[关键词]采面；水文地质；煤矿；突水事故
中图分类号：F403.7文献标识码：A文章编号：1009-914X（2015）23-0261-01
某矿主采煤层标高处于0～-730米范围内。底板主要是寒武系灰岩，其分布相对均匀，大约有7米左右的厚度，上距底板8米，属于直接充水层。寒武系灰岩裂隙岩溶发育，具有相对较强的富水性，属于间接充水层。对于16031采面来说，其最低标高为-305.9米，按照相关钻探数据显示，其最高水位为+91米，承受水压力最高为4.01兆帕，这是一个带压采面。我们主要对该带压开采过程重如何防止突水灾害进行了探讨。以期为复杂水文地质条件下做好防治水提供帮助。
一、水文地质勘察及突水预测
（一）勘察
地面勘察：为了弄清楚某矿附近地质状况与赋水状况，对某矿进行勘探。发现某矿分布5m之上的断层，煤层顶底板岩层的岩溶发育或富水，为做好防范提供了基础数据。
掘进期间：通过各种物探仪器实施探测，弄清楚物探异常区，避免不安全生产和施工。16031风机两巷掘进期间也进行了探测，选择两种方法进行探测，井下物探1小时，探测有效距离60米，能够进尺40米，预留合适的超前距，此处留下20米。16020风机两巷总进尺2700米，超前物探与钻探分别实施了70和13次，钻探进尺2230米，要是不使用物探技术方法，那么机、风巷必须实施整个过程的钻探，在这种情况下，总进尺11900米，通过物探技术方法大幅降低钻探进尺，降低幅度达到9670米，少用了81天，同时确保了生产安全。
采面圈定期间：圈定之后，通过相关设备实施探测，了解内部结构。通过瞬变电磁等开支探测。清楚底板岩溶发育状况，隔水层有效厚度与隐伏含水构造等相关方面。同时根据直流电法所得到的数据，分析确定其中的突水危险区，然后，评定其底板构造与富水性。按照原来的方案，间隔五十米在16031采面巷道布设钻场1个，各钻场同时还布设疏水降压孔三个。各孔进尺为130米。按照物探得到的图形，机巷总共布设钻场18个，进尺为6090米，风巷总共布设了钻场12个，进尺为4000米。钻场数量降低了20个，且降低了钻探进尺7880米。
（二）突水预测
根据煤矿某井水情动态监控平台来实时进行观察，以便能够在第一时间内充分了解水位状况。矿井还配置了防治水信息平台，按照最新水位状况对采掘面划分区域，同时，测定了采煤区间底板岩石的相关参数，以充分确保突水预测数据可靠、精确。
主要通过2种不同的技术来预测突水状况，第一个是突水系统法，第二个是矿井防治水信息化系统。
通过测定将其中的易突水区域明确，提前了解安全隐患部位，以及主要的防范部位。按照预测结果，在最短时间内将结果公布，在采掘过程中始终遵循先探后掘的指导原则，坚决不留下一个安全盲点。
二、完善排水系统区域注浆改造
（二）优化排水系统项目
对于煤矿来说，为做好水害治理工作，必须要具有良好的排水系统，这属于开展该项工作的基础，因此，必须先优化排水系统，在此基础上，按照预计的涌水量大小，对采掘工作面的排水系统进行完善，安装上辅助设备，通过这种方式来迎合排水需求，确保整个排水系统没有障碍。
煤矿中央水仓：其容量大小为10931立方米，布置在-248米位置，同时还具有五台水泵，四趟排水管路380毫米，其排正常与最大水能力分别为1100和2000m3/h。
采面排水系统：16031采面总共具备水仓两个。一号水仓。处于16020机巷斜距大约1200米的位置，处在16031采面标高最低范围，其容量大小为310立方米，同时还安装了四台水泵，并且配置排水管路，具有220毫米排水管2趟，它的排水能力在510m3/h以上，能够将水输送到第二个水仓，即二号水仓。16020机巷斜距大约748米的位置，其容量大小为215立方米，同时还安装了五台水泵，辅助以两趟排水管路，并且配备了排水管两趟，其正常排水能力在741m3/h以上，能够将水运输到-248米水平的中央水仓里面。
