淄博市自来水公司东风水厂深水井第四系孔隙水封堵防渗处理实践与效益分析

边农方　彭俊峰　李　波

（淄博市大武水源管理处山东淄博255400）

淄博市自来水公司东风水厂深水井第四系孔隙水封堵防渗处理实践与效益分析

边农方彭俊峰李波

（淄博市大武水源管理处山东淄博255400）

本文在阐述淄博市自来水公司东风水厂概况以及水源地概况的基础上，对封堵防渗处理技术及其应用进行了简述，对深水井第四系孔隙水封堵防渗处理效果、出水量、以及各方面效益进行了分析，以期为类似案例提供借鉴。

大武水源地；深水井；防渗处理；效益分析

1　项目概况

1.1淄博市自来水公司东风水厂概况

淄博市自来水公司东风水厂位于淄博市临淄区金岭镇东，1960年7月建成投用，现开采量19万m3/d，承担着淄博市中心城区80万居民城市用水、部分企业工业用水供水任务。东风水厂现有深水井57眼，沿胶济铁路呈线状分布，处于大武水源地地下水核心富水地段，井深一般在350m左右，单井出水量一般在0.3万m3/d，最大单井出水量1万m3/d。其中，37眼深水井（1989年之前成井）处于混合开采状态，存在着水质安全隐患。

1.2淄博市大武水源地概况

淄博市大武水源地是我国北方罕见的特大型裂隙岩溶地下水水源地，是淄博市最重要的城市供水地下水水源地，位于临淄城区西南，地势南高北低，西南部为裸露灰岩补给区，北部为山前冲洪积平原，面积148km2，主要包括辛店、大武、南仇三个富水地段，富水区面积43km2。自然条件下，大武水源地岩溶水以向北部深层径流排泄、泉水排泄和顶托补给第四系孔隙水为排泄方式，由于多年来过量开采，上世纪70年代初期泉水消失。目前，人工开采是大武水源地地下水主要排泄方式。

大武水源地主要有两大含水岩组：上部为第四系松散岩类孔隙水含水岩组，下部为奥陶系碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水岩组。孔隙水由大气降水和地面表流入渗补给，水质相对差，主要用做农业灌溉；岩溶水主要由南部山区淄河断裂带地下水侧向补给，水质优良，主要用做城市供水和工业用水。正常年份降雨条件下，上部孔隙水水位低于下部承压水水位，不会对下部岩溶水造成混合污染。

2　项目由来及封堵防渗处理技术简介

2.1项目由来

为防止在连续干旱年份条件下，当下部岩溶水水位低于上部孔隙水水位时，上部水质差的孔隙水通过这些“人为串孔”污染下部水质优良的承压水，十几年来，大武水源地主管部门一直考虑对这部分水井孔隙水的封堵防渗处理工作，但苦于没有现成的工艺技术可以借鉴，一直没有开展此项工作。

2.2封堵防渗处理技术简介

2014年2月，淄博市政府要求对大武水源地上的所有混合开采水井进行封堵防渗处理。东风水厂水井开孔孔径一般在480mm左右，第四系埋深一般在70m左右。对水井进行封堵防渗处理，既要保证水井能够继续使用，出水量不减少，又要在空间如此狭窄，且水深约30m、井深约70m处进行封堵防渗处理，既没有现成的工艺技术可以借鉴，又不掌握井内的具体情况，难度非同一般。为此，大武水源地主管部门会同有关凿井企业，攻克了诸多技术难点，在现场试验基础了自主创新研发了封堵防渗处理技术。主要技术要点如下：

一是通过井下电视测量，探明水井深度、是否混合开采、第四系厚度、变径情况、岩溶发育、原井壁管破损程度等情况，确定第四系以下具体封堵位置；二是在原井壁管内置入一条新井壁管，新井壁管的选取既要保证原提水设备能继续使用，又要保证新老井壁管之间的环状空间能够进行封堵防渗施工，新井壁管底部缠绕临时隔浆材料；三是采用特殊材料制作的管道，在新旧井壁管之间的环状空间内进行水泥反射注浆至井口，水泥浆凝固后切断上部孔隙水与下部承压水的水力联系，达到封堵第四系孔隙水的目的。四是通过井下电视观察在反射注浆过程中，是否有漏浆现象来检验封堵防渗效果。五是对于因场地、规划等原因进行封填处理的水井，第四系以下2m至井底的岩溶部分用3cm～5cm鹅卵石填充，以便不影响承压水流场，以上水井部分用导管填实C20混凝土做永久封填。

