天津市国家级监测井附属设施建设分析

沈 强

（天津市水文水资源管理中心，天津 300061）

国家地下水监测工程（水利部分）天津市建设国家级监测站365 处，其中新建站110 处、改建站255 处。监测站建设包含监测井施工、附属设施建设、仪器设备安装调试。附属设施包括井口保护设施、水准点、标志牌。附属设施建设是工程必不可少的部分，对监测站的功能实现以及日常运行维护有着重要作用。

1 附属设施技术要点

附属设施包括井口保护设施、水准点、标志牌。井口保护设施是为防止监测井被破坏，或防止自动监测设备地上部分破坏的一种设置在井口或井口附近的保护性设施。水准点是地下水监测井的基础设施，是校核地下水位的重要高程基准。标志牌固定在井口保护设施上，主要作用标示国家地下水监测站点，起到保护与宣传作用。附属设施由水利部委托专业单位设计，标志牌为全国统一设计，井口保护设施、水准点根据天津市监测井实际情况选择。

1.1 井口保护设施

天津市井口保护设施，占地面积较小，主要有以下2种类型。

1.1.1 类型A

井口保护设施安装在井口上，适合于新建井以及井中没有提水设备的改建井。一般要求如下：①材质与外涂料：采用普通碳钢（表面镀锌），整体喷塑。②一般尺寸：地面上高度700 mm，直径300 mm，壁厚8 mm，埋入地下300 mm，总高度1 000 mm。③上盖：材质与保护筒保持一致，尺寸大小应满足与保护筒紧密相连，并具有防水功能，直径320 mm；配置通信盖板（直径100 mm），使用非金属对通信信号衰减小的专用工程塑料，具有抗冲击、抗老化、耐腐蚀、耐高温低温的性能；通信盖板与上盖安装牢固，并有可固定通信天线的装置；上盖与保护筒通过转轴和专用锁具连接，当上盖打开时可以与保护筒保持90°夹角，能够放置移动数据识读转储设备或水位巡测设备。④锁具：使用专门设计的锁具，采用专用锁头与锁栓，配置专用工具；防盗锁由M20 四角螺栓从下向上经过保护筒上的锁扣与防盗螺母连接；为防止雨水渗入，螺栓未贯穿上盖。⑤通气孔：井口保护装置口沿下30 mm处沿四周均匀分布由外向内按45°角向上打4个孔，直径4 mm。⑥井口固定高程点：为便于测量水位，在保护筒顶端内侧、井口保护装置口沿下20 mm 处切割1 个长20 mm、宽 4 mm、深2 mm的凹槽，内喷刷防锈漆、红油漆，作为井口固定高程点。⑦地基处理：对于有冻土层的地区，处理深度为冻土深H以下200 mm，总深度为H+200 mm；地基处理直径600 mm，天津市冻土深取700 mm。⑧基础要求：井管外壁采用水泥进行密封，基础为C25混凝土现场浇筑，井口保护设施底部预埋于井台内，浇筑过程中井口保护装置应铅直，埋设深度不小于300 mm，高出地面50 mm，高出部分斜坡浇筑。浇筑混凝土时，应保证基础顶的平整，抹平压光。

1.1.2 类型B

适合于井中有提水设备的改建井，保护设施在井口旁边。井口保护设施及其安装基本同类型A，直径400 mm，上盖直径416 mm；上盖配置通信盖板（直径12 cm）；∅110PVC-U 管延伸到原有井管位置并开孔连通，仪器设备探头进入原有竖直井管后，将钢丝绳、电缆进行固定，使电缆上部处于不受力状态。监测井所处的现场环境不尽相同，为避免井口保护设施与当地环境不协调，根据周围环境做出不同的景观设计，将井口保护装置隐蔽其中，与整体环境相协调。

2种类型井口保护设施布置，如图1—2所示。

图1 井口保护设施布置（A型）

图2 井口保护设施布置（B型）

1.2 水准点

水准点是地下水监测井的基础设施，是校核地下水位的重要高程基准。天津市水准点采用地埋式，按地下、地上分别叙述。

1.2.1 地下部分

天津市冻土深度取600 mm，开挖基座，基座深度1 300 mm、宽度600 mm，完成清理压实。下放长度800 mm 的Φ70×4 钢管，钢管内灌满水泥砂浆，表面涂抹沥青，并用旧布和麻绳包扎，外表涂抹沥青。环绕钢管底部水平固定4 根300 mm 的Φ8 钢筋，用以保证钢管稳定。浇筑混凝土，在浇筑过程中保证钢管垂直；在钢管顶部放入铜制的水准点标志。

1.2.2 地表部分

在水准点上方放置盖板，地下部分完成后坑内回填土。在水准点正北方向1.5 m 处设置水准点指示桩，指示桩为C25 混凝土浇筑或大理石材质的1 500 mm×100 mm×100 mm 长方体，地面以下长度1 000 mm，出地面部分标注水准点编号及位置指示箭头，以便于测量人员快速找到水准点位置。

水准点及指示桩设计剖面，如图3所示。

图3 水准点及指示桩设计剖面

1.3 标志牌

标志牌主要作用是标示国家地下水监测站点，起到保护与宣传作用。标志牌规格统一，材料防风蚀雨蚀。标示牌采用1 mm厚不锈钢板为材料，大小与保护筒相适应，规格为长420 mm、宽300 mm，另配4个M3紧定螺钉。标示牌弯制后用螺钉固定于井口保护装置圆柱保护筒外表面。其制作工艺如下：文字及水文Logo 需腐蚀刻入（凹进）钢板内，按标准色填漆、烤漆；不锈钢板平面拉丝，四周留18 mm 宽亮边。标示牌设计，如图4所示。

图4 标示牌设计

2 存在的问题

在实际使用过程中，井口保护设施出现一些问题，影响了其使用。

（1）露天的保护设施表层出现脱落，但位于室内的保护设施没有此类问题，说明表面喷塑遭受风吹日晒雨淋冰冻的情况下易发生老化。

（2）露天情况下，保护设施上盖配置的通信盖板出现硬度降低，受外力易损坏，而位于室内或上部有遮挡物的没有此类问题，说明通信盖板寿命受雨水和阳光影响较大。

（3）部分保护设施内部存在凝结水，影响保护设施内部喷塑使用寿命，说明通气孔的设计有待改进。

（4）水准点在使用过程中，部分指示桩在无专人看护的环境中遭到损坏，导致无法快速定位水准点。地埋式水准点每次使用都需要清理表层土，使用完成还需要填土。为方便日常使用，在征得管理部门同意后对地下部分进行改造，地下部分重新开挖1 000 mm的深度，采用长度为1 000 mm、外径600 mm混凝土管对水准点及钢管进行保护，注入混凝土至水准点标志下沿，混凝土管上覆圆形井盖，在附近的监测站井口保护设施上喷涂用以指示水准点的距离和方位，使得水准点易于发现和使用。为解决水流进入混凝土管内造成管内积水影响水准点的正常使用，采用Φ20冲击钻在混凝土管斜向下凿孔2眼，以便管内积水及时排出。

3 结论

天津市国家级监测井附属设施是监测站重要建设任务之一，附属设施建设是工程必不可少的部分，对监测站的功能实现以及日常运行维护有着重要作用。附属设施包括井口保护设施、水准点、标志牌。附属设施由水利部委托专业单位设计，标志牌为全国统一设计，井口保护设施、水准点根据天津市监测井实际情况选择。附属设施使用至今，基本保持良好状态。但部分保护设施受外界条件影响，需在下一阶段的工作中加强维护和改进。天津市也根据实际情况对水准点地下部分进行了改造。