邊農(nóng)方　李　波　彭俊峰

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井下電視探測(cè)在第四系潛水防滲處理中的應(yīng)用與探索

邊農(nóng)方李波彭俊峰

一、概況

1.大武水源地基本情況

大武水源地是我國(guó)北方罕見(jiàn)的特大型巖溶裂隙地下水水源地，也是山東省淄博市最重要的城市供水水源地。水源地面積148km2，包括大武、南仇、辛店三個(gè)富水地段，富水區(qū)面積27 km2。地下水的主要補(bǔ)給源是淄河流域大氣降水入滲地下后沿淄河斷裂帶向北運(yùn)移，經(jīng)多次勘探研究，水源地的可開(kāi)采水資源量為40萬(wàn)m3/d。

大武水源地主要有兩大含水巖組：一是上部第四系松散巖類孔隙水含水巖組，二是下部碳酸鹽巖類巖溶裂隙水含水巖組?？紫端饕看髿饨邓a(bǔ)給，巖溶水主要靠南部淄河山區(qū)側(cè)向補(bǔ)給。

2.任務(wù)由來(lái)

水源地1989年之前成井的供水井中，由于當(dāng)時(shí)第四系水質(zhì)尚好，為了加大單井涌水量，大部分未做第四系潛水止水處理，有些還直接進(jìn)行串層開(kāi)采。隨著地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水源地上化工企業(yè)不斷增多，第四系水質(zhì)越來(lái)越差，對(duì)下部奧陶系承壓水構(gòu)成潛在污染威脅。當(dāng)承壓水水位低于第四系潛水水位時(shí)，在人為串層水井地段，上部已污染潛水極易對(duì)下部承壓水造成污染，并迅速向下游或周邊擴(kuò)散，發(fā)生地下水污染事件。同時(shí)，這些“老井”的井壁管受到多年腐蝕幾近破損，井孔淤積嚴(yán)重，影響了供水安全。為此，需要對(duì)水源地上140多眼水井第四系潛水進(jìn)行防滲處理。

3.防滲處理工藝簡(jiǎn)介

在國(guó)內(nèi)沒(méi)有成熟的防滲處理工藝技術(shù)可以借鑒的情況下，淄博市大武水源管理處結(jié)合大武水源地水文地質(zhì)特點(diǎn)，在技術(shù)研討和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定了《大武水源地水井第四系潛水防滲處理技術(shù)方案》，并應(yīng)用在142眼水井第四系潛水防滲處理實(shí)踐中。其大致工藝是在原井壁內(nèi)置入一條新井壁管固定到基巖適當(dāng)位置，之后通過(guò)反射注漿至井口，以對(duì)上部潛水進(jìn)行封固防滲處理。

二、井下電視探測(cè)主要解決的問(wèn)題

1.確定水井是否需要進(jìn)行防滲處理

通過(guò)井下電視探測(cè)技術(shù)，確定對(duì)第四系潛水需要進(jìn)行防滲處理的水井主要有三種類型：上部第四系潛水與下部巖溶承壓水串層開(kāi)采水井，第四系與基巖交際處未做封固防滲處理水井，原井壁管破損出現(xiàn)滲漏水井。

2.掌握水井資料

對(duì)水井第四系潛水進(jìn)行防滲處理，需要準(zhǔn)確掌握如下情況：第四系厚度、基巖深度、第四系以下基巖巖溶發(fā)育情況、井深、井孔變徑情況、舊井壁管腐蝕情況、水井淤積情況等。

3.現(xiàn)場(chǎng)判定防滲處理效果

在反射注漿過(guò)程中，如果井孔內(nèi)無(wú)漏漿現(xiàn)象，且能夠注漿至井口，則表明達(dá)到了防滲處理目的；反之，則未達(dá)到目的。

要解決以上問(wèn)題，依靠傳統(tǒng)的鉆具探測(cè)難以達(dá)到實(shí)現(xiàn)。所以，將井下電視探測(cè)引用到水井潛水防滲處理實(shí)踐中，起到了事半功倍的效果，并進(jìn)行了有益探討。

