介休市义棠水文站新建井地下水监测工程施工方案及成果分析

景林珍

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原 030024）

介休市义棠水文站新建井地下水监测工程施工方案及成果分析

景林珍

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原 030024）

文中介绍了介休市义棠水文站监测井施工方案、施工步骤及抽水试验情况并结合抽水试验的计算，得出了相关结论及数据。

义棠水文站；监测井；抽水试验；结论

1 义棠水文站监测井施工概况

山西省监测井建设工程第1标段41067432号监测井位于山西介休市义棠水文站院内，井位由山西省晋中市水文水资源勘测分局选定，承担凿井施工任务单位为山西省水利水电勘测设计研究院。施工单位于2016年5月28日组织人员设备进场开始施工，于2016年6月12日完成施工任务。设计井深110 m，由于井深20.0 m处遇基岩，设计井深变更为55.0 m，实际凿井深度55.0 m，误差率为50%。井内静止水位埋深位于井口以下12.37 m。

2 成井工艺

监测井成井施工工艺流程为：确定井位→准备工作→安装钻机等装备→钻凿井孔→电测井→井管安装→回填滤料→黏土封闭→洗井→抽水试验→辅助设施建设→监测井验收。

2.1 施工设备

本次使用凿井设备见表1。

表1 投入机械设备一览表

2.2 钻进方法

井深范围内地层岩性上部为第四系松散堆积物，下部为煤系碎屑岩地层，采用水400型钻机回转钻进，松散层采用钻进合适配比的泥浆进行护壁。

钻进时井深0～20.0 m采用Φ500 mm圆管钻具回转钻进，井深20.0～23.5 m采用Φ168 mm牙轮钻具钻进，井深23.5～55.0 m采用Φ127 mm牙轮钻具钻进，钻进过程顺利，未遇见较大的漂石、块石。井深圆正，孔斜为 1.2°。

钻进过程中松散层采用泥浆护壁方式，泥浆主要由水与红黏土组成，其相对密度约1.2，粘稠度约为17Pa·s。停钻期间，将钻具提出，定时搅动井内泥浆。发现漏浆时及时补充漏失，并定时测量泥浆的各项性能指标，保证各指标符合设计要求。松散层钻毕后及时下置管径为219 mm、壁厚为6 mm的滤水管护壁，基岩层采用清水钻进。

2.3 土（岩）样采集与地层岩性

主要依据电测井资料及现场岩芯鉴别，本井共划分12层，钻进过程中松散层每个地层至少采集1个松散土样，岩层在不同的层性部位取1个岩样，针对取起的土（岩）样，就其颗粒组成、性质等简述如下：

0～6.0 m：细砂，浅灰色，湿，结构松散。

6.0 ～12.0 m：砂卵石，结构松散呈次圆状-次棱角状，卵砾石含量较多，磨圆度中等。

12.0～13.0 m：细砂，浅灰色，湿，结构松散。

13.0～16.0 m：中粗砂，浅灰色，湿，结构松散，粗砂含量较多。

16.0～20.0 m：细砂，浅灰色，湿，结构松散。

20.0～24.0 m：泥岩，紫红色，泥质结构，质软，遇风开裂，遇水软化。

24.0～28.0 m：细砂岩，浅灰色，细粒结构，质硬。

28.0～37.5 m：泥岩，紫红色，泥质结构，质软，遇风开裂，遇水软化。

37.5～42.5 m：中、粗砂岩，浅灰色，细粒结构，质硬。

42.5～50.5 m：泥岩，紫红色，泥质结构，质软，遇风开裂，遇水软化。

50.5～52.5 m：细砂岩，浅灰色，细粒结构，质硬。

52.5～55.0 m：泥岩，紫红色，泥质结构，质软，遇风开裂，遇水软化。

2.4 井管的配置与安装

松散层钻进结束后，立即做井管安装的前期工作，利用钻杆作为试孔器，并顺利下至孔底。随后用直径500 mm规格的钻头进行扫孔至覆盖层底部（20 m处），再选用质量较好的管径为219 mm、壁厚为6 mm的滤水管，下管至20 m处，采用提吊下管法。下置井管时，井管垂直于井口水平台，上端口保持水平，井管中心与井孔中心一致。

根据监测井井径，监测井内共下两套井管。一套为管径为219 mm的滤水管，下置位置为0～20.0 m（不含地面以上0.5 m），共4根；另一套为管径为168 mm的井壁钢管，内置于219 mm滤水管内，下置位置为0～23.5 m，共23根。在下置φ168 mm井壁管后采取了水泥封堵止截松散层水措施。井深23.5 m以下未下置井壁管。井壁管高出地面0.5 m。

将各井壁管、滤水管按顺序排定，并记号。采用电焊焊接，焊缝焊透、严密、不漏水，无夹渣、气孔、焊瘤等缺陷。

2.5 封闭和止水

井口往下18.5 m段进行封闭和止水，材料采用半干状黏土球，黏土球直径2～3 cm，缓慢、连续填入，黏土球用量约5.9 m3。封闭和止水效果良好。

在距地面200 mm以下，井管四周置做了圆形基座（直径为400 mm）。

2.6 洗井及效果检验

止水后采用活塞洗井，活塞自上而下逐层进行。出水达到了水清砂净，洗井效果良好，满足设计要求。

3 抽水试验

3.1 试验情况

本次对该监测井进行了三次降深的单孔稳定流抽水试验，并进行了相应的恢复水位观测，三次水位降深及最终对应出水量情况见表2。试验过程中水位观测采用万用表电测水位法，出水量采用直角三角堰量测法。

表2 监测井各次降深与出水量对应表

3.2 渗透系数计算及水文地质参数选取

根据监测井地层岩性情况，地层水文地质参数计算采承压水完整井公式进行，计算公式如下，参数取值及计算结果见表3。

式中：K——渗透系数，m/s；

Q——稳定流量，m3/s；

r——抽水井半径，m；

S——抽水井降深，m；

M——承压含水层厚度，m；

表3 监测井抽水试验参数取值及计算结果表

H——动水位至含水层底板深度，m；

R——影响半径，m。

由表3计算出的结果为井内静水位以下整个基岩层中的渗透系数及影响半径值。

4 结语

义棠水文站监测井在规定的时间内完成了成井施工工艺的各项流程，钻井孔斜为1.2°，钻井过程中采用的泥浆各项指标满足要求。

井壁管、过滤管及沉淀管的型材、规格、数量和质量以及安装要求均能满足任务书要求。填砾、封闭和止水的材料及数量满足要求，且效果良好。洗井按照任务书采用活塞洗井方法自上而下逐层进行，效果良好。综上，本监测井施工质量合格。

Construction Scheme of a New Groundwater-monitoring Well in Yitang Hydrological Station of Jiexiu City and Result Analysis

JING Lin-zhen

The paper introduces the construction scheme，construction step and water pumping test situation of a new groundwater-monitoring well in Yitang Hydrological Station of Jiexiu City and in combination with the calculation result of the water pumping test，gives the correspounding conclusion and data.

Yitang Hydrological Station；monitoring well；water pumping test；conclusion

P641

B

2017-04-11

景林珍（1983-），女，2009年毕业于河北工程大学水利水电工程专业，工程师。

1006-8139（2017）03-023-03