疏水钻孔：按照上文中在掘进过程中发现的低阻异常区，对掘进工作面实施相应措施，通过密集钻孔预疏压，例如16021采面掘进过程中布设钻场28个，同时还配置了疏水降压孔32个，排除速度达到128m3/h。
疏水巷：发现底板富水区不明显，灰岩水隐蔽性强，分布无规律等方面的现状。按照提前获得探测数据、掘进过程中底板钻探出水状况，在这里，通过底板施工-7煤疏水巷，巷道总的长度为590米，通过巷道辅助以钻孔疏水的方法，疏放水速度达到180m3/h，经过疏水之后，过去的疏水钻孔水量大幅降低，降低到29m3/h，取得不错的底板疏水效果，实现了既定的目的，为安全回采提供了保障。
（二）重点区域注浆改造
因这一个16031采面具有高水位异常区，所以，这里我们把16031采面主要分成2个不同的水文单元，各单元的注浆加固层位存在着一定的差异。
计算底板采动破坏带深度：通过大量的测定数据与研究发现，破坏深度这一个指标和底板的抗破坏能力、工作面受到的压力等因素存在着一定的联系。根据公式求解，此处取整数为17米为结果。
确定隔水层厚度等参数：第一，确定高水位隔水层厚度。按照煤矿水文地质勘探数据，采面切眼周围寒武纪灰岩处于91米水平，16021采面标高最低是-305.9米，其承受水压力最高为4.01兆帕。根据突水系数求解方法：Ts=P/（M-Cp），依公式来求解安全回采过程中需要的隔水层厚度大小，高水位范围底板厚度应当处于84米以上时，才可以确保回采期间免于底板水的干扰。第二，确定正常水文单元隔水层厚度。在一个环节是按照煤矿水文地质勘探所得到的数据进行，正常段最高能够承压为0.74兆帕。根据突水系数求解的式子（与上面的式子相同），同样来求解安全隔水层厚度，正常区域底板加固厚度超过31米以上时，在这种情况下，才可以确保回采期间免于底板水的负面作用。第三，确定扩散半径。相关研究指出，浆液扩散半径和与岩溶发育状况、裂隙水平存在着联系，缝宽小于5毫米时，水泥浆有效半径R大小为2米，当缝宽处于5-30毫米范围内时，R大小为4米，而当缝宽超过30毫米时，那么R大小超过6米。按照16031采面钻探状况与邻近矿井注浆经验，且兼顾到浆液配比浓度，确定16031采面底板注浆加固R大小为25米。第四，确定注浆加固层位，为确保16031采面回采过程中的生产安全，只是对钻孔超过3m3/h实施注浆封堵，高水位单元改造深度进入寒灰40m，钻孔深超过90米。
钻场及钻孔结构：第一，只布置高水位区域。按照掘进过程中所获得的数据对钻场进行设计，其位置确定在低阻异常区域。主要配备4个，各钻场配置钻孔三个，总共存在十二个，总共进尺长度达到1030米。第二，注浆孔结构。一级孔径直径小于150毫米，布设145毫米直径的套管，然后到达煤底板，将其封闭二十四小时，对其开展耐压试验，这个过程中压力≥40kg/cm2，至少保持三十分钟。二级的直径为112毫米，达到L7灰岩顶板，然后布设107毫米套管，将其封闭二十四小时，对其开展耐压试验，这个过程中压力≥40kg/cm2，至少保持三十分钟。三级的直径为91毫米一直至终孔，达到寒灰42米。
浆液配比及结束注浆标准：水泥和水混合形成加固浆液。注浆过程中，当处于最高限压，进浆量<60L/min，保持约25分钟，这样就可以完成注浆。然后需要检查注浆效果，首先，通过物探方式进行检查，其次通过钻探方式进行检查。
三、结束语
关键词：高层建筑；地下室；防水技术
一、工程概况
