浅谈上海市地面沉降监测网络完善工程监测设施施工技术要求

方良华

摘要：本文介绍了上海市地面沉降监测站监测设施施工工艺及技术要求，以助于地面沉降监测标孔的施工技术的进步。

关键词：地面沉降；基岩标；分层标；监测井；技术要求

1施工设备配置

1.1主要施工设备。（1）钻机：XY-44型液压钻机，用于地层鉴别孑L施工；SPJ-300型钻机，用于基岩标、分层标与监测井的扩孔扫孔施工。（2）钻塔：G-18型，“A”字形钻塔。（3）水泵：BW-250型与BW-850型变量泵；3PN型立式泥浆泵。（4）发电机组：100KW，现场备用。（5）空压机：9.0m3型；3.2m3型。

1.2主要仪器。（1）测斜仪：KXP-2D型；（2）泥浆比重计；（3）水位监测仪：万能表和测绳。

2施工工艺及方法

2.1地层鉴别孔施工工艺。采用XY-44型钻机选用110/130mm外肋骨钻头连续钻进，到基岩层再换用中130mm金刚石钻头钻进至新鲜完整基岩层。

2.2基岩标施工工艺。（1）钻进方法及泥浆要求：在地层鉴别孔基础上扩孔而成，钻进时采用低固相泥浆，下保护管保持泥浆性能良好，做到孔底无沉渣才下人保护管。（2）下保护管：扩孔到底及时调浆清孔，按顺序逐根下人保护管，下管到位后，灌注水灰比为0.5的水泥浆固井，以加固保护管。（3）下标杆：注浆完成候凝72小时后进行透孔，透孔到底后，及时清孔，并按5/9分割比例配好标杆，即89mm标杆占标杆总长的5/9，73mm标杆占余长的5/9，上部为42mm标杆。（4）安装标头：标杆固牢后，根据设计要求安装主副标头。

2.3分层标施工工艺。先利用XY-44型钻机钻导正孔，钻进至分层标设计埋设深度以浅2m，更换钻头钻具再分回次取心钻进至設计埋标深度；达到埋标深度后更换SPJ-300型钻机自孔口扩孔至埋标位置。

（1）下标底和保护管：按编号顺序将标底连接在保护管底部，逐根下人孔内，下到预定埋标深度，丝扣采用套管专用梯形扣。（2）压标及上提保护管：档标底、保护管下到位、孑L内无异常情况，开始压标，至目的监测层后，下人50mm钻杆压住滑竿，在钻杆上做好1m高标记，然后再上提保护管1m并固定在孔口。（3）下标杆：埋深深于100m的分层标标杆管径采用89mm、73mm和42m塔形结构，标杆按九五分割法确定；埋深30m～100m的标杆管径采用73mm和42m塔形结构，按九五分割法确定；埋深浅于30m的分层标（不包括地面标），原则上采用42mm钢管。在下标杆的同时安装扶正器。（4）安装标头：按设计要求安装主副标头。

2.4监测井施工工艺

（1）钻进成孔方法：利用XY-44型钻机钻导正孔，钻进至目的深度，更换SPJ-300型钻机自孔口扩孔至设计位置。（2）成井工艺：①钻孔达设计深度后开始扫孔、扫除含水层泥皮，探孔到底后进行一次调浆清孔；对井管、滤水管进行二次丈量；②及时按顺序逐根下人沉淀管、滤水管和井管；③井管下到位后在井管内下人下部带活塞的钻杆至距离滤水管底部1m处，泵送大量清水进行二次调浆清孔；④减少泵量至原泵量1/3进行动水投砾；采用优质黏土球止水，采用一般粘土块封填至地表；⑤成井后，用通水活塞在井管内滤水管部位自上而下反复抽拉，疏通水路，至返水变清后换干活塞继续洗井，最后采用空压机洗井，直至水清砂净、水路畅通；⑥洗井质量达到要求后，作单井抽水试验；⑦在抽水试验结束前，均取全分析水样一套，送具备相关检测资质的实验室，作全分析测试。

3施工质量及技术要求

3.1基岩标质量要求

（1）孔径不小于300mm，基岩标钻孔要求每50m及终孔时各校测孔深一次，孔深误差不得超过1‰；每25m及终孔时测斜一次，每钻进100m顶角不得大于0.5°。（2）结构及施工质量要求：①保护管：要求采用168mm、厚7mm的地质专用无缝钢管，底部带220mm钢质环状托盘，盘底衬止水垫层；②标杆：采用塔形结构埋人新鲜基岩5m，上部为42mm标杆，中部为73mm标杆，下部为89mm标杆，底部为89/105管鞋，标杆按九五分割法确定；③标杆就位后注入水泥浆，灌注高度为标底与保护管底深度差的60%～80%，使标杆与基岩固为一体；④扶正器：选用钢质滚轮式扶正器，扶正器设置间距为6m～9m一个，基岩孔段内的标杆不安装扶正器；⑤按设计要求安装好主、副标头；⑥保护管内灌注清水，井口以下灌注2m～3m重柴油。

