張建良, 尉 璽, 孫梓航, 王進(jìn)衛(wèi), 楊全合

（北京市地質(zhì)工程勘察院, 北京 100048）

隨著人們對(duì)環(huán)境的日益重視, 環(huán)境監(jiān)測(cè)就需要越來(lái)越精細(xì)化。巢式監(jiān)測(cè)井監(jiān)測(cè)的層位較少, 一般為3層；連續(xù)多通道監(jiān)測(cè)井的井管口徑較小, 最大為22mm, 因此研究集束式監(jiān)測(cè)井成井工藝, 井管口徑為50mm, 既能滿足安裝監(jiān)測(cè)儀器需求, 監(jiān)測(cè)的層位又能夠達(dá)到7層以上, 對(duì)我國(guó)今后的監(jiān)測(cè)井未來(lái)發(fā)展意義重大。

1 集束式監(jiān)測(cè)井

集束式監(jiān)測(cè)井就是將7根或7根以上的監(jiān)測(cè)管下入同一孔內(nèi), 分別監(jiān)測(cè)不同層位的地下水（見圖1）。集束式監(jiān)測(cè)井與常規(guī)的巢式監(jiān)測(cè)井相比, 監(jiān)測(cè)的層位更多、更加精細(xì), 更加經(jīng)濟(jì)。

圖1 集束式監(jiān)測(cè)井

2 集束式監(jiān)測(cè)井施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 監(jiān)測(cè)井口徑選擇

集束式監(jiān)測(cè)井井管口徑不宜太大, 如果口徑選擇過(guò)大, 由于井管根數(shù)較多, 勢(shì)必造成施工口徑要增大, 這樣以來(lái), 一是增加施工難度, 二是增加施工成本。

根據(jù)常規(guī)監(jiān)測(cè)儀器的外徑考慮, 一般集束式監(jiān)測(cè)井內(nèi)管選擇不超過(guò)50mm為宜, 集束式監(jiān)測(cè)井外管為315mm。

2.2 防塌技術(shù)處理

集束式監(jiān)測(cè)井成井周期比較長(zhǎng), 防塌是成井的關(guān)鍵環(huán)節(jié), 如果在成井過(guò)程中出現(xiàn)坍塌, 造成監(jiān)測(cè)井失敗, 那么將前功盡棄, 前期投入的工作將浪費(fèi), 造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失, 為此在集束式監(jiān)測(cè)井成井過(guò)程中, 為了解決防塌問(wèn)題, 采用二次成井法, 即首先下入外管, 分層填礫和止水, 然后在外管內(nèi)進(jìn)行二次成井, 再進(jìn)行第二次分層填礫和止水。先下外管的目的：

（1）保護(hù)地層, 防止因成井周期長(zhǎng), 在成井過(guò)程中因孔壁坍塌而造成監(jiān)測(cè)井報(bào)廢。

（2）小管間隙小, 分層止水和填礫時(shí), 止水位置特別重要, 如果有誤差, 容易造成止水失敗, 而提前下入大管, 大管外的空間大, 能夠準(zhǔn)確測(cè)量止水位置, 下入大管后, 管內(nèi)礫料和粘土球的用量就能夠計(jì)算準(zhǔn)確, 在填入過(guò)程中, 只要計(jì)量無(wú)誤, 止水位置就相當(dāng)準(zhǔn)確了。

（3）外管下完后完成了第一次成井, 需要進(jìn)行洗井, 由于口徑比較大洗井容易, 這樣第二次成井時(shí), 內(nèi)管洗井也就相對(duì)容易多了。

2.3 止水層厚度選擇

止水層厚度越大, 止水效果越好, 但是監(jiān)測(cè)的層位會(huì)變少。經(jīng)過(guò)試驗(yàn), 止水層厚度只要在1.5～2m, 那么就能達(dá)到止水目的, 為了穩(wěn)妥起見, 一般集束式監(jiān)測(cè)井的止水厚度大于2m即可。

2.4 下管方式

監(jiān)測(cè)井常用的下管方式一般為兩種, 一是捆綁式下管方式, 就是將所有的井管捆綁在一起, 集中下入井內(nèi), 最后在分層填礫和止水, 另一種逐根下管方式, 就是先下入最深的一根管, 填礫止水到設(shè)計(jì)深度后, 再下入第二根井管, 然后填礫止水, 以此類推, 最后下入全部井管。

集束式監(jiān)測(cè)井采用兩種下管方式都可以, 捆綁式下管方式, 優(yōu)點(diǎn)是保證監(jiān)測(cè)層位能夠準(zhǔn)確到位, 測(cè)量礫料和止水層位置比較方便, 更加準(zhǔn)確。缺點(diǎn)是下管過(guò)程比較復(fù)雜, 操作繁瑣, 稍有不慎容易出現(xiàn)跑管等事故。逐根下管方式優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單, 不宜出事故。缺點(diǎn)是由于環(huán)狀間隙過(guò)小, 內(nèi)管下部的位置不宜確定, 影響礫料和止水層位置測(cè)量, 會(huì)造成止水位置出現(xiàn)偏差。建議優(yōu)先選用捆綁式下管方式。

2.5 止水技術(shù)

集束式監(jiān)測(cè)井井管較多, 管與管之間的密封是個(gè)關(guān)鍵, 如果兩管之間密封不好, 會(huì)造成相鄰兩個(gè)含水層串通, 造成止水失敗。兩個(gè)井管的密封工藝不能太復(fù)雜, 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)具有可操作性。

集束式監(jiān)測(cè)井止水采用粘土球來(lái)進(jìn)行止水, 利用粘土球溶解, 變成止水層, 將各管進(jìn)行密封, 但是管間距對(duì)止水效果影響較大, 如果管間距過(guò)小, 止水效果較差。當(dāng)各井管的間距大于20mm時(shí), 止水效果完全沒(méi)有問(wèn)題。因此在下管過(guò)程中, 一定要保證各井管的間距不能小于20mm。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）集束式監(jiān)測(cè)井一定要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工, 各關(guān)鍵環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控。

（2）止水層厚度應(yīng)大于2m。

（3）下管一定要到位, 保證監(jiān)測(cè)層位準(zhǔn)確。

（4）內(nèi)外管分層止水位置一定要一一對(duì)應(yīng), 不能出現(xiàn)誤差。

（5）止水完成后, 需要靜止24h, 然后才能洗井, 以便粘土球能夠充分溶解。