葫芦岛市监测井建设探讨

张宏伟，王庆花

（辽宁省葫芦岛水文局，辽宁葫芦岛125000）

葫芦岛市监测井建设探讨

张宏伟，王庆花

（辽宁省葫芦岛水文局，辽宁葫芦岛125000）

国家发改委批复的国家地下水监测工程初步设计概算，其中包括葫芦岛水文局国家地下水监测工程批复，主要建设内容为建设41处地下水监测站，监测站均为遥测站。文中主要对监测井的施工方法做了详细论述，并提出了建议措施。

地下水；监测井；抽水试验；葫芦岛

1 概述

2015年6月，国家发改委批复了国家地下水监测工程初步设计概算，水利部与国土资源部批复了国家地下水监测工程初步设计报告。葫芦岛水文局国家地下水监测工程批复主要建设内容为：建设41处地下水监测站，分布于葫芦岛市全境，均为新建，其中超采区监测站7处、区域控制站34处，此次建设的监测站均为遥测站。新建监测站建设内容包括地下水监测井成井、井口临时防护设施、抽水试验、岩土样采集与试验、电测井、环保工程及建设与施工场地处理等。

2 工程施工概况

施工设计遵循GB50027-2001《供水水文地质勘察规范》、GB/T50625-2010《机井技术规范》和SL360-2006《地下水监测站建设规范》；施工场地位于葫芦岛市境内，建设场地分散，单项工程量较小，施工所需建筑材料从当地建材市场购买，交通运输以汽车运送为主。

工程施工主要机械为：汽车式钻机、水文钻机、发电机、泥浆仪、空气压缩机、潜水泵、测井仪、泥浆泵、运输车等。工程建设用地主要涉及打井占地，通过与地方水利站、农村居民协调解决。

建设工程量：新建监测井共计41处（眼井），设计总进尺965 m，管材类型PVC-U，管径为200 mm，材质符合SL/T154-2013《机井井管标准》规定的质量标准，常规水质和自动水质监测井符合CJ/ T308-2009《水井用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》。

施工流程：踏勘放井位、临设搭建→三通一平、钻机就位→钻探取原状土、岩芯→钻进扩孔→换浆排渣→电测井→下井管→填砾、止水密封→洗井→抽水试验→清理现场→封闭井口→现场验收→竣工交付。

施工安排：第一阶段，钻探一、二分队分别采用GSD-111型和GSD-11A型汽车式钻机及相关配套设施，分别完成25～35 m深较硬地层和35～40 m松散地层监测井地质工程勘察（取原状土岩芯）和扩孔成井施工。电测井组采用专车和精良仪器设备，在两个钻探分队工地轮流进行电测井工作，保证打完一眼井测一眼井。第二阶段，抽水试验组进行成井后的抽水试验施工。

抽水试验：所有监测井均进行抽水试验，抽水试验严格按照GB50027-2001《供水水文地质勘察规范》的要求进行，抽水试验采用单孔稳定流抽水试验，抽水试验前设置井口固定点标志并测量监测井内静水位。抽水试验后，计算渗透系数和单位用水量等参数，并形成抽水试验报告。

单井成井结构：按照设计，采用钻井及成井结构为开孔孔径为400 mm。井壁管下入土层、松散岩石层；滤水管下入含水层区域；井底放入3～5 m沉淀管，井壁管高于地面500 mm。滤水管，过滤器主要采用缠丝过滤管、骨架过滤管以及PVC-U割缝滤水管，PVC-U管开孔率5%～10%，开孔为圆孔且呈梅花形排列。该标段管材选用管外径200 mm、壁厚9.6 mm的PVC-U管，开孔孔径为400 mm；采用粒径为6～12 mm的滤料。

3 工程施工

3.1 钻井方法

根据施工区域水文地质条件，主要为第四系松散岩类孔隙水和第三系碎屑岩类孔隙裂隙承压水，基底局部地段为石灰岩类，局部为混合岩类，因此此次成井采用正循环钻进及潜孔锤钻进方法,钻头规格400 mm。

在施工过程中，对水位、水温、冲洗液消耗量、漏水位置、孔壁坍塌、涌砂、岩层变层深度、含水构造等进行观测和记录。

3.2 成井工艺

1）钻孔

钻孔时，机长和钻工用水平尺把转盘调平，塔架和转盘垂直，保证井身圆正、垂直，配合技术员检测，保证井身直径不小于设计井径，确保孔斜率符合标准，井段的顶角和方位角没有突变。技术员按规范要求，对岩土样进行采集，每代表性地层取样一个。

