淄博市自來水公司東風水廠深水井第四系孔隙水封堵防滲處理實踐與效益分析

邊農方　彭俊峰　李　波

（淄博市大武水源管理處山東淄博255400）

淄博市自來水公司東風水廠深水井第四系孔隙水封堵防滲處理實踐與效益分析

邊農方彭俊峰李波

（淄博市大武水源管理處山東淄博255400）

本文在闡述淄博市自來水公司東風水廠概況以及水源地概況的基礎上，對封堵防滲處理技術及其應用進行了簡述，對深水井第四系孔隙水封堵防滲處理效果、出水量、以及各方面效益進行了分析，以期為類似案例提供借鑒。

大武水源地；深水井；防滲處理；效益分析

1　項目概況

1.1淄博市自來水公司東風水廠概況

淄博市自來水公司東風水廠位于淄博市臨淄區(qū)金嶺鎮(zhèn)東，1960年7月建成投用，現開采量19萬m3/d，承擔著淄博市中心城區(qū)80萬居民城市用水、部分企業(yè)工業(yè)用水供水任務。東風水廠現有深水井57眼，沿膠濟鐵路呈線狀分布，處于大武水源地地下水核心富水地段，井深一般在350m左右，單井出水量一般在0.3萬m3/d，最大單井出水量1萬m3/d。其中，37眼深水井（1989年之前成井）處于混合開采狀態(tài)，存在著水質安全隱患。

1.2淄博市大武水源地概況

淄博市大武水源地是我國北方罕見的特大型裂隙巖溶地下水水源地，是淄博市最重要的城市供水地下水水源地，位于臨淄城區(qū)西南，地勢南高北低，西南部為裸露灰?guī)r補給區(qū)，北部為山前沖洪積平原，面積148km2，主要包括辛店、大武、南仇三個富水地段，富水區(qū)面積43km2。自然條件下，大武水源地巖溶水以向北部深層徑流排泄、泉水排泄和頂托補給第四系孔隙水為排泄方式，由于多年來過量開采，上世紀70年代初期泉水消失。目前，人工開采是大武水源地地下水主要排泄方式。

大武水源地主要有兩大含水巖組：上部為第四系松散巖類孔隙水含水巖組，下部為奧陶系碳酸鹽巖類裂隙巖溶水含水巖組?？紫端纱髿饨邓偷孛姹砹魅霛B補給，水質相對差，主要用做農業(yè)灌溉；巖溶水主要由南部山區(qū)淄河斷裂帶地下水側向補給，水質優(yōu)良，主要用做城市供水和工業(yè)用水。正常年份降雨條件下，上部孔隙水水位低于下部承壓水水位，不會對下部巖溶水造成混合污染。

2　項目由來及封堵防滲處理技術簡介

2.1項目由來

為防止在連續(xù)干旱年份條件下，當下部巖溶水水位低于上部孔隙水水位時，上部水質差的孔隙水通過這些“人為串孔”污染下部水質優(yōu)良的承壓水，十幾年來，大武水源地主管部門一直考慮對這部分水井孔隙水的封堵防滲處理工作，但苦于沒有現成的工藝技術可以借鑒，一直沒有開展此項工作。

2.2封堵防滲處理技術簡介

2014年2月，淄博市政府要求對大武水源地上的所有混合開采水井進行封堵防滲處理。東風水廠水井開孔孔徑一般在480mm左右，第四系埋深一般在70m左右。對水井進行封堵防滲處理，既要保證水井能夠繼續(xù)使用，出水量不減少，又要在空間如此狹窄，且水深約30m、井深約70m處進行封堵防滲處理，既沒有現成的工藝技術可以借鑒，又不掌握井內的具體情況，難度非同一般。為此，大武水源地主管部門會同有關鑿井企業(yè)，攻克了諸多技術難點，在現場試驗基礎了自主創(chuàng)新研發(fā)了封堵防滲處理技術。主要技術要點如下：

一是通過井下電視測量，探明水井深度、是否混合開采、第四系厚度、變徑情況、巖溶發(fā)育、原井壁管破損程度等情況，確定第四系以下具體封堵位置；二是在原井壁管內置入一條新井壁管，新井壁管的選取既要保證原提水設備能繼續(xù)使用，又要保證新老井壁管之間的環(huán)狀空間能夠進行封堵防滲施工，新井壁管底部纏繞臨時隔漿材料；三是采用特殊材料制作的管道，在新舊井壁管之間的環(huán)狀空間內進行水泥反射注漿至井口，水泥漿凝固后切斷上部孔隙水與下部承壓水的水力聯系，達到封堵第四系孔隙水的目的。四是通過井下電視觀察在反射注漿過程中，是否有漏漿現象來檢驗封堵防滲效果。五是對于因場地、規(guī)劃等原因進行封填處理的水井，第四系以下2m至井底的巖溶部分用3cm～5cm鵝卵石填充，以便不影響承壓水流場，以上水井部分用導管填實C20混凝土做永久封填。

