天津市國家級(jí)監(jiān)測井附屬設(shè)施建設(shè)分析

沈 強(qiáng)

（天津市水文水資源管理中心，天津 300061）

國家地下水監(jiān)測工程（水利部分）天津市建設(shè)國家級(jí)監(jiān)測站365 處，其中新建站110 處、改建站255 處。監(jiān)測站建設(shè)包含監(jiān)測井施工、附屬設(shè)施建設(shè)、儀器設(shè)備安裝調(diào)試。附屬設(shè)施包括井口保護(hù)設(shè)施、水準(zhǔn)點(diǎn)、標(biāo)志牌。附屬設(shè)施建設(shè)是工程必不可少的部分，對(duì)監(jiān)測站的功能實(shí)現(xiàn)以及日常運(yùn)行維護(hù)有著重要作用。

1 附屬設(shè)施技術(shù)要點(diǎn)

附屬設(shè)施包括井口保護(hù)設(shè)施、水準(zhǔn)點(diǎn)、標(biāo)志牌。井口保護(hù)設(shè)施是為防止監(jiān)測井被破壞，或防止自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備地上部分破壞的一種設(shè)置在井口或井口附近的保護(hù)性設(shè)施。水準(zhǔn)點(diǎn)是地下水監(jiān)測井的基礎(chǔ)設(shè)施，是校核地下水位的重要高程基準(zhǔn)。標(biāo)志牌固定在井口保護(hù)設(shè)施上，主要作用標(biāo)示國家地下水監(jiān)測站點(diǎn)，起到保護(hù)與宣傳作用。附屬設(shè)施由水利部委托專業(yè)單位設(shè)計(jì)，標(biāo)志牌為全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)，井口保護(hù)設(shè)施、水準(zhǔn)點(diǎn)根據(jù)天津市監(jiān)測井實(shí)際情況選擇。

1.1 井口保護(hù)設(shè)施

天津市井口保護(hù)設(shè)施，占地面積較小，主要有以下2種類型。

1.1.1 類型A

井口保護(hù)設(shè)施安裝在井口上，適合于新建井以及井中沒有提水設(shè)備的改建井。一般要求如下：①材質(zhì)與外涂料：采用普通碳鋼（表面鍍鋅），整體噴塑。②一般尺寸：地面上高度700 mm，直徑300 mm，壁厚8 mm，埋入地下300 mm，總高度1 000 mm。③上蓋：材質(zhì)與保護(hù)筒保持一致，尺寸大小應(yīng)滿足與保護(hù)筒緊密相連，并具有防水功能，直徑320 mm；配置通信蓋板（直徑100 mm），使用非金屬對(duì)通信信號(hào)衰減小的專用工程塑料，具有抗沖擊、抗老化、耐腐蝕、耐高溫低溫的性能；通信蓋板與上蓋安裝牢固，并有可固定通信天線的裝置；上蓋與保護(hù)筒通過轉(zhuǎn)軸和專用鎖具連接，當(dāng)上蓋打開時(shí)可以與保護(hù)筒保持90°夾角，能夠放置移動(dòng)數(shù)據(jù)識(shí)讀轉(zhuǎn)儲(chǔ)設(shè)備或水位巡測設(shè)備。④鎖具：使用專門設(shè)計(jì)的鎖具，采用專用鎖頭與鎖栓，配置專用工具；防盜鎖由M20 四角螺栓從下向上經(jīng)過保護(hù)筒上的鎖扣與防盜螺母連接；為防止雨水滲入，螺栓未貫穿上蓋。⑤通氣孔：井口保護(hù)裝置口沿下30 mm處沿四周均勻分布由外向內(nèi)按45°角向上打4個(gè)孔，直徑4 mm。⑥井口固定高程點(diǎn)：為便于測量水位，在保護(hù)筒頂端內(nèi)側(cè)、井口保護(hù)裝置口沿下20 mm 處切割1 個(gè)長20 mm、寬 4 mm、深2 mm的凹槽，內(nèi)噴刷防銹漆、紅油漆，作為井口固定高程點(diǎn)。⑦地基處理：對(duì)于有凍土層的地區(qū)，處理深度為凍土深H以下200 mm，總深度為H+200 mm；地基處理直徑600 mm，天津市凍土深取700 mm。⑧基礎(chǔ)要求：井管外壁采用水泥進(jìn)行密封，基礎(chǔ)為C25混凝土現(xiàn)場澆筑，井口保護(hù)設(shè)施底部預(yù)埋于井臺(tái)內(nèi)，澆筑過程中井口保護(hù)裝置應(yīng)鉛直，埋設(shè)深度不小于300 mm，高出地面50 mm，高出部分斜坡澆筑。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)保證基礎(chǔ)頂?shù)钠秸?，抹平壓光?/p>

