天津市國家級監測井附屬設施建設分析

沈 強

（天津市水文水資源管理中心，天津 300061）

國家地下水監測工程（水利部分）天津市建設國家級監測站365 處，其中新建站110 處、改建站255 處。監測站建設包含監測井施工、附屬設施建設、儀器設備安裝調試。附屬設施包括井口保護設施、水準點、標志牌。附屬設施建設是工程必不可少的部分，對監測站的功能實現以及日常運行維護有著重要作用。

1 附屬設施技術要點

附屬設施包括井口保護設施、水準點、標志牌。井口保護設施是為防止監測井被破壞，或防止自動監測設備地上部分破壞的一種設置在井口或井口附近的保護性設施。水準點是地下水監測井的基礎設施，是校核地下水位的重要高程基準。標志牌固定在井口保護設施上，主要作用標示國家地下水監測站點，起到保護與宣傳作用。附屬設施由水利部委托專業單位設計，標志牌為全國統一設計，井口保護設施、水準點根據天津市監測井實際情況選擇。

1.1 井口保護設施

天津市井口保護設施，占地面積較小，主要有以下2種類型。

1.1.1 類型A

井口保護設施安裝在井口上，適合于新建井以及井中沒有提水設備的改建井。一般要求如下：①材質與外涂料：采用普通碳鋼（表面鍍鋅），整體噴塑。②一般尺寸：地面上高度700 mm，直徑300 mm，壁厚8 mm，埋入地下300 mm，總高度1 000 mm。③上蓋：材質與保護筒保持一致，尺寸大小應滿足與保護筒緊密相連，并具有防水功能，直徑320 mm；配置通信蓋板（直徑100 mm），使用非金屬對通信信號衰減小的專用工程塑料，具有抗沖擊、抗老化、耐腐蝕、耐高溫低溫的性能；通信蓋板與上蓋安裝牢固，并有可固定通信天線的裝置；上蓋與保護筒通過轉軸和專用鎖具連接，當上蓋打開時可以與保護筒保持90°夾角，能夠放置移動數據識讀轉儲設備或水位巡測設備。④鎖具：使用專門設計的鎖具，采用專用鎖頭與鎖栓，配置專用工具；防盜鎖由M20 四角螺栓從下向上經過保護筒上的鎖扣與防盜螺母連接；為防止雨水滲入，螺栓未貫穿上蓋。⑤通氣孔：井口保護裝置口沿下30 mm處沿四周均勻分布由外向內按45°角向上打4個孔，直徑4 mm。⑥井口固定高程點：為便于測量水位，在保護筒頂端內側、井口保護裝置口沿下20 mm 處切割1 個長20 mm、寬 4 mm、深2 mm的凹槽，內噴刷防銹漆、紅油漆，作為井口固定高程點。⑦地基處理：對于有凍土層的地區，處理深度為凍土深H以下200 mm，總深度為H+200 mm；地基處理直徑600 mm，天津市凍土深取700 mm。⑧基礎要求：井管外壁采用水泥進行密封，基礎為C25混凝土現場澆筑，井口保護設施底部預埋于井臺內，澆筑過程中井口保護裝置應鉛直，埋設深度不小于300 mm，高出地面50 mm，高出部分斜坡澆筑。澆筑混凝土時，應保證基礎頂的平整，抹平壓光。

1.1.2 類型B

適合于井中有提水設備的改建井，保護設施在井口旁邊。井口保護設施及其安裝基本同類型A，直徑400 mm，上蓋直徑416 mm；上蓋配置通信蓋板（直徑12 cm）；?110PVC-U 管延伸到原有井管位置并開孔連通，儀器設備探頭進入原有豎直井管后，將鋼絲繩、電纜進行固定，使電纜上部處于不受力狀態。監測井所處的現場環境不盡相同，為避免井口保護設施與當地環境不協調，根據周圍環境做出不同的景觀設計，將井口保護裝置隱蔽其中，與整體環境相協調。

