某地新生界水源地勘察施工設計方案研究

曾小英 賁世連

摘? 要：根據某縣供水規劃需求，本次新生界備用水源地勘察擬在城南進行，以松散層第二含水層（組）和第三含水層（組）上段為勘察目的層。采用電法勘察確定目的層段的富水區段，設計施工2個探采結合井，兼驗證勘察孔。

關鍵詞：新生界;水源地;勘察;探采結合井

中圖分類號：TU991.11? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）25-0089-02

Abstract： According to the demand of water supply planning in a county， the investigation of the reserve water source in the Cenozoic is to be carried out in the south of the city， with the second aquifer （group） and the upper section of the third aquifer （group） as the exploration target layer. The rich water section of the target section is investigated and determined by electric method， two exploration-production combined wells are designed and constructed， and the exploration holes are verified.

Keywords： Cenozoic; water source; exploration; exploration-production combination well

引言

隨著區內及周邊城鎮礦區用水量逐年增加，出現了超量開采，造成地下水位持續下降，由此導致地面沉降和地下水污染問題日漸嚴重。目前縣城城區中心地帶深層地下水位埋深近60m。此外由于工業廢水不達標排放，生活污水未經處理直接排放，造成了水質不同程度污染，根據水質化驗資料顯示，地下水中F含量超標，溶解性總固體部分超標，Fe、Mn含量部分也處于臨界值，無論從生態環境質量和人民生活飲用水質量，均急需要解決實際問題。且原先建設的水廠在安徽省地下水超采區限采范圍內。為確保城鎮可持續發展，提升和改善城鎮居民飲用水安全保障能力，某地縣政府擬建設新的水源地以置換縣城中的水源井至縣城地下水超采區限采范圍外。根據《供水水文地質勘察規范》要求，結合《安徽省地下水超采區治理方案》中規定的限采區范圍及某地縣委縣政府的供水規劃，根據本區供水水文地質特征，編制了某地新生界水源地勘察施工設計方案[1-3]。

1 電法勘察設計

1.1 目的與任務

（1）初步查明基巖界面及新生界砂層的埋藏深度，初步查明目的含水層的發育及分布規律，概略評價區域水文地質條件。（2）圈定新生界第二含水層（組）和第三含水層（組）上段的富水區域，為水源井提供理想的成井位置及深度。

1.2 勘察區范圍

根據某縣地下水供水規劃，初步確定本次城南水源地勘察評價的范圍，其水資源評價面積約75.00km2。

1.3 工作布置原則

充分利用前人資料和研究成果，按照全局與重點有別的原則，合理的布置實物工作量，以求得投入效益的最大化。

1.4 工作布置方案及工程量

根據此次水文電法勘察任務、水文地質特征、方法的有效性與經濟技術合理等綜合因素，確定工作方法采用瞬變電磁法。

根據規程要求，結合本次勘察實際情況，本次新生界電法勘探設計3個勘查面積單位，每個面積單位5條測線，共計15條瞬變電磁測線，坐標點120個，試驗點10個，檢查點4個（不小于坐標點的3%），共計瞬變電磁物理點134個。

1.5 技術要求

（1）為保證原始資料的質量，整個施工過程采用國外進口的瞬變電磁設備，并嚴格按《規程》執行，質量檢測點不少于3%。（2）按《規程》和《規范》要求，須經乙方上級主管部門批準后，且須經甲方認可后施工。（3）全區瞬變電磁檢測點，要求甲級率≥80%，合格率為100%。（4）測量合格率要求達100%，優良級率不低于95%。（5）測點相對誤差不大于0.5m，高程誤差不大于0.5m，一級測線點位置誤差不大于0.2m，高程誤差不大于0.2m。（6）瞬變勘探野外施工網度為50m×40m，大地電磁勘探野外施工網度為1000m（測線距）×40m（測點距）。（7）野外采集的數據，需當天逐條曲線進行驗收，認真進行質量監督與室內評級工作，發現異常畸變點，應及時布置重復觀測和檢測，以保證原始記錄的質量。（8）建立現場資料處理站，及時對各種資料進行處理，以便指導和檢查野外施工，并將各種屬性數據及時輸入計算機。

2 鉆探勘察設計

2.1 目的與任務

（1）基本查明勘察區主要供水含水層（組）的巖性結構、厚度及分布規律。（2）計算供水含水層（組）的水文地質參數，初步評價水源地地下水資源量及允許開采量，為后期水源地總體設計及規劃建設提供依據。（3）基本查明供水含水層的水質，并按生活飲用水水質標準進行評價。

