中華人民共和國地質礦產行業標準2022-08-24發布I前言 1范圍 12規范性引用文件 13術語和定義 14總體要求 15設計 25.1一般規定 25.2設計書內容 26鉆探施工 36.1鉆前準備 36.2鉆進 36.3泥漿 36.4取芯及編錄 47監測井管材 47.1管材性能及結構 47.2管材拉直 47.3進水窗口定位 57.4進水窗口開設 57.5止水塞安裝與包網 57.6管底安裝 57.7扶正器安裝 57.8重錘安裝 58成井 68.1測井 6 68.3下管 68.4圍填濾料 68.5止水 78.6洗井 88.7封孔 88.8地下水采樣 8 99.1監測井保護 99.2監測儀器安裝 9 11施工安全與環保 Ⅱ11.1施工安全 12.2資料歸檔 附錄A(規范性)淺層地下水連續多通道管監測井建設用表 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件由中華人民共和國自然資源部提出。本文件由全國自然資源與國土空間規劃標準化技術委員會(SAC/TC93)歸口。本文件起草單位：中國地質調查局水文地質環境地質調查中心、中國地質環境監測院、中國地質調查局發展研究中心、北京市地質工程勘察院。本文件主要起草人：李小杰、鄭繼天、葉成明、李文鵬、解偉、杜子圖、孟暉、張磊、地下水監測井建造質量直接影響地下水勘查和監測結果。與其他多層監測井相比，連續多通道管監測井具有監測目的層多、監測目的層定位精確、分層成井難度小等特點。國內在淺層地下水連續多通道管監測井設計、鉆探、成井、質量保障方面沒有統一的要求，監測井的建造質量參差不齊。鑒于此，有必要制定《淺層地下水連續多通道管監測井建設規程》,以統一連續多通道管監測井設計、施工、驗收等標準，保障地下水勘查和地質環境保護等工作對連續多通道管監測井的建井要求。1淺層地下水連續多通道管監測井建設規程本文件規定了淺層地下水連續多通道管監測井的設計、鉆探施工、管材、成井、監測井保護與監測儀本文件適用于淺層地下水連續多通道管監測井的設計、施工、驗收與管理。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本GB/T13663.1—2017給水用聚乙烯(PE)管道系統第1部分：總則GB50027—2001供水水文地質勘察規范AQ2004—2005地質勘探安全規程CJJ/T13—2013供水水文地質鉆探與管井施工操作規程DZ/T0064(所有部分)地下水質檢驗方法DZ/T0148—2014水文水井地質鉆探規程DZ/T0181水文測井工作規范DZ/T0273—2015地質資料匯交規范DZ/T0309—2017地質環境監測標志3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。地表以下60m深度范圍內的地下水。經擠出機一次擠塑成型且具有多個(一般3個～7個)獨立通道的高密度聚乙烯(HDPE)管，一般單根長度為30m～60m。4總體要求4.1連續多通道管監測井設計前，應進行現場踏勘，充分收集、掌握工區范圍內水文地質資料。24.2應依據設計要求選用適合的鉆井材料和設備，采用合理的方法與工藝，確保工程質量。4.3應根據監測目的、地層情況、水質監測取樣方法以及經濟性等選擇連續多通道管材的規格。4.4連續多通道管監測井監測目的層由淺到深、自上而下分別規定為1層、2層到N層(N≤7)。