三、井下電視探測(cè)儀器簡(jiǎn)介

井下電視探測(cè)就是利用具有耐壓、防水、絕緣、照明光源的攝像頭，利用防水、承力傳輸電纜從井口逐漸放置到井孔內(nèi)，將成像數(shù)據(jù)和深度實(shí)時(shí)傳輸?shù)教幚砥鞑@示在液晶顯示器上。井下電視主要由攝像頭、傳輸電纜、主機(jī)控制箱、光電編碼器、電動(dòng)絞車、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等組成，具有直觀、簡(jiǎn)捷、真實(shí)、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。最關(guān)鍵的是攝像頭的品質(zhì)，決定了電視成像的質(zhì)量。

360°旋轉(zhuǎn)井下電視即機(jī)芯攝像機(jī)圓周旋轉(zhuǎn)360°，仰俯旋轉(zhuǎn)180°，采用高功率流明超特強(qiáng)光LED冷光源照明，5級(jí)內(nèi)置照明亮度調(diào)節(jié)，外置補(bǔ)光功能，使井下觀測(cè)更直觀、詳細(xì)、準(zhǔn)確。

四、井下電視探測(cè)的應(yīng)用與探索

1.井下電視探測(cè)的工作順序及內(nèi)容

首先將泵管、水泵提離井孔，做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。具備探測(cè)條件后，將攝像頭放置在井口、將深度設(shè)置為0并開(kāi)始錄像，使用人工或電動(dòng)絞車慢慢下放攝像頭并觀察井內(nèi)情況（原井壁管吊孔是否焊堵、是否串層開(kāi)采、原井壁管是否破損漏水等），發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)可360°旋轉(zhuǎn)或180°仰俯旋轉(zhuǎn)以便獲得詳細(xì)信息。攝像頭進(jìn)入水中后稍事停留以使圖像更清晰，觀察第四系與基巖交接處情況（原井壁管底部是否齊整、是否放置在破碎巖層上、井壁管下部巖石巖溶是否發(fā)育、是否有完整基巖段），觀察巖溶水清澈度情況，觀察井孔巖溶發(fā)育情況，觀察變徑、井深及淤積情況。

2.制定防滲處理方案

根據(jù)井下電視探測(cè)情況，本著“經(jīng)濟(jì)、實(shí)效、便捷”原則，結(jié)合實(shí)際發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，研究制定水井防滲處理方案。常見(jiàn)問(wèn)題有：一是新井壁管管徑問(wèn)題。新井壁管管徑既要滿足防滲處理要求，又要滿足原提水設(shè)備要求。當(dāng)二者矛盾時(shí)，要么滿足防滲處理要求，配置較小管徑提水設(shè)備；要么將該井封填，另鑿新井。二是水井淤積問(wèn)題。依據(jù)清淤難易程度和成本，確定是做防滲處理還是封填處理。三是巖溶水探頭石問(wèn)題。對(duì)于巖溶中的探頭石，要用小型鉆具進(jìn)行破碎取直，以便新井壁管置入，增大水井出水量。四是水質(zhì)問(wèn)題。一般而言，清澈的水水質(zhì)好，渾濁的水水質(zhì)差，要保證水井出水質(zhì)量，須將渾濁區(qū)段巖溶進(jìn)行封閉處理。

3.井下電視探測(cè)應(yīng)用實(shí)例

（1）齊魯石化公司第二化肥廠尿素1號(hào)井，該井自1991年成井后，由于出水渾濁，一直沒(méi)有運(yùn)行，原計(jì)劃做封填處理。2014年9月19日，經(jīng)井下電視測(cè)量，發(fā)現(xiàn)原井壁管在第四系與基巖交接處（井深79m處）有一個(gè)漏洞，該洞是導(dǎo)致此井出水渾濁的主要原因。由于該井巖溶發(fā)育良好，井深228.5m，具備較高的開(kāi)采價(jià)值，10月3日，對(duì)該井進(jìn)行了防滲處理，成為了正常運(yùn)行水井，節(jié)省了再鑿新井的資金投入，避免了國(guó)有資產(chǎn)的損失。