2.2 勘察范圍

本次鉆探勘察評價范圍與評價區范圍相同，其水資源評價面積約75.00km2。

2.3 勘察對象

勘察對象為新生界松散層第二含水層（組）和第三含水層（組）上段。

2.4 工程布置原則

根據《供水水文地質勘察規范》和本次水源地勘察目的與任務，其主要工程布置原則如下：（1）為了滿足城區供水的需求，鉆井盡量布置在含水層較發育的地段。（2）堅持少投資大回報的原則，布置探采結合井。（3）根據某縣地下水限采區范圍及開采規劃，了解現有供水井群分布情況，合理布置鉆井，防止抽水試驗及后期開采時井群間相互干擾。（4）重點布置第二含水層（組）、第三含水層（組）上段混合抽水井。（5）抽水試驗方法應能夠滿足水文地質參數計算、地下水水資源開采評價的要求。

2.5 工程布置方案及工程量

根據上述工程布置原則，在勘察區布置2條勘探線（即A-A'、B-B'線），勘探線距約3000m，施工第二含水層、第三含水層（組）上段混合抽水井。其主要工程布置方案如下：

（1）鉆孔布置：本次勘探沿勘探線布置探采結合井2口，均為抽水孔，采用無芯鉆進。（2）抽水試驗：為滿足水文地質參數計算和了解目的層段含水層水量、水質情況的需要，每口井井管下置后需進行單井洗井工作，保證水清砂盡，然后分別進行單孔穩定流抽水試驗。（3）取樣及化驗測試：每口探采結合井取水樣1個，共計2個，化驗項目為水質全分析及有害元素測試。（4）終孔層位及孔深：本次水文地質勘察鉆探深度以了解新生界各含水層發育情況為目的，了解基巖界面埋深情況，鉆井終孔層位為基巖界面。

2.6 施工技術要求

（1）施工順序：先施工2019-水1水源井，后施工2019-水2水源井。

（2）鉆孔結構：本次勘察按照《供水水文地質勘察規范》及鉆井的設計目的，探采結合井目的層段及上部擴孔孔徑φ500mm，下置φ273mm井管和濾水管。管外投放1-3mm濾料砂至第一隔水層（組），管外采用粘土球回填止水，目的層段下部采用粘土球搗實止水。

（3）鉆探施工：2019-水1及2019-水2井均無芯鉆進，為保持鉆孔孔壁的穩定性，鉆進時使用泥漿，擴孔時泥漿粘度應控制在20s以內，最后一級擴孔使用泥漿其粘度不超過18s。其它施工質量要求如孔斜孔深測量均按規范和標準驗收。

（4）擴孔成井：水源井施工至終孔層位后，進行電測井，然后根據測井資料，確定分級擴孔至相應深度，下置相應的井壁管和濾水管。井管下置采取以下工序和措施施工：

a.探井：擴孔后先進行探井，查明井壁的圓滑規則，保證下管順利進行。b.換漿：下管前鉆具下至井底沖孔自下而上替換出孔內稠泥漿。c.校正孔深：下管前用鋼卷尺精確丈量鉆具，校正鉆孔深度，確保準確無誤。d.檢查配置井管：對井管按質量要求嚴格進行檢查，并按測井資料對井管及濾水管進行配置。e.下置井管：采用直接提吊法按順序下置井管，濾水管外包80目尼龍紗網。f.投濾料：預防卡料堵塞，采用動態投料法，投料過程緩慢持續進行，直至投到設計深度為止。g.止水：目的層以下層段用巖芯管送粘土回填搗實止水，防止與上部含水層相通;水源井井管下置、投濾料后，填礫頂面至孔口用粘土球回填止水，以防地表及淺層水下滲，必須確保回填止水質量，檢查止水合格后方能進行下一步工序。

2.7 抽水試驗

本次勘察的抽水試驗原則上采用穩定流抽水的方法，具體要求如下：（1）進行三個降程的抽水，每個降程降深≥3m，三點分布要均勻。（2）為滿足后期抽水參數計算，抽水試驗時間第一點要求延續不少于48h，穩定≥8h;其余兩點穩定時間不少于8h。（3）抽水試驗時觀測頻率為抽水試驗開始后1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、60、80、100、120分鐘觀測一次，以后每30分鐘觀測一次，抽水結束后，應按非穩定流抽水試驗開始的觀測頻率進行恢復水位觀測，直到符合穩定標準。

2.8 計算及評價方法

本次勘察的抽水試驗采用穩定流的方法，采用經驗公式及恢復水位等方法計算含水層的水文地質參數;結合前期目的含水層水文地質參數計算含水層的彈性儲存量與天然徑流補給量，評價水源地允許開采量，水源地預期開采量可達20000m3/d;生活飲用水水質依據GB5749-2006水質標準中規定的各項指標進行。

參考文獻：

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