工流程：踏勘放井位、臨設(shè)搭建→三通一平、鉆機就位→鉆探取原狀土、巖芯→鉆進(jìn)擴(kuò)孔→換漿排渣→電測井→下井管→填礫、止水密封→洗井→抽水試驗→清理現(xiàn)場→封閉井口→現(xiàn)場驗收→竣工交付。

施工安排：第一階段，鉆探一、二分隊分別采用GSD-111型和GSD-11A型汽車式鉆機及相關(guān)配套設(shè)施，分別完成25～35 m深較硬地層和35～40 m松散地層監(jiān)測井地質(zhì)工程勘察（取原狀土巖芯）和擴(kuò)孔成井施工。電測井組采用專車和精良儀器設(shè)備，在兩個鉆探分隊工地輪流進(jìn)行電測井工作，保證打完一眼井測一眼井。第二階段，抽水試驗組進(jìn)行成井后的抽水試驗施工。

抽水試驗：所有監(jiān)測井均進(jìn)行抽水試驗，抽水試驗嚴(yán)格按照GB50027-2001《供水水文地質(zhì)勘察規(guī)范》的要求進(jìn)行，抽水試驗采用單孔穩(wěn)定流抽水試驗，抽水試驗前設(shè)置井口固定點標(biāo)志并測量監(jiān)測井內(nèi)靜水位。抽水試驗后，計算滲透系數(shù)和單位用水量等參數(shù)，并形成抽水試驗報告。

單井成井結(jié)構(gòu)：按照設(shè)計，采用鉆井及成井結(jié)構(gòu)為開孔孔徑為400 mm。井壁管下入土層、松散巖石層；濾水管下入含水層區(qū)域；井底放入3～5 m沉淀管，井壁管高于地面500 mm。濾水管，過濾器主要采用纏絲過濾管、骨架過濾管以及PVC-U割縫濾水管，PVC-U管開孔率5%～10%，開孔為圓孔且呈梅花形排列。該標(biāo)段管材選用管外徑200 mm、壁厚9.6 mm的PVC-U管，開孔孔徑為400 mm；采用粒徑為6～12 mm的濾料。

3 工程施工

3.1 鉆井方法

根據(jù)施工區(qū)域水文地質(zhì)條件，主要為第四系松散巖類孔隙水和第三系碎屑巖類孔隙裂隙承壓水，基底局部地段為石灰?guī)r類，局部為混合巖類，因此此次成井采用正循環(huán)鉆進(jìn)及潛孔錘鉆進(jìn)方法,鉆頭規(guī)格400 mm。

在施工過程中，對水位、水溫、沖洗液消耗量、漏水位置、孔壁坍塌、涌砂、巖層變層深度、含水構(gòu)造等進(jìn)行觀測和記錄。

3.2 成井工藝

1）鉆孔

鉆孔時，機長和鉆工用水平尺把轉(zhuǎn)盤調(diào)平，塔架和轉(zhuǎn)盤垂直，保證井身圓正、垂直，配合技術(shù)員檢測，保證井身直徑不小于設(shè)計井徑，確?？仔甭史蠘?biāo)準(zhǔn)，井段的頂角和方位角沒有突變。技術(shù)員按規(guī)范要求，對巖土樣進(jìn)行采集，每代表性地層取樣一個。

2）試孔

下井管前，技術(shù)員檢查校正孔徑、孔深和測孔斜，確保井孔直徑均大于設(shè)計孔徑10 mm；孔深偏差均不超過設(shè)計孔深的±2‰，孔斜、孔深都滿足規(guī)范要求后再進(jìn)行下管。

3.3 原狀巖土樣采集

按技術(shù)要求，對41眼井進(jìn)行原狀土樣采集，總鉆探進(jìn)尺1 107 m，取原狀土樣38組，擾動土樣64組，送實驗室檢測。

1）保證鉆井揭露的同一種巖性巖石層采集1個土芯樣。

2）取出的土芯樣應(yīng)正確反映原有地層的顆粒組成。

3）對于松散層同一巖性巖土層采集1個土樣，每個土樣的采樣量不少于1 kg；對于基巖巖芯采取率宜大于下列數(shù)值：完整基巖70%，構(gòu)造破碎帶、風(fēng)化帶、巖溶等30%。

4）土樣和巖芯按地層順序存放，進(jìn)行描述和編錄。土樣、巖芯就近保存在巖芯庫。

3.4 電測井

對41眼監(jiān)測井全部開展電測井工作，測量地層視電阻率，繪制視電阻率曲線。此次測井采用JDC-1綜合數(shù)字測井儀系統(tǒng)，連接JDX-1軟電極系。全井進(jìn)行水文電測井，測井項目包括：頂部梯度視電阻率測井、電位視電阻率測井及自然電位測井，共3項測井方法。

