王 磊

(黑龍江省生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究總院，哈爾濱 150027)

水文地質(zhì)鉆探是水文地質(zhì)調(diào)查中的重要組成部分[1]，其主要作用是通過鉆探獲得地下水的相關數(shù)據(jù)，從而對地質(zhì)條件及水質(zhì)環(huán)境有一個初步的了解，通過技術分析為后期其他工作提供基礎數(shù)據(jù)[2]。隨著近代工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日益加劇，“土十條”的發(fā)布，再一次將土壤調(diào)查推到了顯著的位置。2020年開展的重點行業(yè)企業(yè)土壤調(diào)查采樣工作，主要針對企業(yè)用地中的土壤污染情況。土壤和地下水存在相互影響，地下水的污染情況能側面體現(xiàn)土地的現(xiàn)狀，地下水井施工是地下水樣品采集工作中的基礎支撐[3]。

1 地下水鉆探設備及采樣井深度

地下水鉆探主要采用探坑法、手工鉆探、沖擊鉆探、螺旋鉆探、直推式鉆進方法，一般建議使用非攪動式鉆探方法及設備，以降低對所取樣品影響的可能性。

采樣井深度依據(jù)采樣施工地塊內(nèi)工程勘察報告進行設置。如果沒有相關資料可根據(jù)臨近地塊地質(zhì)條件及現(xiàn)場人員確認，來初步確認地下水采樣井深度，具體實際成井深度根據(jù)現(xiàn)場土壤鉆探進尺情況確定。

2 采樣井建設過程

2.1 鉆孔

開孔直徑應對后期下管、填料、止水不產(chǎn)生影響。鉆孔達到設定深度后進行鉆孔掏洗，以清除鉆孔中的泥漿和鉆屑，然后靜置2 h并記錄靜止水位。

2.2 下管

2.2.1 井管型號選擇

考慮到井管內(nèi)徑過大可能會導致地下水紊流，容易致土壤顆粒進入地下水中，故在滿足洗井與樣品采集要求的前提下，盡可能選擇小口徑井管。

2.2.2 井管材質(zhì)選擇

井管材質(zhì)應選擇堅固、耐腐蝕且不會對地下水水質(zhì)造成污染的材料制成的。采樣地塊內(nèi)地下水檢測項目為有機物或地下水需要長期監(jiān)測時，不銹鋼材質(zhì)的井管應作為首選。當檢測項目為無機物或地下水腐蝕性較強時，氯乙烯(PVC)材質(zhì)的井管應作為首選。管材的選擇不是一成不變的，應隨地塊的實際地質(zhì)情況進行選擇。

2.2.3 濾水管類型

濾水管使用0.2～0.5 mm縫寬的割縫篩管或空隙能夠阻擋90%的濾層材料的管材，根據(jù)現(xiàn)場濾層材料相應選擇割縫篩管。濾水管管孔的直徑不宜超過5 mm，管孔與孔壁的間距離應在10～20 mm。濾水管外應以鐵絲包裹，并固定鋼絲網(wǎng)或尼龍網(wǎng)2～3層，包網(wǎng)在40目左右。

2.2.4 下管過程

下管前應校正孔深，并按先后次序逐根丈量井管，排列順序，統(tǒng)一編號，逐一試扣，確保地下隱蔽工程的準確無誤，保證下管深度的準確和濾水管的安裝位置對采樣不產(chǎn)生影響。應放緩井管下放速度，中途遇阻時，在保證安全成井的前提下，可提動或轉動井管。如仍無法完成下管工序，應將井管提出，在清除孔內(nèi)阻礙物后再重新嘗試下管。整個下管工序完畢后，將井管扶正、固定，確保井管與鉆孔的軸心重合[2]。

2.3 濾料填充

在管壁與孔壁中的環(huán)形空隙內(nèi)使用導砂管，將濾料緩慢填，沿著井管四周，一邊填充一邊晃動井管，做到均勻填充，以防止濾料填充時造成架橋或卡鎖等現(xiàn)象。要對濾料填充過程進行定時測量，確保濾料達到設計高度。濾料層在沉淀管底部一定距離直至濾水管頂部以上50 cm處。選擇球度和圓度好、無污染的石英砂作為濾料層材料，使用前需進行篩選和清洗，預防對地下水質(zhì)產(chǎn)生影響[2]。根據(jù)目標含水層土壤的粒度來確定濾料粒徑，一般以1～2 mm粒徑為宜。

2.4 密封止水

2.4.1 止水層

止水層其作用主要為防止濾料層以上的外來水通過濾料層進入地下水井內(nèi)，造成采樣水質(zhì)的影響。止水部位根據(jù)鉆探施工后的含水層的分布情況確定，一般情況下在隔水層或弱透水層處，應填充在濾料層以上50 cm的位置。為確保止水的穩(wěn)定性，易采用直徑在20～40 cm的球狀膨潤土進行兩段填充。第一段位于濾料層往上，使用干膨潤土至少填充30 cm，之后再使用加水膨潤土或者膨潤土漿繼續(xù)填充，直至距離地面50 cm處[2]。

2.4.2 回填層

回填層位于止水層之上至采樣井頂部。依據(jù)調(diào)查地塊的實地質(zhì)條件對回填材料進行選擇?；靥畈牧蟽?yōu)先選用膨潤土，只有在地下水成分有可能導致膨潤土水化不良時，才選擇混凝土漿作為備選材料。當選擇混凝土漿材料進行回填時，為延緩固化時間，可添加5%～10%的膨潤土混入混凝土漿中。

2.5 井臺構筑

隱藏式井臺。隱藏式井臺與地面水平，適用于路面等特殊位置。

明顯式井臺。明顯式井臺在地上部分露出井管應保留在30～50 cm，使用井管同材質(zhì)的管帽對井口進行封堵。井管應采用管套對地上部分進行保護，使用混凝土漿對管套與井管間空間進行固定。井臺應設置明顯標識牌，清楚指明該采樣井編號、建井負責人、相關聯(lián)系方式等信息。

2.6 成井結構

在前期地下水井施工完成后，形成采樣井結構示意圖，見圖1。

圖1 采樣井結構示意圖Fig.1 Structure of sampling well

2.7 成井洗井

建成后，井內(nèi)填料在充分養(yǎng)護、穩(wěn)定后，方可進行洗井。洗井時對流量進行控制，小于3.8 L/min。完成洗井的標準：先直觀判斷，目測水質(zhì)基本上達到水清砂凈，水質(zhì)相應檢測數(shù)據(jù)參數(shù)值基本穩(wěn)定或其濁度不大于50 NTU。洗井過程防止交叉污染。設備在洗井前清洗。

2.8 采樣井建井記錄單

成井后測量記錄點位坐標及管口高程，填寫成井記錄單、地下水采樣井洗井記錄單等。成井過程中對關鍵環(huán)節(jié)或信息拍照記錄，每個環(huán)節(jié)不少于1張照片，以備質(zhì)控。