蘇永強 王熙澤

（陽泉市水資源管理中心山西陽泉045000）

1 工程任務(wù)和規(guī)模

本項目是對陽泉市盂縣范圍內(nèi)孫家莊鎮(zhèn)西崖底村、路家村鎮(zhèn)閻家溝村、石坡峪村、孫家莊鎮(zhèn)烏玉村、南婁鎮(zhèn)攔掌村、南婁村的兩口污染及廢棄的7 眼巖溶水井的井管漏水段進行封閉治理，主要采取割管或射孔、灌漿等措施對上部污染含水層位置的井管破漏處進行封堵從而切斷地表水與地下水，石炭系與奧陶系上下含水層之間的水力聯(lián)系，阻止污染水體進入娘子關(guān)泉域巖溶含水層，進而達到保護娘子關(guān)泉域水質(zhì)的目的。

本項目污染的7 眼井均為巖溶水井，本次水井封閉治理后，對封閉前后的地下水水質(zhì)進行評價，驗證封閉治理效果，以達到保護娘子關(guān)泉域水質(zhì)的目的。根據(jù)此次封閉治理的7 眼水井水文地質(zhì)條件相似，基本都是受煤層影響和污染，封閉治理方法基本采用對奧陶系峰峰組地層及其以上污染含水層進行封堵。

2 封閉治理廢舊深井現(xiàn)狀

經(jīng)實地勘察，本項目需封閉治理深井分述如下：

1）孫家莊鎮(zhèn)西崖底村供水井位于西崖底新村西北200 m 處，該水源井未修建提水站，井口位置設(shè)置提水泵房和值班室，水源井北側(cè)布置蓄水池一座。井口標高944 m，水井終孔深約700 m，取水層為娘子關(guān)泉域奧陶系巖溶裂隙水。結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果和娘子關(guān)泉域水質(zhì)背景推測該取水井存在的問題是井壁管年久失修，加之煤層水的腐蝕，造成煤系地層含水層通過井管破漏處向下滲漏造成。

2）路家村鎮(zhèn)閻家溝村供水井位于閻家溝村西北500 m 閻家溝提水站院內(nèi)，有蓄水池一座。該井修建于2006年，井口標高946 m，終孔深約680 m，取水層為娘子關(guān)泉域奧陶系巖溶裂隙水。存在的主要問題是該井年久失修，加之煤層水的腐蝕，造成煤系地層水向下滲漏，導(dǎo)致下部奧陶系巖溶水水質(zhì)總硬度和硫酸鹽過高。

3）路家村鎮(zhèn)石坡峪村供水井位于石坡峪村北1 000 m 處石坡峪提水站院內(nèi)，站內(nèi)設(shè)有值班室、提水泵房、材料庫房、200 m3蓄水池一座。該井修于2007年，井口標高976 m，終孔深約700 m。目前水量正常，但由于2017年以后水井水質(zhì)變化，目前不作為飲用水源使用。該井主要問題是井壁管年久失修，煤系地層含水層向下滲漏，造成下部奧陶系巖溶石水質(zhì)總硬度和硫酸鹽過高，超過標準值兩倍以上，溶解性總固體超標。

4）孫家莊鎮(zhèn)烏玉集中供水井位于烏玉村北1.5 km烏玉村集中提水站內(nèi)。該井修建于1994年，井口標高910 m。該水井目前存在的問題是水井位于采煤沉陷區(qū)，地面變形造成井管破損，上部地表水、石炭系污染水質(zhì)相互連通下滲，造成巖溶水質(zhì)超標。

5）南婁鎮(zhèn)攔掌村集中供水井位于攔掌村集中提水站院內(nèi)，井口標高998 m，該井未收集到成井資料，據(jù)現(xiàn)場走訪，該井終孔深約700 m。該水井存在的問題主要是井壁管年久失修，加之煤層水的腐蝕，造成煤系地層含水層通過井管破漏處向下滲漏，造成下部奧陶系巖溶水水質(zhì)總硬度和硫酸鹽過高，溶解性總固體基本到達上限值。

6）南婁鎮(zhèn)南婁村1＃供水井位于南婁村東南太行林局的林場邊上南婁村1＃集中提水站院內(nèi)，站內(nèi)無蓄水池。井口標高996 m，該水井終孔深650 m，靜止水位440 m。該水井目前存在的問題是水井位于采煤沉陷區(qū)，地面變形造成井管破損，上部地表水、石炭系污染水質(zhì)相互連通下滲，造成巖溶水質(zhì)超標。

7）南婁鎮(zhèn)南婁村2＃供水井位于南婁耐火廠廠區(qū)北門口南婁村2＃集中供水站院內(nèi)。井口標高985 m，水井終孔深約650 m，靜止水位440 m，436～486.95 m為主要含水層。該水井目前存在的問題是水井位于采煤沉陷區(qū)，地面變形造成井管破損，上部地表水、石炭系污染水質(zhì)相互連通下滲，造成巖溶水質(zhì)超標。

3 封閉治理工程施工設(shè)計

3.1 深井資料收集

污染水井封堵設(shè)計實施前應(yīng)收集以下資料：封堵范圍地質(zhì)、地形、地貌資料、區(qū)域水文地質(zhì)資料、供水水文地質(zhì)勘測資料、水井設(shè)計、竣工資料、鑿井施工記錄相關(guān)資料、抽水試驗資料、水質(zhì)資料；同時還應(yīng)使用井下電視來對各井的具體井下情況進行探測，詳細了解其孔徑、孔深、井管長度、井管破損情況、井管變徑位置、靜水位、水位以上是否發(fā)生滲漏及滲水位置、井孔內(nèi)是否有異物掉入、井孔淤積程度等情況，與收集來的資料進行詳細對比，形成真實、客觀的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 封閉治理的原則和目的