某高层建筑于2008年3月5日破土动工，同年12月19日主体结构封顶，2009年9月正式投入使用。工程建筑面积22322m2，其中地下室面积为11852m2，地上建筑为21层,地下2层,框架-剪力墙结构。基础桩采用Φ500预应力孔桩,地下室层高4.8m,基础底高程-5.2m。据地勘资料表明,常年地下水位在雨季时可达-4m,但由于整个高层建筑各类大型配套设备包括发电机均放置于地下室,因此地下室对防渗防潮要求极高。针对现场具体的情况,运用地下室防水施工技术精心组织和施工,本高层建筑地下室防水取得了良好的效果。
二、施工技术措施
本地下室防水工程因结构复杂,根据“刚柔结合、防排结合”的原则,故采用钢筋混凝土结构自防水加“JS”复合防水涂料的防水施工方案。
1.钢筋混凝土结构自防水
钢筋混凝土结构自防水,即在混凝土中掺加高效防水剂或水泥膨胀剂。这种混凝土虽无内、外防水层,但本身就是防水层的承重结构。它兼有承载、维护和抗渗的功能,还可满足一定的耐冻融及侵蚀要求。
钢筋混凝土结构自防水设计要求整体采用补偿收缩混凝土制作,从而提高其抗裂能力、抗渗透性和力学性能。
2.“JS”复合防水涂料
“JS”复合防水涂料是聚合物水泥防水涂料的简称,以丙烯酸酯等聚合物乳液和水泥为主要原料,加入其它外加剂制得的双组分水性建筑防水涂料。
“聚合物乳液――水泥”双组分组成使其具有“刚柔相济”的特性,既有聚合物涂膜的延伸性、防水性,也有水硬性胶凝材料强度高、易与潮湿基层粘结的优点。当工程对其柔韧性与强度等有不同要求时,可以调节聚合物乳液与水泥的比例来满足;解决了因采用焦油、沥青等溶剂型防水涂料所造成的环境污染以及对人体健康的危害,无毒、无味、无污染;使用时工期短、成本低、使用方便。产品的技术性能指标达到：拉伸强度大于等于2.5MPa、断裂伸长率大于等于100%、潮湿基面粘结强度大于等于1.0MPa、抗渗性(背水面)大于等于0.6MPa、不透水性能达到0.3MPa30min,所以,它可以堪称为后起防水材料中的新秀。
三、防水施工工艺
地下室防水施工时,要达到防水抗渗的目的,必须优选防水材料,优化防水施工工艺,对特殊部位进行重点防水处理,图1即为地下室防水构造大样,这样才能确保地下室防水工程质量。
图1地下室防水构造大样
1.降水与排水施工
施工放线后,边坡按1∶1放坡,第一层土方挖至设计标高后,及时安排人员进行人工修坡,土钉墙施工及时跟上,并及时喷射混凝土面层。由于本工程地下水位较高,降水面积大,地下室防水混凝土施工及养护期间,根据现场地下水的分布,整个底板范围内共设25个Φ350降水井,把地下水位降至工程底部最低高程500mm以下,做好基坑内降水、排水工作,达到达到基层表面无明水。
2.混凝土浇筑
基层表面清理干净后,可以先用防水砂浆做垫平处理,然后进行混凝土浇筑施工。
(1)底板混凝土浇筑：针对底板混凝土量大，厚度尺寸大，浇灌时易形成施工缝，因此应从底板一端两侧同时浇筑；浇筑间隔时间应严格控制在水泥初凝时间内；为减少面层混凝土的收缩量，应采用二次振捣工艺；在混凝土振捣密实后，应对底板表面进行找平、抹实、压光等3次抹压；初凝后铺上塑料薄膜盖上草袋，进行不少于14d的保温养护，防水混凝土不宜过早拆模，拆模时混凝土表面温度与周围外界温度不得超过15左右，以防混凝土干缩和温差引起裂缝。
(2)墙、柱混凝土浇筑：浇筑凝土时,必须先用水湿润施工缝处的混凝土面,以处处皆湿而又表面不能积水为宜,从而保证新旧混凝土结合牢固;在竖向结构混凝土结构间立有模板,在浇筑时,可能出现模板钢筋挂浆使落下的混凝土少浆,从而导致模体出现烂根,所以应先在大模板底部,以人工方式填以厚30mm～50mm与混凝土同配合比的无石子砂浆;在迎水面平面上,刷一遍净浆,再铺一层1∶1厚度为50mm膨胀水泥砂浆;浇筑时要严格控制分层厚度,每次浇筑厚度应控制在0.5m左右,每次浇筑墙体长度不大于30m,浇筑时应保证连续性。利用标尺检查,将标尺插人模板中,标尺离度与模板等离,使标尺每步止线与模板上口平齐,每次提升一步即为45cm。
