方良華

摘要：本文介紹了上海市地面沉降監(jiān)測站監(jiān)測設(shè)施施工工藝及技術(shù)要求，以助于地面沉降監(jiān)測標(biāo)孔的施工技術(shù)的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：地面沉降；基巖標(biāo)；分層標(biāo)；監(jiān)測井；技術(shù)要求

1施工設(shè)備配置

1.1主要施工設(shè)備。（1）鉆機(jī)：XY-44型液壓鉆機(jī)，用于地層鑒別孑L施工；SPJ-300型鉆機(jī)，用于基巖標(biāo)、分層標(biāo)與監(jiān)測井的擴(kuò)孔掃孔施工。（2）鉆塔：G-18型，“A”字形鉆塔。（3）水泵：BW-250型與BW-850型變量泵；3PN型立式泥漿泵。（4）發(fā)電機(jī)組：100KW，現(xiàn)場備用。（5）空壓機(jī)：9.0m3型；3.2m3型。

1.2主要儀器。（1）測斜儀：KXP-2D型；（2）泥漿比重計；（3）水位監(jiān)測儀：萬能表和測繩。

2施工工藝及方法

2.1地層鑒別孔施工工藝。采用XY-44型鉆機(jī)選用110/130mm外肋骨鉆頭連續(xù)鉆進(jìn)，到基巖層再換用中130mm金剛石鉆頭鉆進(jìn)至新鮮完整基巖層。

2.2基巖標(biāo)施工工藝。（1）鉆進(jìn)方法及泥漿要求：在地層鑒別孔基礎(chǔ)上擴(kuò)孔而成，鉆進(jìn)時采用低固相泥漿，下保護(hù)管保持泥漿性能良好，做到孔底無沉渣才下人保護(hù)管。（2）下保護(hù)管：擴(kuò)孔到底及時調(diào)漿清孔，按順序逐根下人保護(hù)管，下管到位后，灌注水灰比為0.5的水泥漿固井，以加固保護(hù)管。（3）下標(biāo)桿：注漿完成候凝72小時后進(jìn)行透孔，透孔到底后，及時清孔，并按5/9分割比例配好標(biāo)桿，即89mm標(biāo)桿占標(biāo)桿總長的5/9，73mm標(biāo)桿占余長的5/9，上部為42mm標(biāo)桿。（4）安裝標(biāo)頭：標(biāo)桿固牢后，根據(jù)設(shè)計要求安裝主副標(biāo)頭。

2.3分層標(biāo)施工工藝。先利用XY-44型鉆機(jī)鉆導(dǎo)正孔，鉆進(jìn)至分層標(biāo)設(shè)計埋設(shè)深度以淺2m，更換鉆頭鉆具再分回次取心鉆進(jìn)至設(shè)計埋標(biāo)深度；達(dá)到埋標(biāo)深度后更換SPJ-300型鉆機(jī)自孔口擴(kuò)孔至埋標(biāo)位置。

（1）下標(biāo)底和保護(hù)管：按編號順序?qū)?biāo)底連接在保護(hù)管底部，逐根下人孔內(nèi)，下到預(yù)定埋標(biāo)深度，絲扣采用套管專用梯形扣。（2）壓標(biāo)及上提保護(hù)管：檔標(biāo)底、保護(hù)管下到位、孑L內(nèi)無異常情況，開始壓標(biāo)，至目的監(jiān)測層后，下人50mm鉆桿壓住滑竿，在鉆桿上做好1m高標(biāo)記，然后再上提保護(hù)管1m并固定在孔口。（3）下標(biāo)桿：埋深深于100m的分層標(biāo)標(biāo)桿管徑采用89mm、73mm和42m塔形結(jié)構(gòu)，標(biāo)桿按九五分割法確定；埋深30m～100m的標(biāo)桿管徑采用73mm和42m塔形結(jié)構(gòu)，按九五分割法確定；埋深淺于30m的分層標(biāo)（不包括地面標(biāo)），原則上采用42mm鋼管。在下標(biāo)桿的同時安裝扶正器。（4）安裝標(biāo)頭：按設(shè)計要求安裝主副標(biāo)頭。