2種類型井口保護設施布置，如圖1—2所示。

圖1 井口保護設施布置（A型）

圖2 井口保護設施布置（B型）

1.2 水準點

水準點是地下水監測井的基礎設施，是校核地下水位的重要高程基準。天津市水準點采用地埋式，按地下、地上分別敘述。

1.2.1 地下部分

天津市凍土深度取600 mm，開挖基座，基座深度1 300 mm、寬度600 mm，完成清理壓實。下放長度800 mm 的Φ70×4 鋼管，鋼管內灌滿水泥砂漿，表面涂抹瀝青，并用舊布和麻繩包扎，外表涂抹瀝青。環繞鋼管底部水平固定4 根300 mm 的Φ8 鋼筋，用以保證鋼管穩定。澆筑混凝土，在澆筑過程中保證鋼管垂直；在鋼管頂部放入銅制的水準點標志。

1.2.2 地表部分

在水準點上方放置蓋板，地下部分完成后坑內回填土。在水準點正北方向1.5 m 處設置水準點指示樁，指示樁為C25 混凝土澆筑或大理石材質的1 500 mm×100 mm×100 mm 長方體，地面以下長度1 000 mm，出地面部分標注水準點編號及位置指示箭頭，以便于測量人員快速找到水準點位置。

水準點及指示樁設計剖面，如圖3所示。

圖3 水準點及指示樁設計剖面

1.3 標志牌

標志牌主要作用是標示國家地下水監測站點，起到保護與宣傳作用。標志牌規格統一，材料防風蝕雨蝕。標示牌采用1 mm厚不銹鋼板為材料，大小與保護筒相適應，規格為長420 mm、寬300 mm，另配4個M3緊定螺釘。標示牌彎制后用螺釘固定于井口保護裝置圓柱保護筒外表面。其制作工藝如下：文字及水文Logo 需腐蝕刻入（凹進）鋼板內，按標準色填漆、烤漆；不銹鋼板平面拉絲，四周留18 mm 寬亮邊。標示牌設計，如圖4所示。

圖4 標示牌設計

2 存在的問題

在實際使用過程中，井口保護設施出現一些問題，影響了其使用。

（1）露天的保護設施表層出現脫落，但位于室內的保護設施沒有此類問題，說明表面噴塑遭受風吹日曬雨淋冰凍的情況下易發生老化。

（2）露天情況下，保護設施上蓋配置的通信蓋板出現硬度降低，受外力易損壞，而位于室內或上部有遮擋物的沒有此類問題，說明通信蓋板壽命受雨水和陽光影響較大。

（3）部分保護設施內部存在凝結水，影響保護設施內部噴塑使用壽命，說明通氣孔的設計有待改進。

（4）水準點在使用過程中，部分指示樁在無專人看護的環境中遭到損壞，導致無法快速定位水準點。地埋式水準點每次使用都需要清理表層土，使用完成還需要填土。為方便日常使用，在征得管理部門同意后對地下部分進行改造，地下部分重新開挖1 000 mm的深度，采用長度為1 000 mm、外徑600 mm混凝土管對水準點及鋼管進行保護，注入混凝土至水準點標志下沿，混凝土管上覆圓形井蓋，在附近的監測站井口保護設施上噴涂用以指示水準點的距離和方位，使得水準點易于發現和使用。為解決水流進入混凝土管內造成管內積水影響水準點的正常使用，采用Φ20沖擊鉆在混凝土管斜向下鑿孔2眼，以便管內積水及時排出。

3 結論

天津市國家級監測井附屬設施是監測站重要建設任務之一，附屬設施建設是工程必不可少的部分，對監測站的功能實現以及日常運行維護有著重要作用。附屬設施包括井口保護設施、水準點、標志牌。附屬設施由水利部委托專業單位設計，標志牌為全國統一設計，井口保護設施、水準點根據天津市監測井實際情況選擇。附屬設施使用至今，基本保持良好狀態。但部分保護設施受外界條件影響，需在下一階段的工作中加強維護和改進。天津市也根據實際情況對水準點地下部分進行了改造。