(3)顶板混凝土浇筑：在浇筑混凝土之前,顶板模板必须清理干净,木模需浇水润湿。浇筑时用平板振动器振捣,振捣棒采用“交错式”方法进行振捣。振捣棒移动距离不得大于300mm,振捣棒插点要均匀排列,以防止漏振。每一插点要掌握好时间,以混凝土表面呈水平不再下沉、不出气泡、表面泛出灰浆为准,振捣时尽避免碰撞预埋件、水电预雷盒、电盒等。
关键词：降水设计，地下轨道，交通建设
中图分类号：TU753.66文献标识码：A文章编号：
1．工程概况
本次进行降水设计的车站为地下二层岛式车站，车站主体结构尺寸长237.4m，宽17.2m，底板底面设计标高约104.3m，底板埋置深度约为现地面以下15.83m。拟采用明挖法施工，车站基坑围护方案采用水下钻孔灌注桩+旋喷桩止水+内支撑的基坑围护结构设计方案。
2．场区水文地质条件
根据勘探资料，勘探深度内地下水可分为潜水﹑微承压水及承压水：
（1）潜水：含水层由①1层杂填土、1层粉质粘土、1T2层淤泥质粉质粘土构成。①1层杂填土密实度差，孔隙大，有利于地下水的储存和渗透，雨季时含水丰富，出水量较大。1层粉质粘土、1T2层淤泥质粉质粘土饱含地下水，但透水性较弱，属弱～微透水地层。
（2）微承压水：含水层由2粉砂﹑1T2层淤泥质粉质粘土﹑3中砂、3T1层粉质粘土构成。相对隔水顶板为1层粉质粘土，相对隔水底板为⑨粉质粘土。水头埋深在地面下5.12m，大连高程为114.98m，水头高度4.58m。
（3）承压水：含水层主要由⑩1中砂构成。相对隔水顶板为⑨层粉质粘土，相对隔水底板为⑩2层粉质粘土。根据本次勘察成果，该层水头埋深在地面下7.86m，大连高程为112.64m，水头高度22.64m。
车站主体结构与各含水层关系见下图。
3．地下水影响分析及降水设计计算
3.1地下水影响分析
本站主体主要采取在结构周边设置隔水帷幕的方式对影响结构施工较大的潜水、微承压水进行控制，由于阻水结构底已进入弱透水层⑨层，因此基坑阻水结构是完整阻水结构，正常情况下已将基坑周边的地下水侧向补给完全阻断，但围护结构内含水层赋存水亦会影响到结构施工。
根据抗突涌验算分析，在基坑开挖时其下部承压水由于压力水头过高，将产生突涌，故需布设减压井将承压水头降至满足基坑抗突涌高度以下。
3.2降水方案的设计计算
主站体结构施工过程中基坑内需处理的地下水：
(1)潜水：该层水需做疏干处理。
(2)微承压水：该层水需要将其弹性释水量和含水顶板至结构底板以下1.0m±的储水量疏干。
(3)越流补给：需要控制承压含水层对上层水的赿流补给。
(4)抗突涌减压：需在基坑加深段部位针对下覆承压含水层进行减压处理。
针对以上四部分地下水，分别采取布置疏干管井和减压管井的方式对其进行控制。具体计算过程如下：
3.2.1降水设计基本参数
车站外包尺寸面积A（m2）、地面标高（m）、结构底标高hd（m）、潜水含水层水位h1（m）、潜水含水层底板标高平均值hw1（m）、微承压水水头标高平均值h2（m）、微承压含水层顶板标高平均值hw2（m）、微承压含水层底板标高平均值h’w2（m）、相对隔水层粉质粘土⑨层渗透系数K1（m/d）、承压含水层渗透系数K2(m/d)、承压水水头标高平均值h3（m）、承压含水层顶板标高平均值hw3（m）、承压含水层底板标高平均值h’w3（m）、水力坡度i、降水井半径rw（m）、沉砂管长度HS（m）。
3.2.2降水计算
依地下水影响分析对各层水分别计算如下：
3.2.2.1潜水
围护结构范围内潜水储水量计算公式。
式中μ1：给水度；S1：原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）。
3.2.2.2微承压水
围护结构范围内微承压水储水量包括两部分：
（1）弹性释水量3
