地下水環境監測井建井技術要求吉林省地下水協會2016年5月10日25目錄第一章、概論1第二章、規范性引用文件4第三章、環境監測井的設立原則5第四章、設立方法6第五章、監測井建設要求8第六章、監測井材料質量要求13第七章、物探測井技術要求15第八章、抽水試驗及樣品采集要求16第九章、輔助設施建設要求20第十章、高程測量技術要求25第一章、概論1、監測井意義用鉆孔法完成的監測地下水水位、水溫、水質變化情況的專用井。其施工方法和常規水井相似,完井后在井中放置監測儀器,并定時采取水樣進行分析測試。監測井布置在污染源集中區點,在國外已采用水平井大面積測控地下水污染情況。2、地下水環境監測井分類 為準確把握地下水環境質量狀況和地下水體中污染物的動態分布變化情況而設立的水質監測井。地下水環境監測井通常包含井口保護裝置、井壁管、封隔止水層、濾水管、圍填濾料、沉淀管和井底等組成部分。按設立目的可分為簡易監測井和標準監測井；按井結構可分為單管單層監測井、單管多層監測井、巢式監測井和叢式監測井等。簡易環境監測井簡易監測井是為了進行臨時性調查，初步確定污染范圍和污染物種類所設立的臨時性環境監測井。標準環境監測井標準環境監測井是為了連續、長期對有代表性的地下水點位進行水質監測所設立的長期性環境監測井。單管單層監測井 指在一個鉆孔內安裝單根井管監測單一目標含水層的監測井。單管多層監測井 指在一個鉆孔內安裝單根井管監測不同深度的兩個及兩個以上目標含水層的監測井。巢式監測井 指在一個鉆孔中安裝多根不同長度井管分別監測不同深度的兩個及兩個以上目標含水層的監測井。叢式監測井 指在一個監測點（場地、區域）附近分別鉆多個不同深度的監測井，每個監測井分別監測不同深度的目標含水層。井位篩選 依據監測任務需要，從現有的各種地下水井中篩選出符合地下水監測要求的井作為地下水環境監測井位使用。廢井 依據一定的程序，對失去地下水監測功能的監測井進行回填封閉處理。第二章、規范性引用文件對監測井進行施工及監測要符合國家標準GB50021巖土工程勘察規范DZ/T0181水文測井工作規范DZ/T0148水文地質鉆探規程DZ/T0133地下水動態監測規程DZ/T0091巖心鉆探規程HJ/T164-2004地下水環境監測技術規范CJJ10-86供水管井設計、施工及驗收規范GB50296供水管井技術規范DD2008-01地下水污染地質調查評價規范HJ610-2011環境影響評價技術導則第三章、環境監測井的設立原則基本原則 （1）環境監測井在建設、使用和廢止過程中的基本原則是不會對環境造成二次污染。 （2）監測井位置和監測層位選擇應符合地下水監測工作要求。監測層位一般為淺層地下水，特殊情況下可覆蓋深層目標含水層。 （3）以飲用水源、污染源為監測重點。圍繞地下水飲用水水源地和水源地補給徑流范圍內重要的污染源或潛在的污染源布設監測井。 （4）同時兼顧背景區域和特征污染源區監測。應在地下水污染源的上游、中心、兩側及下游區分別布設監測井，以評估地下水的污染狀況； （5）布設地下水監測井之前，應收集本地區有關資料，并做現場水文地質踏勘和周邊地區調查走訪。 （6）根據范圍和對象不同，水源地及周邊地下水宜進行分層監測，水源地的地下水的補給區、主徑流帶及已識別的污染區為監測重點，監測點可適當加密。污染源及周邊地區地下水水質的監測工作以淺層地下水為主，兼顧有水力聯系的深層承壓水，在實際操作時，各地可根據實際情況適度調整監測點密度，應以發現污染問題、基本摸清污染情況為原則靈活掌握布點數量和精度。