2.4監(jiān)測井施工工藝

（1）鉆進(jìn)成孔方法：利用XY-44型鉆機(jī)鉆導(dǎo)正孔，鉆進(jìn)至目的深度，更換SPJ-300型鉆機(jī)自孔口擴(kuò)孔至設(shè)計位置。（2）成井工藝：①鉆孔達(dá)設(shè)計深度后開始掃孔、掃除含水層泥皮，探孔到底后進(jìn)行一次調(diào)漿清孔；對井管、濾水管進(jìn)行二次丈量；②及時按順序逐根下人沉淀管、濾水管和井管；③井管下到位后在井管內(nèi)下人下部帶活塞的鉆桿至距離濾水管底部1m處，泵送大量清水進(jìn)行二次調(diào)漿清孔；④減少泵量至原泵量1/3進(jìn)行動水投礫；采用優(yōu)質(zhì)黏土球止水，采用一般粘土塊封填至地表；⑤成井后，用通水活塞在井管內(nèi)濾水管部位自上而下反復(fù)抽拉，疏通水路，至返水變清后換干活塞繼續(xù)洗井，最后采用空壓機(jī)洗井，直至水清砂凈、水路暢通；⑥洗井質(zhì)量達(dá)到要求后，作單井抽水試驗；⑦在抽水試驗結(jié)束前，均取全分析水樣一套，送具備相關(guān)檢測資質(zhì)的實驗室，作全分析測試。

3施工質(zhì)量及技術(shù)要求

3.1基巖標(biāo)質(zhì)量要求

（1）孔徑不小于300mm，基巖標(biāo)鉆孔要求每50m及終孔時各校測孔深一次，孔深誤差不得超過1‰；每25m及終孔時測斜一次，每鉆進(jìn)100m頂角不得大于0.5°。（2）結(jié)構(gòu)及施工質(zhì)量要求：①保護(hù)管：要求采用168mm、厚7mm的地質(zhì)專用無縫鋼管，底部帶220mm鋼質(zhì)環(huán)狀托盤，盤底襯止水墊層；②標(biāo)桿：采用塔形結(jié)構(gòu)埋人新鮮基巖5m，上部為42mm標(biāo)桿，中部為73mm標(biāo)桿，下部為89mm標(biāo)桿，底部為89/105管鞋，標(biāo)桿按九五分割法確定；③標(biāo)桿就位后注入水泥漿，灌注高度為標(biāo)底與保護(hù)管底深度差的60%～80%，使標(biāo)桿與基巖固為一體；④扶正器：選用鋼質(zhì)滾輪式扶正器，扶正器設(shè)置間距為6m～9m一個，基巖孔段內(nèi)的標(biāo)桿不安裝扶正器；⑤按設(shè)計要求安裝好主、副標(biāo)頭；⑥保護(hù)管內(nèi)灌注清水，井口以下灌注2m～3m重柴油。

3.2分層標(biāo)質(zhì)量要求

（1）深度大于150m的分層標(biāo)孔徑不小于300mm，深度小于150m的不小于250mm；鉆進(jìn)到預(yù)計埋標(biāo)層位之前2m開始連續(xù)取心至埋標(biāo)層位終孔；分層標(biāo)鉆孔均要求每50m及終孔時各校測孔深一次，孔深誤差不得超過1‰；每25m及終孔時測斜一次，每鉆進(jìn)100m頂角不得大于0.5°。（2）結(jié)構(gòu)及施工質(zhì)量要求：①保護(hù)管：標(biāo)深在150m以下的分層標(biāo)選用168mm的保護(hù)管，材質(zhì)為地質(zhì)專用無縫鋼管，其余標(biāo)的保護(hù)管用127mm、厚4.5mm的無縫鋼管，地面標(biāo)不需要保護(hù)管，保護(hù)管絲扣采用套管專用梯形扣；②標(biāo)桿：埋深大于100m的分層標(biāo)標(biāo)桿管徑采用89mm、73mm和42m塔形結(jié)構(gòu)，標(biāo)桿按九五分割法確定；埋深30m～100m的標(biāo)桿管徑采用73mm和42m二節(jié)塔形結(jié)構(gòu)，按九五分割法確定；埋深淺于30m的分層標(biāo)（不包括地面標(biāo)），原則上采用42mm鋼管；③標(biāo)底采用液壓滑筒帶爪型插扦的托盤式結(jié)構(gòu)。保護(hù)管上提高度為1.0m；④扶正器：結(jié)構(gòu)、類型、材質(zhì)的選擇及安裝間距的確定同基巖標(biāo)；⑤鉆孔孔壁與保護(hù)管之間底部圍填黏土球，上部灌注水泥漿加固；⑥按設(shè)計要求安裝好主、副標(biāo)頭；⑦標(biāo)桿與保護(hù)管之間灌注清水，井口以下2m～3m灌注重柴油。

