淺談上海市地面沉降監測網絡完善工程監測設施施工技術要求

方良華

摘要：本文介紹了上海市地面沉降監測站監測設施施工工藝及技術要求，以助于地面沉降監測標孔的施工技術的進步。

關鍵詞：地面沉降；基巖標；分層標；監測井；技術要求

1施工設備配置

1.1主要施工設備。（1）鉆機：XY-44型液壓鉆機，用于地層鑒別孑L施工；SPJ-300型鉆機，用于基巖標、分層標與監測井的擴孔掃孔施工。（2）鉆塔：G-18型，“A”字形鉆塔。（3）水泵：BW-250型與BW-850型變量泵；3PN型立式泥漿泵。（4）發電機組：100KW，現場備用。（5）空壓機：9.0m3型；3.2m3型。

1.2主要儀器。（1）測斜儀：KXP-2D型；（2）泥漿比重計；（3）水位監測儀：萬能表和測繩。

2施工工藝及方法

2.1地層鑒別孔施工工藝。采用XY-44型鉆機選用110/130mm外肋骨鉆頭連續鉆進，到基巖層再換用中130mm金剛石鉆頭鉆進至新鮮完整基巖層。

2.2基巖標施工工藝。（1）鉆進方法及泥漿要求：在地層鑒別孔基礎上擴孔而成，鉆進時采用低固相泥漿，下保護管保持泥漿性能良好，做到孔底無沉渣才下人保護管。（2）下保護管：擴孔到底及時調漿清孔，按順序逐根下人保護管，下管到位后，灌注水灰比為0.5的水泥漿固井，以加固保護管。（3）下標桿：注漿完成候凝72小時后進行透孔，透孔到底后，及時清孔，并按5/9分割比例配好標桿，即89mm標桿占標桿總長的5/9，73mm標桿占余長的5/9，上部為42mm標桿。（4）安裝標頭：標桿固牢后，根據設計要求安裝主副標頭。

2.3分層標施工工藝。先利用XY-44型鉆機鉆導正孔，鉆進至分層標設計埋設深度以淺2m，更換鉆頭鉆具再分回次取心鉆進至設計埋標深度；達到埋標深度后更換SPJ-300型鉆機自孔口擴孔至埋標位置。

（1）下標底和保護管：按編號順序將標底連接在保護管底部，逐根下人孔內，下到預定埋標深度，絲扣采用套管專用梯形扣。（2）壓標及上提保護管：檔標底、保護管下到位、孑L內無異常情況，開始壓標，至目的監測層后，下人50mm鉆桿壓住滑竿，在鉆桿上做好1m高標記，然后再上提保護管1m并固定在孔口。（3）下標桿：埋深深于100m的分層標標桿管徑采用89mm、73mm和42m塔形結構，標桿按九五分割法確定；埋深30m～100m的標桿管徑采用73mm和42m塔形結構，按九五分割法確定；埋深淺于30m的分層標（不包括地面標），原則上采用42mm鋼管。在下標桿的同時安裝扶正器。（4）安裝標頭：按設計要求安裝主副標頭。

2.4監測井施工工藝

（1）鉆進成孔方法：利用XY-44型鉆機鉆導正孔，鉆進至目的深度，更換SPJ-300型鉆機自孔口擴孔至設計位置。（2）成井工藝：①鉆孔達設計深度后開始掃孔、掃除含水層泥皮，探孔到底后進行一次調漿清孔；對井管、濾水管進行二次丈量；②及時按順序逐根下人沉淀管、濾水管和井管；③井管下到位后在井管內下人下部帶活塞的鉆桿至距離濾水管底部1m處，泵送大量清水進行二次調漿清孔；④減少泵量至原泵量1/3進行動水投礫；采用優質黏土球止水，采用一般粘土塊封填至地表；⑤成井后，用通水活塞在井管內濾水管部位自上而下反復抽拉，疏通水路，至返水變清后換干活塞繼續洗井，最后采用空壓機洗井，直至水清砂凈、水路暢通；⑥洗井質量達到要求后，作單井抽水試驗；⑦在抽水試驗結束前，均取全分析水樣一套，送具備相關檢測資質的實驗室，作全分析測試。

3施工質量及技術要求

3.1基巖標質量要求

（1）孔徑不小于300mm，基巖標鉆孔要求每50m及終孔時各校測孔深一次，孔深誤差不得超過1‰；每25m及終孔時測斜一次，每鉆進100m頂角不得大于0.5°。（2）結構及施工質量要求：①保護管：要求采用168mm、厚7mm的地質專用無縫鋼管，底部帶220mm鋼質環狀托盤，盤底襯止水墊層；②標桿：采用塔形結構埋人新鮮基巖5m，上部為42mm標桿，中部為73mm標桿，下部為89mm標桿，底部為89/105管鞋，標桿按九五分割法確定；③標桿就位后注入水泥漿，灌注高度為標底與保護管底深度差的60%～80%，使標桿與基巖固為一體；④扶正器：選用鋼質滾輪式扶正器，扶正器設置間距為6m～9m一個，基巖孔段內的標桿不安裝扶正器；⑤按設計要求安裝好主、副標頭；⑥保護管內灌注清水，井口以下灌注2m～3m重柴油。