第四章、設立方法1、地下水飲用水水源地 總體采用網格布點，區域布點方法，優先在污染源區域下游布點，上游、中部稀疏，地下水的補給區、主徑流帶及已識別的污染區為監測重點，監測點可適當加密。以開采層為監測重點，反映地下水總體水質狀況，同事兼顧與地下水存在水利聯系的地表水，重點監控地下水已污染區段或水質異常區段，充分考慮工業、農業、礦山、城市等活動對地下水水質的潛在影響。 存在多個含水層時，應在與目標含水層存在水力聯系的含水層中布設監測點。 調查范圍小于50km2時，水質監測點至少在7個/層以上，調查范圍為50100km2時，水質監測點至少在1020個/層以上，調查范圍大于100km2時，每增加25km2水質監測點應至少增加1個點/層。 巖溶水地區（特別是南方巖溶發育地區）監測點的布設重點追蹤地下暗河，以地下河系統為單元、按地下河系統徑流網（由主管道與支管道組成）形狀和規模布設采樣點，原則上主管道上不得少于3個采樣點，重點支管道上不得少于2個采樣點。并在與地下水有密切水力聯系的地表水處，設置12個地表水監測點。 2、石油化工生產銷售區 在加油站（儲油庫）場址范圍內，盡量靠近埋地油罐和加油島附近地下水下游方向各布設1口污染源擴散監測井。每個加油站（儲油庫）共需布設至少2口污染源擴散監測井。建議污染源擴散監測井距加油機、埋地油罐的距離不超過10m，且監測井應該避開地下管線及其他地下和地上構筑物。 若加油站（儲油庫）場地處于喀斯特巖溶區域：可不用建立監測井，盡量采用區域中經常使用的民井、生產井、泉水以及地下暗河的出口處作為監測點；監測點的數量不少于1個；可以加油站（儲油庫）地下水上游方向處民井、生產井、泉水以及地下暗河入口等作為背景監測點。 3、工業園區 工業園區上游10100m范圍內，以明顯不受園區污染影響的地方布設不少于1個監測點。 工業園區下游在距離園區邊界01000m，沿地下水流方向布設地下水監測點不少于3個。 垂直于地下水流向在工業園區兩側10200m范圍內各布設監測點1個。 工業園區內部監測點要求1020個/100km2，若面積大于100km2時，每增加15km2監測點至少增加1個；工業園區監測點總數要求不少于3個。監測點的布設宜位于主要污染源附近的地下水下游處，同類型污染源布設1個監測點為宜。 以淺層地下水監測為主，如淺層地下水已被污染且下游存在地下水水源地，則在園區內增加1個主開采層（園區周邊以飲用水開采為主的含水層段）地下水的監測點。 4、工業園區外工業污染源及廢棄場地 背景值監測井應布在地下水上游方向，工業污染區地理邊界（廠區邊界）外50m處布置1個監測點。第五章、監測井建設要求5.1監測井井徑要求設計鉆孔為直孔，孔徑350mm，井壁管直徑168mm，具體井徑要求按照國家地下水監測工程初步設計執行。5.2監測井監測層位要求濾水管長度應等于監測目的層中含水層總厚度。對巨厚（大于30m）含水層可適當減少濾水管長度，減少長度宜不超過含水層厚度的25%。在多層含水層組中，濾水管應安置在主要含水層部位。對于多層含水層地下水系統應實行分層監測。根據當地實際，可采用分層監測井組或一孔多井技術。有穩定隔水層（或相對隔水層）的多層（組）含水層系統，按層（組）分層監測。沒有穩定隔水層（或相對隔水層）的含水層系統，根據巖性特征，可按一定間隔設置分層監測層。5.3鉆探工藝要求采用回轉正循環鉆進法取芯時，粘性土和完整基巖平均采取率應大于70%，單層不少于60%；砂性土、疏松砂礫巖、基巖強烈風化帶、破碎帶平均采取率應大于40%，單層不少于30%。無巖芯間隔，宜不超過3m。