3　實施情況及出水量影響分析

3.1實施情況

在不影響正常開采、確保供水安全的前提下，2014年11月至2015年3月，東風水廠籌資300余萬元，對31眼水井的第四系孔隙水進行了封堵防滲處理，其中，封填處理7眼，防滲處理24眼。具體實施情況如下：

一是招標確定施工單位，分2個標段同時施工，每個標段制定總體施工方案，預留足夠的備用水井，以確保供水安全。二是為了縮短工期，提高施工效率，分批次進行施工，每個標段一次只對2眼水井進行施工，待這2眼水井施工完成后，再進入下一個批次。三是為了獲取清晰圖像，待取水設施提離井口12小時、井內懸浮物充分沉淀后，再進行井下電視測量。四是針對每眼水井具體情況，確定具體技術處理措施。例如，新井壁管置入位置要避開巖溶發(fā)育地段，選擇巖石相對完整的地段；對于老井壁管銹蝕嚴重、底部淤積嚴重的水井，要首先清除老井壁管銹瘤，對水井進行清淤處理，以保證水泥漿固結強度；對于封堵地段巖溶發(fā)育的水井，初次反射注漿前，還需要借助其它遇水膨脹材料填充溶隙溶孔，起到暫時隔離水泥漿液的作用；等等。五是做好施工安全、工程監(jiān)理、施工記錄等工作，特別是要把好第一次井下電視測量和反射注漿觀測這兩個關鍵環(huán)節(jié)的現場監(jiān)督。

3.2出水量影響分析

由于大武水源地承壓水賦水條件好，連通性好，上游補給充沛，相當于一個“地下水池”。上水量300m3/h水井的水位降深僅3cm～5cm，實踐證明，將上部第四系孔隙水封堵后，只要取水設備不更換，不會影響水井的出水量。

4　效益分析

4.1直接經濟效益分析

東風水廠完成的24眼防滲處理水井，基本上是在上世紀60年～80年代成井，當時，大武水源地不存在水質問題，為增加水井出水量，均采用了混合開采鑿井工藝，這些水井井壁管破損嚴重，基本上也接近報廢期。通過防滲處理，實際上是再鑿了一眼“新井”。據統計，如果新鑿一眼水井按井深450m、單價600元/m計算，鑿井費用27萬元/眼左右，加上井壁管費用3萬元/眼左右，鑿井水電費10萬元/眼左右，以上合計40萬元/眼左右，防滲處理一眼水井費用在12萬元左右，在不計其他（例如征地、泵房、潛水泵、變壓器、供水管網等）費用的前提下，防滲處理一眼水井節(jié)約費用約28萬左右，并且水源可靠，無需重新配置輸配水設施，供水保障程度高。

據統計，本次水井防滲處理直接經濟效益為24眼×28萬元/眼=672萬元，相當于防滲處理費用的2倍。

4.2間接經濟效益分析

因連續(xù)多年大氣降水偏少，淄博市太河水庫于2014年7月停止向淄博中心城區(qū)供水后，淄博市安瑞水質檢測中心開始對東風水廠總出水進行1次/月的常規(guī)水質檢測。檢測資料顯示，在大武水源地水位連續(xù)3年降低近30m的情況下，總出水硬度不但沒有升高，反而從水井防滲處理前的400mg/L（2014年11月）左右降至350mg/L（2016年3月）左右，水質改善效果顯著。

根據齊魯石化公司第二化肥廠工業(yè)用水成本分析資料，間接冷卻循環(huán)水系統和化學水系統的補充水的硬度每降低10mg/L，1m3補充水二者節(jié)約費用均約0.0057元。根據淄博市節(jié)約用水情況統計年報，淄博中心城區(qū)工業(yè)用水量10萬m3/d。照此計算，因東風水廠總出水硬度降低50mg/L，所產生的工業(yè)用水水處理間接經濟效益為：0.0057×5×100000×365≈104（萬元/年）。

4.3社會效益分析

東風水廠31眼水井第四系孔隙水封堵防滲處理完成后，消除了淄博中心城區(qū)城市居民飲用水因水井混合開采而產生的水質隱患，保護了該地段下部承壓水水質安全，具有較好的社會效益和環(huán)境效益。

5　結語

淄博市自來水公司東風水廠31眼混合開采水井第四系孔隙水封堵防滲處理，投資300余萬元，直接經濟收益672萬元，工業(yè)用水水處理間接經濟收益約104萬元/年，經濟效益顯著；該工程對于提高淄博中心城區(qū)居民飲水安全，保護大武～東風地段承壓水水質具有重要的意義；該封堵防滲處理工藝技術填補了國內空白，在保障城市供水安全和城市、工業(yè)供水井管理過程中，具有巨大的推廣價值。陜西水利

（責任編輯：暢妮）

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