3.2分層標質量要求

（1）深度大于150m的分層標孔徑不小于300mm，深度小于150m的不小于250mm；鉆進到預計埋標層位之前2m開始連續取心至埋標層位終孔；分層標鉆孔均要求每50m及終孔時各校測孔深一次，孔深誤差不得超過1‰；每25m及終孔時測斜一次，每鉆進100m頂角不得大于0.5°。（2）結構及施工質量要求：①保護管：標深在150m以下的分層標選用168mm的保護管，材質為地質專用無縫鋼管，其余標的保護管用127mm、厚4.5mm的無縫鋼管，地面標不需要保護管，保護管絲扣采用套管專用梯形扣；②標桿：埋深大于100m的分層標標桿管徑采用89mm、73mm和42m塔形結構，標桿按九五分割法確定；埋深30m～100m的標桿管徑采用73mm和42m二節塔形結構，按九五分割法確定；埋深淺于30m的分層標（不包括地面標），原則上采用42mm鋼管；③標底采用液壓滑筒帶爪型插扦的托盤式結構。保護管上提高度為1.0m；④扶正器：結構、類型、材質的選擇及安裝間距的確定同基巖標；⑤鉆孔孔壁與保護管之間底部圍填黏土球，上部灌注水泥漿加固；⑥按設計要求安裝好主、副標頭；⑦標桿與保護管之間灌注清水，井口以下2m～3m灌注重柴油。

3.3監測井質量要求

（1）孔徑不小于400mm，潛水井孔徑不小于600mm；監測井鉆孔要求每50m及終孔時各校測孔深一次，孔深誤差不得超過1‰，每25m及終孔時測斜一次，淺于100m的監測井，終孔頂角不得大于1.0°，深于100m的監測井，每鉆進100m時鉆孔頂角不大于1.0°。（2）結構及施工質量要求：①井管采用外徑為146mm的鋼管，采用專用梯形絲扣的平按箍連接；②濾水管為與井管同徑的纏銅絲濾水管，沉淀管與井管同徑，具體長度和深度視目的含水層厚度與位置而定；④圍填高度根據目的含水層的厚度、濾水管埋設的深度、上覆頂板的厚度綜合制定；⑤采用優質黏土球圍填止水，止水厚度視實際地層情況確定；⑥回填一般粘土塊直至井口；⑦下管前充分掃孔、調漿，以保證井管順利下人，使圍填砂礫迅速沉淀到位并減少鉆孔泥皮對抽水的影響；成井下管時，要保證井管下正、拉直，保持濾水管居中；圍填砂礫時，根據套管內返水情況，掌握投砂速度；慢速圍投黏土球到設計深度；采用活塞與空壓機交替洗井，直至水清、砂凈；井管應高出地面0.5m～0.8m，并加孔口蓋保護，且設置水位觀測口。（3）抽水試驗：①抽水試驗要求：洗井結束后，每小時觀測靜止水位1次，監測持續時間不小于4h，當水位變幅小于2cm，且水位沒有出現持續上升或下降趨勢達4h以上時，可視為靜止水位；開泵前監測靜水位一次，開泵后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min觀測一次。以后每30min觀測一次，在水位穩定24h后停抽；停泵后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分鐘觀測恢復水位，以后每30min觀測一次，持續4h～6h；②水位觀測時同步進行水量觀測；③水溫、氣溫觀測要求：開泵后每2h觀測一次水溫、氣溫；④水質分析采樣要求：在抽水試驗結束前，取全分析水樣一套，送實驗室進行全分析測試。

4.結束語

（1）基巖標與分層標具有標孔要求高、基巖面判層準確、標桿安裝要求高等特點。要準確地層劃分和巖面位置判定，以便確定保護管下人位置及埋標深度。

（2）監測井需要監測含水層組，施工難度增大，特別是圍填砂礫止水工作關系監測井的成敗，不僅要合理控制圍填速度防止堵塞，而且要準備測量礫料位置防止錯層。

（3）監測設施施工中，基巖標要求穩定性好，分層標要靈敏度高，監測井成井需要準確位置。通過多年探索與實踐，總結一整套工藝方法，對今后類似工程施工具有參考作用和指導意義。endprint