3.2分层标质量要求

（1）深度大于150m的分层标孔径不小于300mm，深度小于150m的不小于250mm；钻进到预计埋标层位之前2m开始连续取心至埋标层位终孔；分层标钻孔均要求每50m及终孔时各校测孔深一次，孔深误差不得超过1‰；每25m及终孔时测斜一次，每钻进100m顶角不得大于0.5°。（2）结构及施工质量要求：①保护管：标深在150m以下的分层标选用168mm的保护管，材质为地质专用无缝钢管，其余标的保护管用127mm、厚4.5mm的无缝钢管，地面标不需要保护管，保护管丝扣采用套管专用梯形扣；②标杆：埋深大于100m的分层标标杆管径采用89mm、73mm和42m塔形结构，标杆按九五分割法确定；埋深30m～100m的标杆管径采用73mm和42m二节塔形结构，按九五分割法确定；埋深浅于30m的分层标（不包括地面标），原则上采用42mm钢管；③标底采用液压滑筒带爪型插扦的托盘式结构。保护管上提高度为1.0m；④扶正器：结构、类型、材质的选择及安装间距的确定同基岩标；⑤钻孔孔壁与保护管之间底部围填黏土球，上部灌注水泥浆加固；⑥按设计要求安装好主、副标头；⑦标杆与保护管之间灌注清水，井口以下2m～3m灌注重柴油。

3.3监测井质量要求

（1）孔径不小于400mm，潜水井孔径不小于600mm；监测井钻孔要求每50m及终孔时各校测孔深一次，孔深误差不得超过1‰，每25m及终孔时测斜一次，浅于100m的监测井，终孔顶角不得大于1.0°，深于100m的监测井，每钻进100m时钻孔顶角不大于1.0°。（2）结构及施工质量要求：①井管采用外径为146mm的钢管，采用专用梯形丝扣的平按箍连接；②滤水管为与井管同径的缠铜丝滤水管，沉淀管与井管同径，具体长度和深度视目的含水层厚度与位置而定；④围填高度根据目的含水层的厚度、滤水管埋设的深度、上覆顶板的厚度综合制定；⑤采用优质黏土球围填止水，止水厚度视实际地层情况确定；⑥回填一般粘土块直至井口；⑦下管前充分扫孔、调浆，以保证井管顺利下人，使围填砂砾迅速沉淀到位并减少钻孔泥皮对抽水的影响；成井下管时，要保证井管下正、拉直，保持滤水管居中；围填砂砾时，根据套管内返水情况，掌握投砂速度；慢速围投黏土球到设计深度；采用活塞与空压机交替洗井，直至水清、砂净；井管应高出地面0.5m～0.8m，并加孔口盖保护，且设置水位观测口。（3）抽水试验：①抽水试验要求：洗井结束后，每小时观测静止水位1次，监测持续时间不小于4h，当水位变幅小于2cm，且水位没有出现持续上升或下降趋势达4h以上时，可视为静止水位；开泵前监测静水位一次，开泵后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120min观测一次。以后每30min观测一次，在水位稳定24h后停抽；停泵后第1、2、3、4、6、8、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100、120分钟观测恢复水位，以后每30min观测一次，持续4h～6h；②水位观测时同步进行水量观测；③水温、气温观测要求：开泵后每2h观测一次水温、气温；④水质分析采样要求：在抽水试验结束前，取全分析水样一套，送实验室进行全分析测试。

4.结束语

（1）基岩标与分层标具有标孔要求高、基岩面判层准确、标杆安装要求高等特点。要准确地层划分和岩面位置判定，以便确定保护管下人位置及埋标深度。

（2）监测井需要监测含水层组，施工难度增大，特别是围填砂砾止水工作关系监测井的成败，不仅要合理控制围填速度防止堵塞，而且要准备测量砾料位置防止错层。

（3）监测设施施工中，基岩标要求稳定性好，分层标要灵敏度高，监测井成井需要准确位置。通过多年探索与实践，总结一整套工艺方法，对今后类似工程施工具有参考作用和指导意义。endprint