1.1.2 類型B

適合于井中有提水設(shè)備的改建井，保護(hù)設(shè)施在井口旁邊。井口保護(hù)設(shè)施及其安裝基本同類型A，直徑400 mm，上蓋直徑416 mm；上蓋配置通信蓋板（直徑12 cm）；?110PVC-U 管延伸到原有井管位置并開孔連通，儀器設(shè)備探頭進(jìn)入原有豎直井管后，將鋼絲繩、電纜進(jìn)行固定，使電纜上部處于不受力狀態(tài)。監(jiān)測井所處的現(xiàn)場環(huán)境不盡相同，為避免井口保護(hù)設(shè)施與當(dāng)?shù)丨h(huán)境不協(xié)調(diào)，根據(jù)周圍環(huán)境做出不同的景觀設(shè)計(jì)，將井口保護(hù)裝置隱蔽其中，與整體環(huán)境相協(xié)調(diào)。

2種類型井口保護(hù)設(shè)施布置，如圖1—2所示。

圖1 井口保護(hù)設(shè)施布置（A型）

圖2 井口保護(hù)設(shè)施布置（B型）

1.2 水準(zhǔn)點(diǎn)

水準(zhǔn)點(diǎn)是地下水監(jiān)測井的基礎(chǔ)設(shè)施，是校核地下水位的重要高程基準(zhǔn)。天津市水準(zhǔn)點(diǎn)采用地埋式，按地下、地上分別敘述。

1.2.1 地下部分

天津市凍土深度取600 mm，開挖基座，基座深度1 300 mm、寬度600 mm，完成清理壓實(shí)。下放長度800 mm 的Φ70×4 鋼管，鋼管內(nèi)灌滿水泥砂漿，表面涂抹瀝青，并用舊布和麻繩包扎，外表涂抹瀝青。環(huán)繞鋼管底部水平固定4 根300 mm 的Φ8 鋼筋，用以保證鋼管穩(wěn)定。澆筑混凝土，在澆筑過程中保證鋼管垂直；在鋼管頂部放入銅制的水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志。

1.2.2 地表部分

在水準(zhǔn)點(diǎn)上方放置蓋板，地下部分完成后坑內(nèi)回填土。在水準(zhǔn)點(diǎn)正北方向1.5 m 處設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)指示樁，指示樁為C25 混凝土澆筑或大理石材質(zhì)的1 500 mm×100 mm×100 mm 長方體，地面以下長度1 000 mm，出地面部分標(biāo)注水準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)及位置指示箭頭，以便于測量人員快速找到水準(zhǔn)點(diǎn)位置。