式中S2：原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）；μe：弹性释水系数，μe=mμe1（m：含水层厚度（m）；μe1：比弹性释水系数）。
（2）含水层顶板至结构底板以下1.0m±含水层内的储水量
式中μ2：给水度；S3：原始地下水位与开采后最大静水位降之间的差值（m）。
3.2.2.3承压水
承压水对于结构施工的影响包括对于上部含水层的越流补给及由于水头过高而造成的突涌效应两部分，计算如下：
（1）越流补给量Q4=
式中：越层补给系数（=，：承压水与潜水位的水位差（m）；k：相对隔水层渗透系数（m/d）；m：相对隔水层厚度（m））。
（2）降低承压水头的出水量
抗突涌验算公式w
式中H：承压水头（m）；h：承压含水层顶板至开挖槽底的土层厚度（m）；Ks：安全系数；w：水的重度（kN/m3）；：土的重度（kN/m3）。
取临界值可计算出不产生突涌所需要的水位降深。
选取正确的井结构模型进行出水量计算，计算公式如下：
式中K：承压含水层渗透系数（m/d）；R：降水影响半径（m），R=10S；S：水位降深（m）；r0：基坑等效半径（m），；M：承压含水层厚度（m）。
3.2.3疏干井配泵及井深
主站体结构一般深度部位疏干井内控制的水量：Q=Q1+Q2+Q3，依公式q*n*a*k≥Q，用试算法得出井数及配泵q1、越流量所需泵量及站体加深段增加泵量q′后既可得实际配泵量q。
式中n：疏干井数量；a：超前抽水天数；k：折减系数。
井深：
3.2.4减压井配泵及井深
依泵量公式，试算法既可得出为减小水头压力所需配备的泵量q3。
井深：
3.2.5承压水降深验算：
式中M：含水层厚度（m）；S：基坑水位降深（m）；Q：基坑涌水量（m3/d）；：某点到各井点中心距离（m）；R：影响半径（m）。
将数值带入公式计算后，与实际所需降低水位进行比较，既可判别水位降深是否满足要求。
4．结束语
管井井点降水是现在深基坑降水工程中较为常用的一类降水方式，其有着施工工艺成熟、降水效果显著等优点，但在成井及抽水维护过程中亦存在着许多需要注意的问题：
降水井的平面布置：降水井平面布设宜采用围绕结构封闭式布置，当某处无法封闭时须在该处延长布设；
成井方法的选择：选用不同机械施工的降水井，其洗井难易程度存在有较大差异；
成孔要求：降水井成孔务必保证孔径和垂直度满足设计及相关规范要求，才能保证降水井达到设计出水量；
洗井要求：洗井工作应在规定时间内完成，且洗井程度应达到水清砂净，保证降水井的出水效果；
抽水要求：基槽开挖前务必保证一定的超前抽水时间，才能保证能够达到理想的降水效果，尤其本次设计结构内布设的疏干井更应实现超前抽水。抽水维护期间应定期对抽出水的含沙量定期检测，保证其满足相关规范要求，以免由流砂导致地面沉降等不良现象。
由此可见，降水设计应全面的考虑问题，照顾到整个降水过程的每个环节，并给出相关技术要求或参数建议值，保证每个施工环节均能够有据可依，才能够保证工程项目的顺利开展。
参考文献：
1．《建筑与市政降水工程技术规范》JGJ/T111-98
2.《城市轨道交通岩土工程勘察规范》GB/50307-2012
3.《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
4.《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年版)