4.5連續多通道管監測井的鉆孔施工應全孔取芯，水文地質資料齊全的地區，可采用撈取巖樣和物探測井相結合的方法，確定監測井每個監測目的層位置及圍填濾料、止水深度。4.6連續多通道管監測井建設流程：資料收集與分析→踏勘→監測井設計→確定井位→鉆進→物探測井→準備成井管材→安裝井管→分層圍填濾料→分層止水→洗井→封孔→地下水采樣→安裝井口保護裝置及監測儀器。5設計5.1一般規定5.1.1鉆探施工前應編寫單孔設計和施工組織設計，并按規定進行審查。5.1.2施工過程中，若發現設計與實際情況不符，應及時按相關規定履行變更手續，未經同意不應擅自5.2設計書內容5.2.1單孔設計單孔設計包括下列內容：a)監測井建設目的；b)地層結構和水文地質條件；e)鉆進方法和鉆探設備的選擇；f)鉆進技術參數；g)取芯方法及要求；h)測井方法及要求；j)不同進水窗口下入深度；k)下管方法及要求；1)分層圍填濾料的位置及方法；m)分層止水的位置及方法；o)采樣方法及要求；p)井口保護及儀器安裝要求；5.2.2施工組織設計施工組織設計包括下列內容：3件、氣候和生活條件，重點說明影響鉆探施工的主要地質因素；b)施工目的與要求：監測井布置與工作量、工程質量指標、采樣與觀測要求等；c)鉆探技術設計：監測井結構、沖洗介質、成井工時提出供電方法與要求；f)施工期限與費用預算：施工進度計劃，施工組織形式、工期要求，技術經濟指標測算，并編制費用預算；控預案等。6鉆探施工6.1鉆前準備6.1.3鉆機、鉆具及成井材料進場前應進行清洗，現場儲存鉆具、成井材料應6.1.4鉆探設備進場前應做到“三通一平”。鉆機安裝時遠離高壓電線等危險因素，鉆塔與高壓電線之間的安全距離參照CJJ/T13—2013中4.1.2執行。6.1.5鉆探設備應配套齊全、性能可靠，個人防護和安全設施齊全。6.1.6鉆探設備安裝完成后，應進行技術交底和安全交底，交底應詳盡、有針對性，如有疑問及時解答，參加人員簽字并留有記錄。6.1.7準備鉆進、成井、洗井、驗收等表格。鉆進記錄表參照DZ/T0148—2014附錄中附表A.1執行，其他表格按照本文件附錄A執行。6.2鉆進6.2.1宜采用先取芯后擴孔的施工工藝。6.2.3開孔應輕壓慢轉，嚴格按防斜措施鉆進。鉆孔孔斜不應大于1°。6.2.4根據地層情況選用不同的鉆進方法和相應的鉆進參數，具體可參照DZ/T0148—2014中第8至10章執行。6.2.5鉆進過程中，應經常進行機械設備、工序操作6.2.6終孔后和下管前應分別校正孔深，孔深誤差應小于1%。6.3泥漿6.3.1穩定地層應采用清水鉆進，非穩定地層應使用無固相或低固相泥漿鉆進，或者采用全孔套管護壁鉆進。6.3.2泥漿的選擇、使用應滿足綠色勘查要求。6.3.3不應使用污染水和有毒有害添加劑材料。46.3.4鉆進過程中，應隨時記錄泥漿的漏失情況。保持孔口液面高度，防止井壁坍塌。6.3.5泥漿的類型及配置參照DZ/T0148—2014中第12章執行。6.4取芯及編錄6.4.2取芯及編錄參照DZ/T0148—2014中第11章執行。7監測井管材7.1管材性能及結構7.1.1管材應無毒、無味、抗腐蝕，溶于水中的有害物質含量符合GB/T13663.1中第5章要求。7.1.2管材常見結構見圖1。圖1連續多通道管常見結構圖7.1.4管壁厚度不小于3.5mm,間隔筋板厚度不小于1mm。7.1.6抗拉、抗壓強度滿足成井深度要求。7.2管材拉直7.2.1成品連續多通道管材為盤管形式，成井前應將盤管展開、拉直。