水準(zhǔn)點(diǎn)及指示樁設(shè)計(jì)剖面，如圖3所示。

圖3 水準(zhǔn)點(diǎn)及指示樁設(shè)計(jì)剖面

1.3 標(biāo)志牌

標(biāo)志牌主要作用是標(biāo)示國家地下水監(jiān)測站點(diǎn)，起到保護(hù)與宣傳作用。標(biāo)志牌規(guī)格統(tǒng)一，材料防風(fēng)蝕雨蝕。標(biāo)示牌采用1 mm厚不銹鋼板為材料，大小與保護(hù)筒相適應(yīng)，規(guī)格為長420 mm、寬300 mm，另配4個(gè)M3緊定螺釘。標(biāo)示牌彎制后用螺釘固定于井口保護(hù)裝置圓柱保護(hù)筒外表面。其制作工藝如下：文字及水文Logo 需腐蝕刻入（凹進(jìn)）鋼板內(nèi)，按標(biāo)準(zhǔn)色填漆、烤漆；不銹鋼板平面拉絲，四周留18 mm 寬亮邊。標(biāo)示牌設(shè)計(jì)，如圖4所示。

圖4 標(biāo)示牌設(shè)計(jì)

2 存在的問題

在實(shí)際使用過程中，井口保護(hù)設(shè)施出現(xiàn)一些問題，影響了其使用。

（1）露天的保護(hù)設(shè)施表層出現(xiàn)脫落，但位于室內(nèi)的保護(hù)設(shè)施沒有此類問題，說明表面噴塑遭受風(fēng)吹日曬雨淋冰凍的情況下易發(fā)生老化。

（2）露天情況下，保護(hù)設(shè)施上蓋配置的通信蓋板出現(xiàn)硬度降低，受外力易損壞，而位于室內(nèi)或上部有遮擋物的沒有此類問題，說明通信蓋板壽命受雨水和陽光影響較大。

（3）部分保護(hù)設(shè)施內(nèi)部存在凝結(jié)水，影響保護(hù)設(shè)施內(nèi)部噴塑使用壽命，說明通氣孔的設(shè)計(jì)有待改進(jìn)。

（4）水準(zhǔn)點(diǎn)在使用過程中，部分指示樁在無專人看護(hù)的環(huán)境中遭到損壞，導(dǎo)致無法快速定位水準(zhǔn)點(diǎn)。地埋式水準(zhǔn)點(diǎn)每次使用都需要清理表層土，使用完成還需要填土。為方便日常使用，在征得管理部門同意后對(duì)地下部分進(jìn)行改造，地下部分重新開挖1 000 mm的深度，采用長度為1 000 mm、外徑600 mm混凝土管對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)及鋼管進(jìn)行保護(hù)，注入混凝土至水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志下沿，混凝土管上覆圓形井蓋，在附近的監(jiān)測站井口保護(hù)設(shè)施上噴涂用以指示水準(zhǔn)點(diǎn)的距離和方位，使得水準(zhǔn)點(diǎn)易于發(fā)現(xiàn)和使用。為解決水流進(jìn)入混凝土管內(nèi)造成管內(nèi)積水影響水準(zhǔn)點(diǎn)的正常使用，采用Φ20沖擊鉆在混凝土管斜向下鑿孔2眼，以便管內(nèi)積水及時(shí)排出。

3 結(jié)論

天津市國家級(jí)監(jiān)測井附屬設(shè)施是監(jiān)測站重要建設(shè)任務(wù)之一，附屬設(shè)施建設(shè)是工程必不可少的部分，對(duì)監(jiān)測站的功能實(shí)現(xiàn)以及日常運(yùn)行維護(hù)有著重要作用。附屬設(shè)施包括井口保護(hù)設(shè)施、水準(zhǔn)點(diǎn)、標(biāo)志牌。附屬設(shè)施由水利部委托專業(yè)單位設(shè)計(jì)，標(biāo)志牌為全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)，井口保護(hù)設(shè)施、水準(zhǔn)點(diǎn)根據(jù)天津市監(jiān)測井實(shí)際情況選擇。附屬設(shè)施使用至今，基本保持良好狀態(tài)。但部分保護(hù)設(shè)施受外界條件影響，需在下一階段的工作中加強(qiáng)維護(hù)和改進(jìn)。天津市也根據(jù)實(shí)際情況對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)地下部分進(jìn)行了改造。