在我国，煤炭作为主要能源，长期以来在生产、消费中占据着绝对主导地位。尽管近年来煤炭所占比例略有下降，但仍保持在65%以上，并再次呈现出上升的迹象[2].只有减少煤炭的使用，大气污染问题才有可能得到解决。我国城乡建筑发展迅速，近几年来每年建成的住宅面积，城镇已至4～5亿平方米，农村则达7～8亿平方米，其中供热、空调的建筑面积高达6.5亿平方米。与气候条件接近的发达国家相比，我国居住建筑单位面积供暖能耗为他们的3倍左右[3].现在，这些高能耗建筑冬季供暖与夏季空调的使用正日益普遍，解决它们所造成的能源浪费和环境污染问题已成为紧迫的需要。现在我国禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房。因此，除了集中供热的型式以外急需发展其它的替代供热方式。热泵（包括地下水源热泵）就是这样一种可以有效节省能源、减少大气污染和CO排放的供热和空调新技术。
1、基本工作原理
地下水源热泵系统的低位热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。热泵机组冬季从生产井提供的地下水中吸热，提高品位后，对建筑物供暖，把低位热源中的热量转移到需要供热和加湿的地方，取热后的地下水通过回灌井回到地下。夏季，则生产井与回灌井交换，而将室内余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的，另外还可以起到养井的作用。
如果是水质良好的地下水，可以直接进入热泵进行换热，这样的系统我们称为开式环路。实际工程中更多采用闭式环路形式的热泵循环水系统，即采用板式换热器把地下水和通过热泵的循环水分隔开，以防止地下水中的泥沙和腐蚀性杂质对热泵机组的影响[3].
由于较深的地层不会受到大气温度变化的干扰，故能常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外空气温度，也低于夏季的室外空气温度，且具有较大的热容量，因此地下水源热泵系统的效率比空气源热泵高，COP值一般在3和4.5之间，并且不存在结霜等问题。此外，冬季通过热泵吸收大地中的热量提高空气温度后对建筑物供热，同时使大地中的温度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用；夏季通过热泵把建筑物的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。这样，在地下水源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用，进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。
地下水源热泵系统还可以产出生活热水，其水路连接方式大致有四种。最简单的方式有空调水系统与生活热水水系统完全分开和相关联且井水系统串级连接这两种，但是前者冷凝温差太小，后者也不能解决生活热水用的水源热泵机组停机时空调系统容量减小的问题。所以有了在后者基础上增加电动三通阀的方式，这样不仅减小了装机容量、降低了初投资，而且机组的配置也更加合理，提高了系统总能效比。此外，目前还有一种生活热水采用热回收型水源热泵机组的连接方式[4].后两种方式充分利用了井水的能量，且通过回收空调系统的冷凝热来制备生活热水，使整个系统的能效比得到了提高，比较合理、节能。
国内的地下水回灌基本上采用原先的人工回灌方式，主要分为压力回灌和真空回灌两种。压力回灌适用于高水位和低渗透性的含水层，也适用于低水位和渗透性好的地下含水层；而真空回灌则仅适用于低水位和渗透性好的含水层。现在国内的大多数系统都采用的是真空回灌的地下水回灌方式。另外，国内通常采用回扬和清洗的方式来维持地下水的回灌。回扬次数和回扬的时间视含水层的透水性大小而定，其次要考虑井的特征、水质、回灌量和回灌技术方法。这些都是非常专业化的工作，大大增加了用户的维护工作量，而且这种操作对井的损害也很大，会造成系统寿命的降低[5].