2）试孔

下井管前，技术员检查校正孔径、孔深和测孔斜，确保井孔直径均大于设计孔径10 mm；孔深偏差均不超过设计孔深的±2‰，孔斜、孔深都满足规范要求后再进行下管。

3.3 原状岩土样采集

按技术要求，对41眼井进行原状土样采集，总钻探进尺1 107 m，取原状土样38组，扰动土样64组，送实验室检测。

1）保证钻井揭露的同一种岩性岩石层采集1个土芯样。

2）取出的土芯样应正确反映原有地层的颗粒组成。

3）对于松散层同一岩性岩土层采集1个土样，每个土样的采样量不少于1 kg；对于基岩岩芯采取率宜大于下列数值：完整基岩70%，构造破碎带、风化带、岩溶等30%。

4）土样和岩芯按地层顺序存放，进行描述和编录。土样、岩芯就近保存在岩芯库。

3.4 电测井

对41眼监测井全部开展电测井工作，测量地层视电阻率，绘制视电阻率曲线。此次测井采用JDC-1综合数字测井仪系统，连接JDX-1软电极系。全井进行水文电测井，测井项目包括：顶部梯度视电阻率测井、电位视电阻率测井及自然电位测井，共3项测井方法。

1）顶部梯度视电阻率测井：采用提升供电测量的方式，电极系排列方式为N0.4M2A，电极距L为2.2 m。

2）电位视电阻率测井：采用提升供电测量的方式，电极系排列方式为N2M0.4A，电极距L为0.2 m。

3）自然电位测井：采用下降非供电无干扰测量的方式。

电测井工作应遵循的原则：测井速度根据仪器延时参数和测量精度要求而定，不大于1 000 m/h；标记电缆深度时，应挂相当于井下仪器重量的挂锤；测井曲线首尾必须记录有基线，首尾基线偏移不大于2 mm；曲线线迹清楚，当曲线出现断记和畸变时，必须在现场查明，采取有效措施后，重新记录；视电阻率进行标准测井时，使梯度和电位测井曲线能兼顾分层定厚和估算渗透层及其侵入带的真电阻率。

3.5 井管安装

井管安装前，技术员进行电测，并根据钻进中取得的地层岩性鉴别资料及电测井结果，核定监测井结构设计中井壁管、过滤管、沉淀管的长度和下置位置，设计井结构示意图；技术员检查井管质量，确保每节井管均符合质量要求；疏孔工作完成后，立即进行井管安装。

施工人员连接井管，做到对正接直、封闭严密，接头处采用管箍和专用胶粘接，其强度均满足下管安全和成井质量的要求。技术人员检测检查，保证过滤器安装位置的上下偏差不超过300 mm。

施工人员使用导正器，保证井管处在井孔中心部位。安装井管后，技术人员检查其是否位于井口中心，上端口是否水平；相邻两节井管的结合紧密并保持竖直。

采用吊装法下管成井。施工人员对每个监测井的沉淀管均做封底，并确保井壁管高于地面500 mm。沉淀管安装在监测井底部，管底用木塞塞住。

3.6 填砾

填砾时，施工人员将滤料沿井管四周连续均匀慢速填入，并由技术人员对填砾高度随填随测，及时校核数量。

滤料选择磨圆度良好的砂砾石，质量符合设计规范要求。在技术员检测下，施工人员填砾自滤水管底端以下不小于1 m处充填至滤水管顶端以上不小于3 m处，填砾厚度均为100 mm。

3.7 封闭止水

投砾完成后，人工进行封闭止水工作，将直径为20～30 mm的优质黏土球在半干状态下缓慢投入，符合设计要求。

3.8 洗井

此次采用空气压缩机洗井，由洗井人员操作，满足以下洗井技术要求才终止洗井。洗井技术要求：连续2次单位出水量之差小于其中任何一次单位出水量的10%；井出水的含砂量的体积比小于1/20 000，洗井效果达到水清砂净；洗井后进行透水灵敏度试验，实验结果均符合水利行业标准SL183—2005《地下水监测规范》；井底沉淀物厚度均小于井深的5‰。

3.9 抽水试验

由洗井人员和技术员安装抽水试验设备，采用单孔稳定流抽水试验，进行3次降深。抽水试验前，技术员在井口设置固定点标志（井管顶部适当位置）并测量监测井内静水位。抽水试验的稳定延续时间不少于8 h。

抽水试验时，技术员进行动水位和出水量观测，在抽水开始后的第5，10，15，20，25，30 min各测一次，以后每隔30 min测一次。水位的观测，在同一试验中采用同一方法和工具，抽水孔的水位测量读数到厘米。出水量采用三角堰箱测量，堰高测量读数到毫米。

抽水试验时，施工人员把出水管接到100 m以外沟渠排放，以防止抽出的水在抽水影响范围内回渗到含水层中。

抽水试验终止前，技术员和业主采取水样。停抽后技术员马上进行水位恢复观测。观测时间2～4 h，水位一般均恢复到静水位。

3.10 井口保护

水位恢复观测结束后，临街井位，将井口露出地面部分用φ273 mm铁管（带可开起铁盖）完全护住，并安装锁具；非临街井位，将井口用编织袋和10号铅丝包扎捆绑，进行保护。

4 建议措施

1）项目前期调研、准备工作至关重要，应继续加强项目前期调研。

2）要做好对项目参加人员的相关技术培训，保证项目参加人员了解如何进行质量监督，确保项目施工质量。

3）档案管理工作是个系统工程。档案管理人员应该贯穿工程的全过程，以保证档案工作的顺利进行。在工程建设之前，应对工程档案收集、整理人员进行系统的培训和指导，为档案工作得稳步推进提供有力的技术支撑。

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2017-01-12