1）頂部梯度視電阻率測井：采用提升供電測量的方式，電極系排列方式為N0.4M2A，電極距L為2.2 m。

2）電位視電阻率測井：采用提升供電測量的方式，電極系排列方式為N2M0.4A，電極距L為0.2 m。

3）自然電位測井：采用下降非供電無干擾測量的方式。

電測井工作應(yīng)遵循的原則：測井速度根據(jù)儀器延時參數(shù)和測量精度要求而定，不大于1 000 m/h；標(biāo)記電纜深度時，應(yīng)掛相當(dāng)于井下儀器重量的掛錘；測井曲線首尾必須記錄有基線，首尾基線偏移不大于2 mm；曲線線跡清楚，當(dāng)曲線出現(xiàn)斷記和畸變時，必須在現(xiàn)場查明，采取有效措施后，重新記錄；視電阻率進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測井時，使梯度和電位測井曲線能兼顧分層定厚和估算滲透層及其侵入帶的真電阻率。

3.5 井管安裝

井管安裝前，技術(shù)員進(jìn)行電測，并根據(jù)鉆進(jìn)中取得的地層巖性鑒別資料及電測井結(jié)果，核定監(jiān)測井結(jié)構(gòu)設(shè)計中井壁管、過濾管、沉淀管的長度和下置位置，設(shè)計井結(jié)構(gòu)示意圖；技術(shù)員檢查井管質(zhì)量，確保每節(jié)井管均符合質(zhì)量要求；疏孔工作完成后，立即進(jìn)行井管安裝。

施工人員連接井管，做到對正接直、封閉嚴(yán)密，接頭處采用管箍和專用膠粘接，其強度均滿足下管安全和成井質(zhì)量的要求。技術(shù)人員檢測檢查，保證過濾器安裝位置的上下偏差不超過300 mm。

施工人員使用導(dǎo)正器，保證井管處在井孔中心部位。安裝井管后，技術(shù)人員檢查其是否位于井口中心，上端口是否水平；相鄰兩節(jié)井管的結(jié)合緊密并保持豎直。

采用吊裝法下管成井。施工人員對每個監(jiān)測井的沉淀管均做封底，并確保井壁管高于地面500 mm。沉淀管安裝在監(jiān)測井底部，管底用木塞塞住。

3.6 填礫

填礫時，施工人員將濾料沿井管四周連續(xù)均勻慢速填入，并由技術(shù)人員對填礫高度隨填隨測，及時校核數(shù)量。

濾料選擇磨圓度良好的砂礫石，質(zhì)量符合設(shè)計規(guī)范要求。在技術(shù)員檢測下，施工人員填礫自濾水管底端以下不小于1 m處充填至濾水管頂端以上不小于3 m處，填礫厚度均為100 mm。

3.7 封閉止水

投礫完成后，人工進(jìn)行封閉止水工作，將直徑為20～30 mm的優(yōu)質(zhì)黏土球在半干狀態(tài)下緩慢投入，符合設(shè)計要求。

3.8 洗井

此次采用空氣壓縮機洗井，由洗井人員操作，滿足以下洗井技術(shù)要求才終止洗井。洗井技術(shù)要求：連續(xù)2次單位出水量之差小于其中任何一次單位出水量的10%；井出水的含砂量的體積比小于1/20 000，洗井效果達(dá)到水清砂凈；洗井后進(jìn)行透水靈敏度試驗，實驗結(jié)果均符合水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL183—2005《地下水監(jiān)測規(guī)范》；井底沉淀物厚度均小于井深的5‰。

3.9 抽水試驗

由洗井人員和技術(shù)員安裝抽水試驗設(shè)備，采用單孔穩(wěn)定流抽水試驗，進(jìn)行3次降深。抽水試驗前，技術(shù)員在井口設(shè)置固定點標(biāo)志（井管頂部適當(dāng)位置）并測量監(jiān)測井內(nèi)靜水位。抽水試驗的穩(wěn)定延續(xù)時間不少于8 h。

抽水試驗時，技術(shù)員進(jìn)行動水位和出水量觀測，在抽水開始后的第5，10，15，20，25，30 min各測一次，以后每隔30 min測一次。水位的觀測，在同一試驗中采用同一方法和工具，抽水孔的水位測量讀數(shù)到厘米。出水量采用三角堰箱測量，堰高測量讀數(shù)到毫米。

抽水試驗時，施工人員把出水管接到100 m以外溝渠排放，以防止抽出的水在抽水影響范圍內(nèi)回滲到含水層中。

抽水試驗終止前，技術(shù)員和業(yè)主采取水樣。停抽后技術(shù)員馬上進(jìn)行水位恢復(fù)觀測。觀測時間2～4 h，水位一般均恢復(fù)到靜水位。

3.10 井口保護(hù)

水位恢復(fù)觀測結(jié)束后，臨街井位，將井口露出地面部分用φ273 mm鐵管（帶可開起鐵蓋）完全護(hù)住，并安裝鎖具；非臨街井位，將井口用編織袋和10號鉛絲包扎捆綁，進(jìn)行保護(hù)。

4 建議措施

1）項目前期調(diào)研、準(zhǔn)備工作至關(guān)重要，應(yīng)繼續(xù)加強項目前期調(diào)研。

2）要做好對項目參加人員的相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，保證項目參加人員了解如何進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督，確保項目施工質(zhì)量。

3）檔案管理工作是個系統(tǒng)工程。檔案管理人員應(yīng)該貫穿工程的全過程，以保證檔案工作的順利進(jìn)行。在工程建設(shè)之前，應(yīng)對工程檔案收集、整理人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)和指導(dǎo)，為檔案工作得穩(wěn)步推進(jìn)提供有力的技術(shù)支撐。

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