2、工程应用实例
1997年，中国科技部与美国能源部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中一项就是地源热泵的发展战略。1998年，中美两国确定在我国北京（代表北部寒冷地带）、宁波（代表中部夏热冬冷地带）、广州（代表南部亚热带）合作建立三个地源热泵的示范工程。北部示范工程是北京食品发酵研究所综合办公楼及专家楼，中部示范工程是宁波雅戈尔工业城，南部示范工程是广州松田职业技术学院。在这三个示范工程项目中，两个为地下水源热泵系统，一个为复合式地下水源热泵系统（HybridGWHP）[1、2].
除了这些之外，还有其它一些工程实例，其中比较有代表性的工程有：
清华同方人工环境有限公司承担的山东东营市胜泰大厦的地下水源热泵系统和空军丰台招待所、办公楼的地下水源热泵空调改造系统。其中，东营市胜泰大厦的建筑面积4，500m，制冷量271kW，冷冻供回水温度7C/14C，输入功率62kW；制热量290kW，热水供回水温度50C/40C，输入功率83kW.设计了2口水源水井，当其中一口为抽水井时，另一口水源井为回灌井。空军丰台招待所、办公楼冷量1，400kW，热量1500kW，采用3口供水井，井深50m，地下承压水温度为15C左右；回灌井2口，井深28m[2].
内蒙古科技厅科力宾馆的地下水源热泵空调系统工程（国家试验示范工程）。该工程总建筑面积约为10，000m，水源为两口井，井深180m，直径320mm，其中一口为供水井，一口为回灌井，两口井可以交替使用。分别采用小流量、少回灌技术和极限水温控制法解决了水量偏小和水温偏低的问题。因该地区的浅层水逐年下降，且很不稳定，故采用承压水作为水源，并且通过建造沉砂调节池和实现定期回扬、消除气阻砂阻等方法成功解决了承压水回灌难的问题[6].
山东兖州某煤矿地面建筑的地下水源热泵系统工程。地面建筑面积为20000m，该矿区有着可供利用的丰富矿井水资源，夏季水温为25C，冬季水温为19C.由于煤矿矿井水已被抽到地表，故省去了额外打井、水泵的费用，而且充分利用了既有资源，有着很好的经济性[7].
另外，为了实现“绿色奥运、人文奥运”的目标，北京市政府将地热资源的开发利用列入了奥运公园的能源供应规划之中。专家们预测，2008年北京奥运会之前北京奥运公园将钻10眼地热产水井和回灌井，预计井深3，000～4，000m，每口井日出水量在6500m以上，水温均大于65C以上[2].