7.2.2拉直方法：盤管展開后，在連續多通道管材兩端分別設置牢固的地錨，將管材兩端固定在地錨上，通過緊繩器或手拉葫蘆施加拉力將管材牽引拉直。7.2.3牽引拉直的時間一般不應少于48h,如果有陽光照射且環境溫度超過30℃,牽引拉直的時間可5降低至24h左右。7.3進水窗口定位7.3.1應根據鉆探取芯記錄及測井解譯資料確定監測目的層以及進水窗口位置。7.3.2應按照管材外側的尺寸刻度，自管材底端依次丈量、標記每個進水窗口位置，并認真校核。7.3.3原則上，每個監測目的層設置一個進水窗口，位置在監測目的層中部。進水窗口寬度宜略小于單個通道橫截面最大寬度，進水窗口長度一般為15cm～30cm。洗井困難的地層可加大進水窗口尺寸或增加進水窗口數量。7.4進水窗口開設7.4.1應采用專用開孔器具開設進水窗口。7.4.2將專用開孔器具的刻度線對準管材基線，使用專用開孔鉆頭鉆穿管壁。7.4.3鉆穿進水窗口上下兩端管壁后，采用專用剪刀剪開管壁。鉆穿和剪開管壁時，應小心謹慎，防止傷害間隔筋板7.5止水塞安裝與包網7.5.1先安裝通道止水塞，后包網。將止水塞通過進水窗口塞入通道，并使用工具將其脹緊，防止漏水。7.5.2依據監測目的層顆粒粒徑確定進水窗口包濾網的規格。中粗砂地層或基巖地層，宜包60目濾網；細砂地層宜包80目濾網；粉細砂及粉土地層，宜包120目濾網。7.5.3進水窗口所包濾網應為不銹鋼網。7.5.4使用連續多通道管專用卡箍固定濾網。7.5.5當監測井深度小于或等于50m時，通道止水與包網工作可在地表完成；當監測井深度大于50m時，通道止水與包網工作應下管時在井口完成。7.6管底安裝7.6.1在連續多通道管底端安裝專用管底。7.6.2將專用管底插入連續多通道管底端，用卡箍固定，并用鉚釘加固。卡箍和鉚釘應為不銹鋼材質。7.7扶正器安裝7.7.1扶正器間距以15m～30m為宜。7.7.2在管材底部應安裝扶正器，防止下管過程中管材底部刮蹭孔壁。7.7.3扶正器直徑以小于鉆孔直徑4cm～6cm為宜，長度以40cm～60cm為宜。7.7.4宜采用半合式扶正器，用螺栓將其緊固在管材外側。扶正器應為不銹鋼材質。7.8重錘安裝7.8.1應在管底加裝重錘，減小下管過程中管材浮力的影響。7.8.2成井深度小于50m時，重錘質量宜為5kg～10kg;成井深度50m～100m時，重錘質量宜為7.8.3重錘宜采用圓鋼加工，也可采用混凝土或其他材料。7.8.4可在連續多通道管最下一層封隔段至管底之間的通道上，鉆1個～3個進水孔，便于泥漿進入通道。68.1.1連續多通道管監測井鉆進至設計深度后應進行水文物探測井。8.1.3測井成果曲線比例尺應大于1:200,以1:100為宜。8.1.4水文物探測井參照DZ/T0181執行。8.1.5根據自然電位、視電阻率、天然放射性三條測井曲線解譯結果，結合鉆探取芯或撈取巖土樣資料，確定含水層及隔水層位置、厚度等參數，以及進水窗口位置。8.2.1將沖孔鉆具下放到孔底，大泵量沖孔排渣。8.2.2待孔底巖渣排除后，用低密度泥漿逐步替換孔內高密度泥漿，應將泥漿黏度降低至20s～22s,密度降低至1.1g/cm3~1.15g/cm3。沖孔換漿后，孔底沉渣厚度宜小于0.5m。8.2.3沖孔、排渣、換漿結束后，進行探孔。探孔宜采用鋼制探孔器，探孔器長度為鉆孔直徑的20～30倍，直徑較鉆孔直徑小20mm～30mm。經探孔確認鉆孔圓直、暢通無阻，且孔深無誤后，方可下管。