對取芯特別困難的巨厚(大于30m)卵礫石層、流沙層、溶洞充填物和基巖強烈風化帶、破碎帶，無巖芯間隔，宜不超過5m，個別不超過8m。當采用物探測井驗證時，采取率可以放寬。采取率的計算應以實際鉆進巖層為準，無充填的溶洞、廢礦坑及允許不取芯孔段的進尺，不參與計算；凡從取粉管內撈取的巖粉，不得放入巖芯內計算。采用反循環鉆進連續取芯法鉆進時，要及時對地面接收的巖土樣進行地層描述與編錄，按鉆孔設計要求留取縮樣，并按要求進行測井。為提高巖芯采取率，巖芯管長度原則上不超過4m，嚴禁超管鉆進。軟、流縮地層采用鋼絲鉆頭、閥式鉆頭鉆進，提高巖芯采取率。在供水水源地及其他敏感地段鉆探施工，宜采用套管護壁鉆進工藝減少井液漏失。井液中不得添加有毒有害物質。綜合試驗鉆孔取芯間隔不小于3m，取樣按初步設計嚴格采取。同一地質時代地層應至少采集1個巖土樣。松散層每個巖土樣采集量不少于1kg，基巖巖芯采取率應不低于50%，保證探井揭露的各層土層。記錄各巖土樣的采集深度，進行編號，并現場填寫“巖土樣采集單”。巖土樣應密封、妥善保存，并根據規范要求定名。鉆孔孔斜不應大于1度/100m。松散層孔壁與管壁的環狀間隙不小于100mm，下管時應設扶正器，保證井管位于孔中心。5.4簡易水文觀測在監測井土建施工過程中，應進行簡易水文地質觀測，內容有：初見靜止水位、靜止水位、恢復水位、孔內水位變化、循環液溫度變化、循環液消耗漏失、自流、鉆具放空及其他異常觀象，并形成紙質材料匯總到原始資料中。5.5監測井鉆探終孔要求當目標含水層（組）為厚度不大于30m的潛水含水層時，應鑿穿整個含水層（組）；含水層（組）厚度大于30m時，應鑿至多年最低水位以下10m處方可終孔。當目標含水層（組）為厚度不大于10m的承壓含水層時，應鑿穿整個含水層（組）；含水層（組）厚度大于10m時，應鑿至該含水層（組）頂板以下不小于10m處方可終孔。5.6井管過濾器要求當地下水監測目標含水層為松散巖層孔隙水，過濾器所處位置的含水層巖性為中粗砂、礫石、卵石時，采用骨架過濾器或纏絲過濾器；過濾器所處位置的含水層巖性為細砂、粉細砂時，采用填礫過濾器。當地下水監測目標含水層為基巖裂隙水和巖溶水時，過濾器采用骨架過濾器或纏絲過濾器，若巖層穩定可不安裝過濾器。（1）當地下水監測目標含水層為松散巖層孔隙水，過濾器所處位置的含水層巖性為中粗砂、礫石、卵石時，宜采用骨架過濾器或纏絲過濾器；抽水孔過濾器骨架管孔隙率，應大于15。過濾器所處位置的含水層巖性為細砂、粉細砂時，宜采用填礫過濾器。鋼管開孔率為2530%（開孔率為井管開孔面積與相應的井管表面積的比值，用百分比表示）。過濾器包網網眼、纏絲縫隙尺寸由含水層的相對密度來確定，具體見下表。非填礫過濾器進水縫隙尺寸表過濾器類型網眼、縫隙尺寸（mm）含水層不均勻系數12含水層不均勻系數12纏絲過濾器(1.251.5)d50(1. 52.0)d50包網過濾器(1. 52.0)d50(2.02.5)d50注：1.細沙取較小值，粗砂取較大值。 2. d50為含水層篩分顆粒組成中，過篩質量累積為50%時的較大顆粒直徑。（2）當含水層為粒徑小于0.05mm粉土或粘性土時，應采用填礫過濾器，填礫尺寸根據含水介質粒度確定如下：a）當砂土類含水層的1 小于10 時，填礫過濾器的濾料規格，宜采用下式計算： D5O（68）d5O。b）當碎石土類含水層的d20 小于2mm 時，填礫過濾器的濾料規格，宜采用下式計算： D5O（68）d20 c）當碎石土類含水層的d20 大于或等于2mm 時，應充填粒徑1020mm 的濾料。d）填礫過濾器濾料的2 值應小于或等于2。