（2）淄博市自來(lái)水公司東風(fēng)老6號(hào)井，成井于20世紀(jì)60年代末，90年代初停用至今。2014年12月16日，經(jīng)井下電視測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該井在井深29m處有漏點(diǎn)，漏水量10m3/h左右，井內(nèi)淤積嚴(yán)重，井深僅62m。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)井內(nèi)有石塊、木板等淤積物，經(jīng)清淤至井深103.5m，2015年1月20日，對(duì)該井進(jìn)行了防滲處理，成為了正常運(yùn)行供水井，節(jié)省了供水成本，提高了供水效率。

（3）位于淄河灘西岸的陽(yáng)煤集團(tuán)淄博第一化肥廠10號(hào)井，1979年成井。2011年8月，由于淄河上游太河水庫(kù)行洪放水，淄河灘殘存的污染物滲入該井，導(dǎo)致該井水質(zhì)變差停止使用。2014年11月15日，當(dāng)外徑355mm新井壁管置入井深86m處巖孔后，由于巖孔塌陷致使遇水膨脹橡膠膨脹后未能有效阻隔水泥漿向井底泄漏。為此，將50kg黃豆慢慢倒入新井壁管與井孔巖石之間空隙，經(jīng)井下電視觀察，有少許豆粒掉入井底，此時(shí)，可以斷定黃豆已落在預(yù)定位置。11月16日，再次反射注漿時(shí)，井下電視觀察無(wú)漏漿現(xiàn)象，并且注漿至井口，達(dá)到了防滲處理完全止水的最終目的，現(xiàn)作為淄博第一化肥廠的生產(chǎn)備用井。

五、結(jié)論及建議

1.井下電視探測(cè)在水井第四系潛水防滲處理中，具有不可替代的重要作用

將深海探測(cè)成像技術(shù)應(yīng)用于大武水源地140多眼水井的第四系潛水防滲處理，打破了以往利用鉆具對(duì)井孔進(jìn)行探測(cè)的傳統(tǒng)模式，既節(jié)約了時(shí)間，又減少了工時(shí)費(fèi)用，無(wú)論是在成井資料核實(shí)，施工過(guò)程監(jiān)管，還是防滲處理效果檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，井下電視探測(cè)均具有不可替代的作用。

2.通過(guò)井下電視探測(cè)技術(shù)，簡(jiǎn)捷、直觀、形象地掌握了大武水源地地下水的賦存條件

大武水源地巖溶承壓水賦存空間呈層狀展布，其容積是固定不變的，承壓水水量多少（反映在承壓水位升降上），既與淄河上游山體中賦存的水量有關(guān)，又與大武水源地開(kāi)采強(qiáng)度有關(guān)，與自身賦存空間關(guān)系不大。

3.井下電視探測(cè)功能進(jìn)一步完善后，在地下水管理中具有廣闊的應(yīng)用前景

目前井下電視探測(cè)僅局限在深度與成像這兩個(gè)要素上，建議在此基礎(chǔ)上增加如下功能：一是測(cè)量井斜功能，二是測(cè)量溶隙裂隙大小功能，三是水質(zhì)常規(guī)組份實(shí)時(shí)檢測(cè)功能，四是方位測(cè)量功能，五是地下水流速測(cè)量功能。具有以上功能后，井下電視探測(cè)在鑿井及舊井修復(fù)、地下水水量水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水文地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，將具有廣闊的應(yīng)用前景■

（作者單位：山東省淄博市大武水源管理處255000）