8.3.1探孔結束后，提出孔內鉆具和探孔器，即刻開始下管作業。8.3.2地層條件簡單、洗井容易的鉆孔，應采用一次下管法，下管方法見8.3.3至8.3.9。8.3.3宜采用人工或機械下壓法下管。8.3.4將準備好的連續多通道管，按照深層進水窗口到淺層進水窗口的順序(N→1),依次下入孔內。下管至每一個進水窗口位置(監測目的層)時，在孔口安裝該監測層位的通道止水塞并包網。8.3.5下管應一次到位，不應中途長時間停頓。若下管中途遇阻，不應強拉硬壓，可上下提動或轉動，若效果不明顯，應提出井管，清除孔內障礙，降低井管浮力后再行下管。采用遇水膨脹橡膠止水的連續多通道管監測井，下管前應將遇水膨脹橡膠安裝到位(安裝方法見8.5.3),應盡量縮短下管時間，防止膨脹橡膠在下管過程中膨脹。8.3.6下管過程中，應密切關注孔內返漿情況，保持井口泥漿液面平衡，以防塌孔及管材上浮。8.3.7下管過程中，應保持連續多通道管處于鉆孔中心，防止扶正器刮蹭孔壁。8.3.8下管到預定深度后，人工或使用鉆機卷揚等將連續多通道管拽拉、扶正，使其處于鉆孔中心。8.3.9地面以上預留連續多通道管0.5m～1m,便于安裝井口保護裝置。8.3.10地層條件復雜、洗井困難地層或有特殊要求的監測井，可采用二次下管法。先在鉆孔內下入外8.4圍填濾料8.4.2濾料運輸和存儲時應防止外部雜質混入，避免污染。8.4.3濾料使用前應進行沖洗。8.4.4濾料規格、厚度參照GB50027—2001中第5章執行。78.4.5濾料高度宜超過含水層頂板，高出進水窗口0.5m～2m。單層濾料的高度不宜小于1m。8.5.1.3采用膨潤土水泥漿止水時，在濾料面封填1m～3m黏土球，下灌注導管距黏土球封填面50cm～80cm處，灌注膨潤土水泥漿，灌漿過程中，隨時測量、提升灌注導管，確保水泥漿充填到位。水泥漿高度一般應高于止水層位頂板高度2m～3m。優質黏土、膨潤土和水泥比例以5:1:1為宜。a)宜采用不影響地下水水質，膨脹比大于100%,水化膨脹時間大于30min,粒徑為15mm左右b)止水隔水層段厚度一般不小于3m;c)單層止水厚度應大于1.5m,黏土球垂向高度一般應高于止水層位頂板高度2m～3m;止水方法見8.5.2;8不小于3m;d)采用條帶式遇水膨脹橡膠止水時，每個通道應安裝兩組以上止水帶；e)條帶式遇水膨脹橡膠安裝時，應在井管上纏繞兩圈或三圈，并用鉛絲扎緊；f)按照8.5.3e)方法安裝其他各組止水帶，兩組止水帶間距應小于0.3m;g)膨脹橡膠兩端應設置縱向擋盤，限制其縱向膨脹，擋盤直徑應比鉆孔口徑小10mm～15mm;h)采用膠筒式遇水膨脹橡膠止水時，安裝方式可參考條帶式遇水膨脹橡膠的安裝；i)止水工作完成后，宜等待72h以上，待膨脹橡膠充分膨脹后洗井。8.5.4止水效果檢驗按照下列要求進行。a)宜采用壓水法結合水樣的水質分析的方法檢驗止水效果。b)壓水法檢驗，水壓0.05MPa～0.1MPa為宜，由淺至深分層檢驗。向第一通道壓水，測量第二通道水位有無變化；向第二通道壓水，測量第三通道水位有無變化；依此類推，至檢驗完畢。若水位波動幅度不超過5cm,初步說明止水有效。c)在壓水法檢驗的基礎上，應通過不同通道內采取水樣的水質分析結果，進一步確認止水效果。8.6.1連續多通道管監測井通道直徑小，洗井難度大，應反復清洗，每個通道至少清洗5遍。初步洗井結束后，可放置1d～2d,繼續清洗。如此反復，直至水清砂凈。8.6.2應采用空壓機震蕩方法洗井，空壓機風量以0.1m3/min～1m3/min為宜。