濾料的不均勻系數，即2 = D60 / D10 e）d10 、d20、 d60為含水層土試樣篩分中能通過網眼的顆粒，其累計質量占試樣總質量分別為10、20、60時的最大顆粒直徑。f）D10 、D50、 D60 為濾料試樣篩分中能通過網眼的顆粒，其累計質量占試樣總質量分別為10、50、60時的最大顆粒直徑。（3）當地下水監測目標含水層為基巖裂隙水和巖溶水時，過濾器采用骨架過濾器或纏絲過濾器，縫隙尺寸見非填礫過濾器進水縫隙尺寸表，若巖層穩定可不安裝過濾器。5.7沉淀管設計沉淀管應安裝在監測井底部，長度宜為24m，管底采用焊接鋼板或絲扣底蓋進行密封。單井設計圖中監測井結構圖為示意性圖件，實際成井時候應根據含水層、鉆探深度設置沉淀管。5.8填礫工藝要求充填濾料應填自濾水管底端以下不小于1m處至濾水管頂端以上不小于5m處。填礫方法應遵循水文水井地質鉆探規程（DZ/T 0148-2014）中13.6.3小節的要求進行填礫。5.9止水工藝要求充填濾料頂端至井口井段的環狀間隙應進行封閉和止水，封閉和止水應根據地下水監測井建設標準（DZ/T0270-2014）中8.4節的要求進行操作。在監測層位上部存在大厚度含水層時或下部存在承壓或微承壓含水層時應加大圍填厚度，充填粘土球垂向厚度宜高于止水層位頂板高度2m3m，防止地下水越流。在止水層位的上部，再充填普通膨潤土至孔口，起到止水及固定和保護井壁管的作用。基巖監測井應采用水泥固井，對上部第四系松散含水層止水，單層圍填高度不小于2m，一般選用P.O52.5以上硅酸鹽水泥。并采用管內外水位差法和壓力法檢驗止水效果。5.10洗井要求在出水量較大及沉沒比足夠的通道均采用空壓機激蕩洗井，直至水清砂凈。在空壓機洗井過程中，需要合理控制風量，風量太大，容易將風管從孔內吹出，風量太小，泥沙不上返。空壓機洗井12小時后，下入潛水泵進行抽水洗井。當孔內沉砂量較大時，需要反復開關泵機，充分震蕩，達到水清砂凈的效果，出水合沙量不大于1/20000（體積比）。第六章、監測井材料質量要求6.1井壁管及濾水管材質要求監測工程監測井井壁管管材主要采用無縫鋼管。采用外徑168mm管徑的標準無縫鋼管，在地下水具有較強腐蝕性或地下水存在有機污染風險的地區可采用外徑為200mm的PVC-U管材替代。無縫鋼管壁厚不小于4.5mm，PVC-U塑料管壁厚不小于8.4mm。同一監測井（組）濾水管材質應與井管材質相同，PVC-U塑料管可采用縫隙式濾水管，不銹鋼管和無縫鋼管可采用圓孔纏絲濾水管、橋式濾水管等，纏絲材質和井管相同，對于粉細砂含水層，可采用貼礫濾水管。6.2井壁管連接井管連接要求1：井壁管之間連接宜采用長度為20-30mm的內扣不銹鋼節箍連接。井管與接箍連接不得使用有污染的潤滑油（脂）和涂料，可用無污染耐高溫高分子膠帶（如“鐵氟龍膠帶”）纏繞公絲扣。井管連接要求2：井壁管之間連接可采用長度為20-30mm的內扣加焊接方式。井管與接箍連接不得使用有污染的潤滑油（脂）和涂料，可用無污染耐高溫高分子膠帶（如“鐵氟龍膠帶”）纏繞公絲扣。確保連接強度。6.3礫料及止水材料材質要求礫料應選用質地堅硬、密度大、渾圓度好的石英礫石或磨圓度好的砂礫，避免采用易溶巖和含鐵錳的礫石以及片狀或多棱角碎石。礫料應用清水或蒸汽清洗。礫料粒徑應根據含水介質粒度確定，在投礫前按計算量和規格分段、分井堆放。止水段單層厚度需大于5m，封閉和止水的材料需選用水化時間大于40分鐘，膨脹系數為2-3倍且密實度為1.31.4t/m3的優質鈣基膨潤土，其他區段可選用普通鈣基膨潤土填充，膨潤土應搓成直徑12cm的球狀確保下沉速度。