3.3監(jiān)測井質(zhì)量要求

（1）孔徑不小于400mm，潛水井孔徑不小于600mm；監(jiān)測井鉆孔要求每50m及終孔時各校測孔深一次，孔深誤差不得超過1‰，每25m及終孔時測斜一次，淺于100m的監(jiān)測井，終孔頂角不得大于1.0°，深于100m的監(jiān)測井，每鉆進(jìn)100m時鉆孔頂角不大于1.0°。（2）結(jié)構(gòu)及施工質(zhì)量要求：①井管采用外徑為146mm的鋼管，采用專用梯形絲扣的平按箍連接；②濾水管為與井管同徑的纏銅絲濾水管，沉淀管與井管同徑，具體長度和深度視目的含水層厚度與位置而定；④圍填高度根據(jù)目的含水層的厚度、濾水管埋設(shè)的深度、上覆頂板的厚度綜合制定；⑤采用優(yōu)質(zhì)黏土球圍填止水，止水厚度視實際地層情況確定；⑥回填一般粘土塊直至井口；⑦下管前充分掃孔、調(diào)漿，以保證井管順利下人，使圍填砂礫迅速沉淀到位并減少鉆孔泥皮對抽水的影響；成井下管時，要保證井管下正、拉直，保持濾水管居中；圍填砂礫時，根據(jù)套管內(nèi)返水情況，掌握投砂速度；慢速圍投黏土球到設(shè)計深度；采用活塞與空壓機(jī)交替洗井，直至水清、砂凈；井管應(yīng)高出地面0.5m～0.8m，并加孔口蓋保護(hù)，且設(shè)置水位觀測口。（3）抽水試驗：①抽水試驗要求：洗井結(jié)束后，每小時觀測靜止水位1次，監(jiān)測持續(xù)時間不小于4h，當(dāng)水位變幅小于2cm，且水位沒有出現(xiàn)持續(xù)上升或下降趨勢達(dá)4h以上時，可視為靜止水位；開泵前監(jiān)測靜水位一次，開泵后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min觀測一次。以后每30min觀測一次，在水位穩(wěn)定24h后停抽；停泵后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分鐘觀測恢復(fù)水位，以后每30min觀測一次，持續(xù)4h～6h；②水位觀測時同步進(jìn)行水量觀測；③水溫、氣溫觀測要求：開泵后每2h觀測一次水溫、氣溫；④水質(zhì)分析采樣要求：在抽水試驗結(jié)束前，取全分析水樣一套，送實驗室進(jìn)行全分析測試。

4.結(jié)束語

（1）基巖標(biāo)與分層標(biāo)具有標(biāo)孔要求高、基巖面判層準(zhǔn)確、標(biāo)桿安裝要求高等特點(diǎn)。要準(zhǔn)確地層劃分和巖面位置判定，以便確定保護(hù)管下人位置及埋標(biāo)深度。

（2）監(jiān)測井需要監(jiān)測含水層組，施工難度增大，特別是圍填砂礫止水工作關(guān)系監(jiān)測井的成敗，不僅要合理控制圍填速度防止堵塞，而且要準(zhǔn)備測量礫料位置防止錯層。

（3）監(jiān)測設(shè)施施工中，基巖標(biāo)要求穩(wěn)定性好，分層標(biāo)要靈敏度高，監(jiān)測井成井需要準(zhǔn)確位置。通過多年探索與實踐，總結(jié)一整套工藝方法，對今后類似工程施工具有參考作用和指導(dǎo)意義。endprint