8.6.3空壓機震蕩洗井時，在通道內下入小直徑專用送風管，送風管應下到進水窗口位置。反復開關空8.6.4水量小的連續多通道管監測井，可采用邊注水、邊空壓機震蕩洗井的方法。8.6.6通道洗井按由淺至深的順序進行。8.6.8前后兩次采樣測定的電導率差值小于5%,氧化還原電位差值小于10mV,可結束洗井。8.7封孔8.7.1應采用黏土和水泥封孔。先用黏土回填鉆孔與連續多通道管間的環狀間隙至地面下2m,再用8.8地下水采樣8.8.1洗井結束后，應及時采取各監測目的層中地下水樣品。8.8.2根據采樣目的和采樣質量要求，選擇合適的采樣器具。檢測項包含揮發性有機物時，宜選用小直徑氣囊泵取樣；檢測項不包括揮發性有機物時，可選用小直徑提桶或慣性泵取樣；水位較淺時，也可采用蠕動泵或自吸泵取樣。8.8.3水樣保存方法參照DZ/T0064執行。99監測井保護與監測儀器安裝9.1監測井保護9.1.1井口保護要求應安裝監測井井口保護裝置。井口保護裝置筒身應使用金屬材質，內徑應大于井管直徑150mm,筒身高度大于40cm;內部設置掛鉤，以固定傳輸儀器；井蓋中心部分應使用高密度樹脂材料；井口鎖應采用防盜專用鎖。井口保護裝置筒身噴涂紅色底漆。9.1.2井口保護裝置的固定井口保護裝置腳架應植入水泥基座0.2m以深，筒體水平、周正。水泥基座尺寸(長×寬×高)為9.1.3標識要求監測井標識參照DZ/T0309—2017中第6章執行，并滿足下列要求：話等；b)標識牌采用銅或不銹鋼等材料，利用鉚釘固定于井口保護裝置外筒上，文字宜采用蝕刻工藝，也可直接噴涂在井口保護裝置筒身，宜采用白色涂料。9.2監測儀器安裝9.2.1監測儀器監測儀器由壓力式水位計和集中數據傳輸主機兩部分組成。監測儀器安裝準備按照下列要求進行：護環等；b)將通信主機的電路板艙打開，安裝通信卡，確保通信卡安裝可靠；c)打開數據通信主機電池盒，安裝電池。推薦使用堿性大容量干電池；d)按照通道編號連接水位計于集中數據傳輸主機的通信接口，擰緊防水螺母。9.2.3安裝監測儀器安裝按照下列要求進行：a)現場測量各通道水位：根據水位埋深及監測層位深度確定壓力式水位計安裝深度；b)安裝水位計：將壓力式水位計垂直懸掛于連續多通道管獨立通道內，進入靜水位以下1m以上，準確記錄各通道對應的水位計編號；c)集中數據傳輸主機掛在井口保護裝置掛鉤，保證通信電纜可靠固定；d)清理天線安裝位置，保持安裝表面干燥平整，將天線貼裝于安裝面上；e)使用衛星定位系統對監測井定位；f)現場對監測儀器進行測試，確保正常工作；g)填寫現場安裝記錄。10坐標與高程測量10.1應在監測井井口設立高程測量標志。10.2宜采用2000國家大地坐標系。10.3應達到四等以上水準精度。10.4高程測量參照GB/T12898執行。10.5在地面沉降或抬升劇烈的區域，應定期校正井口高程，校正頻率視地面沉降或抬升程度確定，1年至數年不等。11施工安全與環保施工安全按照AQ2004—2005中第5、7章執行，并滿足下列要求：a)制定應急預案，組織施工人員開展應急演練；b)施工現場應進行危險源辨識，列出危險源清單和安全防護措施；c)施工現場應定期開展安全檢查，發現隱患及時處置；d)確保各工種掌握本工種操作技能，熟悉本工種安全技術操作規程；e)為施工人員配備勞動防護用品；g)施工現場應配備消防器材，定期檢查器材有效期限。11.2環保環保應滿足下列要求：a)施工現場布置及施工過程應符合當地