基巖監測井應采用水泥固井，對上部第四系松散含水層止水，選用P.O52.5以上硅酸鹽水泥。第七章、物探測井技術要求為確保地層勘察數據的準確性，本工程全部新建井均開展物探測井工作。根據巖性的復雜程度和鉆孔深度確定水文物探測井成果曲線的比例尺，井深小于等于300m的，宜采用1100或1200；井深大于300m的，宜采用1:500。松散層監測井應進行視電阻率測井（頂部梯度和底部梯度電阻率測井、電位電阻率測井）、自然電位測井、自然伽瑪測井；基巖監測井應進行視電阻率測井、自然電位測井、自然伽瑪測井等。除此以外還應當遵循以下幾個原則：（1）測井速度根據儀器延時參數和測量精度要求而定，不大于1000m/h；（2）標記電纜深度時，應掛相當于井下儀器重量的掛錘；（3）測井曲線首尾必須記錄有基線，首尾基線偏移不大于2mm；（4）曲線線跡清楚，當曲線出現斷記和畸變時，必須在現場查明，采取有效措施后，重新記錄；（5）視電阻率進行標準測井時，應使梯度和電位測井曲線能兼顧分層定厚和估算滲透層及其侵入帶的真電阻率。綜合試驗鉆孔孔內巖性要詳細分層，第四系含水層不漏掉大于10cm厚度的單層，物探技術人員及時做出曲線解釋，配合地質技術人員分析各地層主要地質特征，并予以定名。第八章、抽水試驗及樣品采集要求1抽水試驗技術要求抽水試驗不少于兩個落程，第一個落程為大落程，采用大流量穩定流抽水。大落程抽水結束后測量水位恢復。當水位恢復至抽水前水平或者已經接近抽水前水平時進行小流量抽水。大流量和小流量的抽水量根據成井時計算的單井的涌水量為依據。小流量的抽水量一般為大流量抽水量的1/3。抽水試驗前測量監測井靜水位，抽水試驗過程中監測動水位，兩個落程之間和最后一個落程結束后觀測水位恢復情況。當兩次記錄時間之間水位波動在5cm以內時可以認為抽水試驗達到穩定。抽水試驗時，動水位和出水量觀測時間，宜在抽水開始后的第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分鐘各觀測一次，以后每隔30分鐘觀測一次。至少應開展1個落程的定流量抽水試驗，抽水穩定時間達到24小時以上，并進行水位恢復觀測。抽水試驗水位記錄建議采用自動化記錄儀，確保高密度數據采集。抽水試驗流量記錄宜精確測定，可采用流量堰、超聲波流量計、水表等形式。抽水試驗結束后，應編制抽水試驗綜合成果圖表，包括：流量、水位（包括恢復水位）歷時曲線、穩定水位和流量關系曲線、水文地質參數計算成果。試驗結束后應測量井深，達不到以下要求應進行排砂處理：1）井深不小于50m時，井內沉砂不超過孔深的5；2）井深小于50m時，沉砂厚度不大于0.25m。 2水樣采集要求抽水試驗結束前采取水樣進行地下水全分析。采取水樣前先要用井水洗三次采樣瓶，最后將采樣瓶裝滿并密封。水樣采集三份，一份用玻璃瓶裝盛加堿固定，一份采用塑料瓶裝盛加酸固定，一份采用5kg裝塑料桶裝盛原狀水樣，三份水樣一同送檢。采樣瓶外用白膠布標記采樣日期時間、采樣地點、樣品編號和采樣人。檢測項目共26項，分別是：pH、氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、揮發性酚類、氰化物、砷、汞、鉻（六價）、總硬度、鉛、氟、鎘、鐵、錳、溶解性總固體、高錳酸鹽指數、硫酸鹽、氯化物、大腸桿菌、鉀、鈉、鈣、鎂、碳酸根離子以及重碳酸根離子。樣品保存方法參照水文地質手冊（第二版 2012）之要求進行保存。3綜合試驗孔土樣采集要求1、采樣采取土樣時，應讓土樣受到最小程度擾動，并保持土的原狀結構及天然濕度；用鉆機取樣時，在鉆孔中直徑不宜小于12厘米，并使用專用薄壁取土器。