3　实施情况及出水量影响分析

3.1实施情况

在不影响正常开采、确保供水安全的前提下，2014年11月至2015年3月，东风水厂筹资300余万元，对31眼水井的第四系孔隙水进行了封堵防渗处理，其中，封填处理7眼，防渗处理24眼。具体实施情况如下：

一是招标确定施工单位，分2个标段同时施工，每个标段制定总体施工方案，预留足够的备用水井，以确保供水安全。二是为了缩短工期，提高施工效率，分批次进行施工，每个标段一次只对2眼水井进行施工，待这2眼水井施工完成后，再进入下一个批次。三是为了获取清晰图像，待取水设施提离井口12小时、井内悬浮物充分沉淀后，再进行井下电视测量。四是针对每眼水井具体情况，确定具体技术处理措施。例如，新井壁管置入位置要避开岩溶发育地段，选择岩石相对完整的地段；对于老井壁管锈蚀严重、底部淤积严重的水井，要首先清除老井壁管锈瘤，对水井进行清淤处理，以保证水泥浆固结强度；对于封堵地段岩溶发育的水井，初次反射注浆前，还需要借助其它遇水膨胀材料填充溶隙溶孔，起到暂时隔离水泥浆液的作用；等等。五是做好施工安全、工程监理、施工记录等工作，特别是要把好第一次井下电视测量和反射注浆观测这两个关键环节的现场监督。

3.2出水量影响分析

由于大武水源地承压水赋水条件好，连通性好，上游补给充沛，相当于一个“地下水池”。上水量300m3/h水井的水位降深仅3cm～5cm，实践证明，将上部第四系孔隙水封堵后，只要取水设备不更换，不会影响水井的出水量。

4　效益分析

4.1直接经济效益分析

东风水厂完成的24眼防渗处理水井，基本上是在上世纪60年～80年代成井，当时，大武水源地不存在水质问题，为增加水井出水量，均采用了混合开采凿井工艺，这些水井井壁管破损严重，基本上也接近报废期。通过防渗处理，实际上是再凿了一眼“新井”。据统计，如果新凿一眼水井按井深450m、单价600元/m计算，凿井费用27万元/眼左右，加上井壁管费用3万元/眼左右，凿井水电费10万元/眼左右，以上合计40万元/眼左右，防渗处理一眼水井费用在12万元左右，在不计其他（例如征地、泵房、潜水泵、变压器、供水管网等）费用的前提下，防渗处理一眼水井节约费用约28万左右，并且水源可靠，无需重新配置输配水设施，供水保障程度高。

据统计，本次水井防渗处理直接经济效益为24眼×28万元/眼=672万元，相当于防渗处理费用的2倍。

4.2间接经济效益分析

因连续多年大气降水偏少，淄博市太河水库于2014年7月停止向淄博中心城区供水后，淄博市安瑞水质检测中心开始对东风水厂总出水进行1次/月的常规水质检测。检测资料显示，在大武水源地水位连续3年降低近30m的情况下，总出水硬度不但没有升高，反而从水井防渗处理前的400mg/L（2014年11月）左右降至350mg/L（2016年3月）左右，水质改善效果显著。

根据齐鲁石化公司第二化肥厂工业用水成本分析资料，间接冷却循环水系统和化学水系统的补充水的硬度每降低10mg/L，1m3补充水二者节约费用均约0.0057元。根据淄博市节约用水情况统计年报，淄博中心城区工业用水量10万m3/d。照此计算，因东风水厂总出水硬度降低50mg/L，所产生的工业用水水处理间接经济效益为：0.0057×5×100000×365≈104（万元/年）。

4.3社会效益分析

东风水厂31眼水井第四系孔隙水封堵防渗处理完成后，消除了淄博中心城区城市居民饮用水因水井混合开采而产生的水质隐患，保护了该地段下部承压水水质安全，具有较好的社会效益和环境效益。

5　结语

淄博市自来水公司东风水厂31眼混合开采水井第四系孔隙水封堵防渗处理，投资300余万元，直接经济收益672万元，工业用水水处理间接经济收益约104万元/年，经济效益显著；该工程对于提高淄博中心城区居民饮水安全，保护大武～东风地段承压水水质具有重要的意义；该封堵防渗处理工艺技术填补了国内空白，在保障城市供水安全和城市、工业供水井管理过程中，具有巨大的推广价值。陕西水利

（责任编辑：畅妮）

TU761.11

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