廢舊污染深井有繼續(xù)使用價值的擬采取先治理后利用，沒有使用價值的擬采取先治理后全孔封堵處理。

項目區(qū)屬于娘子關(guān)泉域系統(tǒng)徑流區(qū)，廢舊深井井內(nèi)存在水力通道，由于井管質(zhì)量、水井成井施工上的技術(shù)缺陷等因素，使孔內(nèi)上下含水層地下水或地表水與地下水互相連通，從而污染娘子關(guān)巖溶地下水資源。封閉治理的目的就是采用水泥漿充填廢舊污染水井井管內(nèi)以及井管與巖層之間的環(huán)狀空間以及井孔周圍裂隙，隔斷上下含水層之間的水力聯(lián)系，從而保護娘子關(guān)泉域巖溶地下水不被污染。

3.3 封閉治理方法

項目區(qū)廢舊深井開采的地下水類型主要為奧陶系中統(tǒng)上、下馬家溝組碳酸鹽巖類巖溶裂隙水。該類水井揭穿的地層較多，井深較大（井深一般為500～700 m），穿過多個開采煤層，煤層水總硬度和硫酸鹽均超標，而峰峰組地層含石膏層，水質(zhì)較差，這些巖層污染地下水透過該類廢舊深井下滲污染巖溶地下水，必須嚴格的封閉治理。封閉治理應(yīng)從下而上分段治理。

第一步封閉治理奧陶系中統(tǒng)峰峰組巖溶裂隙水含水巖層。先觀測自然水位，封閉好后再次觀測水位是否符合當?shù)貐^(qū)域地層標準水位。峰峰組底部普遍為泥灰?guī)r、角礫狀泥灰?guī)r地層，為隔水巖層。該層泥灰?guī)r隔水性較好，利用封閉治理該層作為隔離上部污染地下水進入巖溶地下水。

第二步封閉治理石炭系砂巖裂隙水或?qū)娱g巖溶裂隙水含水巖層和第四系松散層空隙潛水含水巖層。先觀測自然水位，封閉好后再次觀測水位是否符合當?shù)貐^(qū)域地層標準水位，石炭系本溪組底部普遍含有10～30 余m 的鋁土泥巖地層，為隔水巖層，該層泥巖隔水性能較好，因此可在此位置進行封堵治理。

綜上所述，封閉治理之前先進行井內(nèi)檢測，利用鉆機進行清孔工作，確定封閉層段的具體位置和長度。封閉治理要根據(jù)各個鉆孔結(jié)構(gòu)實際情況進行具體研判，建立堅實、有效的封堵平臺是關(guān)鍵，針對具體井的情況分別采取相應(yīng)的治理方法，確保鉆孔封閉治理的效果達到封堵要求。

3.4 封堵施工作業(yè)

1）施工前，必須對現(xiàn)場的安全措施及設(shè)備安裝、測量檢測儀器等進行核對檢驗，并應(yīng)準備好沖洗媒介、封堵材料、割刀、封堵器、攪拌機等。

2）根據(jù)封閉治理設(shè)計找準需要割管的位置，丈量鉆桿長度，準確定位。采用割管工藝，輕壓慢轉(zhuǎn)進行切割。打撈起割開的井管后，下入專用的封堵器，進行有效封堵。利用注漿泵、輸漿管路、注漿管漿水泥漿液輸送到指定位置，必須保證注漿過程的連續(xù)性。注漿結(jié)束后應(yīng)壓入計算好的替漿水量沖洗輸漿管路。

3）廢舊深井封堵完成后，原井口需設(shè)立永久性標志并標注孔號、孔深、施工單位及施工日期等要素。

3.5 取樣檢查

該法是驗證封堵質(zhì)量的基本技術(shù)手段，目的是驗證水泥漿凝結(jié)性能，判斷封堵效果，為封堵質(zhì)量評價提供依據(jù)。

取樣樣品：水泥樣、砂樣、水泥漿試驗樣、地面水泥漿攪拌樣、孔內(nèi)封堵段水泥砂漿樣等。

4 封堵工程技術(shù)措施

1）工程開工前，項目部要安排技術(shù)負責人對封閉治理廢舊深井施工方案、工藝分別進行技術(shù)、安全交底，施工過程進行全程技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量監(jiān)督、檢驗。

2）嚴格按照封閉治理設(shè)計要求，確定好深井封閉層段的類型及位置。

3）材料質(zhì)量檢驗是封堵前的一項重要工作。已經(jīng)準備好的封堵材料，應(yīng)按設(shè)計進行配比實驗，經(jīng)初步檢驗合格后再用于封堵，以免材料在入孔后發(fā)現(xiàn)不合格造成無法挽回的質(zhì)量損失。

5 結(jié)語

本項目是陽泉市2020年度落實山西省地下水超采區(qū)綜合治理國家試點項目。此工程通過對井管破漏處進行封堵，切斷上下水層聯(lián)系，阻止污染水體進入娘子關(guān)泉域巖溶含水層，進而達到保護的效果，順利封堵之后會有效改善當?shù)鼐用竦娘嬘盟此|(zhì)情況，并助推娘子關(guān)泉域巖溶地下水形成良性循環(huán)。