采取土樣數量應滿足所要求進行的試驗項目和試驗方法的需要。土工試驗不同試驗項目所需土樣數量表試驗項目土樣類別狀態最大粒徑mm取樣重量或體積備注含水率砂類土擾動80-100g兼做力學試驗時不單獨取樣粘性土擾動80-100 g密度砂類土原狀1010 cm 1筒粘性土原狀1010 cm 1筒比重砂、礫擾動52-10kg砂類土擾動50-100g兼做力學試驗時不單獨取樣粘性土擾動50g粒度分析砂、礫擾動51-7kg砂類土擾動200-500g粘性土擾動100g液、塑限粘性土擾動0.5500g兼做力學試驗時不單獨取樣相對密度砂類土原狀1020cm1筒擾動21.5kg壓縮粘性土原狀1010cm1筒擾動2kg有機質含量粘性土擾動200g易溶鹽粘性土擾動500g注：1、土樣體積1020cm指標準取樣筒一筒數量。 2、表中所列“取樣重量或體積”均指對應項目一組土樣所需數量，如工程需要做多種狀態、方法試驗時，應視具體情況多取樣品。 3、特殊試驗項目的取樣數量，可酌量采取。4、做原狀土的力學試驗后的多余擾動土，可供做重塑土或其他物理試驗項目，可少取擾動土，但擊實試驗例外。2、封裝保存（1）原狀土還是要保持天然含水量的擾動土，在采取后應立即密封取土筒，不滿取土筒的原狀土樣，土與筒壁之間的縫隙，應以近似天然濕度的擾動土充填后再行密封。土樣筒兩端應加蓋，取土筒上所有的縫隙均應以膠布封嚴并涂上融蠟。如無取土筒，也可將取出的原狀土塊用紗布包裹后，全部以融蠟澆注，以防土中水分散失。（2）土樣標簽，土樣筒外應貼有標簽，標簽上應清楚記錄勘察（送樣）單位、工程名稱、取樣（鉆孔或探坑）編號、取樣地點、取樣層位（深度）、土的分類定名、取樣人、項目負責人、取樣時天氣和取樣日期、土樣原狀或擾動等信息。每一試樣應貼上樣品標簽，標簽用墨水筆書寫清楚，貼于土樣筒外，標簽上用“”表示土樣上層面方向。如袋裝擾動土，標簽置于袋內。（3）密封后的土樣筒在裝箱前應存放于室內陰涼、潮濕和防凍的地方。不需保持天然濕度的擾動土，最好經過風干并稍加粉碎后裝入布袋或小木箱內，以免濕土將袋腐蝕以及土中有機物的生成。并應防止盛土布袋或小木箱漏土。3、土樣送樣單填寫土工試驗送樣單上應填明以下內容：送樣單位、工程名稱、取樣（鉆孔或探坑）編號、取樣深度（標高）、原狀或擾動、取樣數量、現場土的鑒定名稱、試驗項目、試驗要求（方法、狀態）、取樣人、取樣日期及送樣日期，并經項目負責人審核簽字。為便于分析土的物理力學性質與地質時代、成因、地層的相互關系以及資料整理時的土性劃分，建議在送樣單上填寫有關地質資料的符號及說明。送樣單一式二份，送樣時試驗單位簽收后，返回送樣單位一份。第九章、輔助設施建設要求1井口保護裝置建設要求砌筑鋼筋混凝土井臺基座：井管高出地面部分修筑水泥基座作為井臺。井臺設計為圓柱體混凝土臺，高度根據井管高出地面情況，一般不低于0.30.5m。基座采用C30鋼筋混凝土和8mm縱筋在一個圓筒型模具澆筑，直徑500mm，高800mm，其中地面以上400500mm，地面以下300400mm，澆筑時地面需要下挖到規定深度并夯實，前提是水井回填妥當不至于后期沉降后井臺失效。上述尺寸與設計尺寸不符的根據現場條件選用，以穩固、美觀為基本原則。儀器保護筒體安裝固定：將儀器保護筒體腳架植入水泥基座中，要求筒體應盡量水平、周正，拭去底盤上殘留的混凝土，保持底盤清潔。儀器保護筒體高300400mm，直徑350450mm，鋼板厚度不小于6mm，箱內設有掛鉤或托盤；箱蓋鑲嵌一個厚度8mm的尼龍板，可保障信號發