3、存在问题分析
最近几年地下水源热泵系统在我国得到了迅速的发展，虽然它是一种环保、节能、先进的空调方式，但对于利用地下水这种资源仍然存在一些需要注意的问题：
①地质问题
地下水属于一种地质资源，大量采用地下水源热泵，如无可靠的回灌，将会引发严重的后果。地下水大量开采引起的地面沉降、地裂缝、地面塌陷等地质问题日渐显著。例如地下水的过度抽取引起的地面沉降，在我国浙江、江苏和整个华北平原，情况都仍然非常严重。地面沉降除了对地面的建筑设施产生破坏作用外，还会产生海水倒灌、河床升高等其他环境问题。对于地下水源热泵系统，若严格按照政府的要求实行地下水100%回灌到原含水层的话，总体来说地下水的供补是平衡的，局部的地下水位的变化也远小于没有回灌的情况，所以一般不会因抽灌地下水而产生地面沉降。但现在在国内的实际使用过程中，由于回灌的堵塞问题没有根本解决，有可能出现地下水直接地表排放的情况。而一旦出现地质环境问题，往往是灾难性和无法恢复弥补的。
②水质问题
现在国内地下水源热泵的地下水回路都不是严格意义上的密封系统，回灌过程中的回扬、水回路中产生的负压和沉砂池，都会使外界的空气与地下水接触，导致地下水氧化。地下水氧化会产生一系列的水文地质问题，如地质化学变化、地质生物变化。另外，目前国内的地下水回路材料基本不作严格的防腐处理，地下水经过系统后，水质也会受到一定影响。这些问题直接表现为管路系统中的管路、换热器和滤水管的生物结垢和无机物沉淀，造成系统效率的降低和井的堵塞。更可怕的是，这些现象也会在含水层中发生，对地下水质和含水层产生不利影响。更深层的问题是地下水经过地下管路时温度、压力的变化是否会影响其热力学平衡状态，地下热环境会对区域生态带来怎样的影响[4].水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源，任何对水资源的浪费和污染都是绝对不可允许的。
4、个人分析思考对于地下水源热泵，笔者在此提出几点自己的看法，谨供参考。
4.1地下水源热泵系统的优点
①根据热力学第二定律，采用热泵的形式为建筑物供热可大大降低一次能源的消耗，提高一次能源的利用率，因此地下水源热泵系统具有高效节能的优点。
②地下水源热泵系统可实现对建筑物的供热和制冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以代替原来的锅炉加制冷机的两套系统。系统紧凑，省去了锅炉房和冷却塔，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。
③地下水温度较恒定的特征，使得地下水源热泵系统运行更稳定可靠，整个系统的维护费用也较锅炉-制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。
4.2地下水源热泵系统的缺点
①这种系统需要有丰富和稳定的地下水资源作为先决条件。由于打井的成本并不与取水量的大小成正比，因此较大系统的投资效益比较高。地下水源热泵系统的经济性还与地下水层的深度有很大关系。
②在冬季，我国北方地区土壤温度较低，并且以热负荷为主，如果采用地下水源热泵供暖，则机组和换热器的初投资比较高，连续运行的效率也较低。夏季运行时，机组容量过大，造成浪费。我国政府、建筑设计人员和公众对这一技术缺乏了解。不仅因初投资高于其它系统而得不到认可和推广，而且给运行管理带来了很大的问题。运行管理是任何一个HVAC系统的重要组成部分，对于地下水源热泵这种特殊设计更是关键因素。
③环境方面的问题一旦出现，基本上是无可挽回的，或挽回的成本将非常巨大。从某种程度上讲，造成的危害不亚于大气污染。
4.3对于地下水源热泵应采取的态度
①地下水资源在某种程度上是国家的一种战略物资，而且一些水文地质界的专家对当前地下水源热泵的发展也持保留意见，因此，对于在我国大面积推广这种系统应采取慎重的态度。
②在决定采用地下水源热泵系统之前，一定要做详细的水文地质调查，并先打勘测井，以获取地下温度、地下水温度、水质和出水量等数据，合理地配置整个系统。
③设计、施工和运行等各个环节都要有谨慎小心的态度，确保系统不会因负荷不当、水泵功耗过高、管理不善而降低了效率。
5、结束语随着现代科技的发展，环境和能源问题越来越受到国际社会和我国政府的重视，这使得暖通空调设计人员不得不寻找更先进、节能、环保的空调采暖技术。地下水源热泵作为一种可持续发展的绿色能源技术，有着高效节能的特点，受到了各国的广泛关注，在我国的发展也是十分迅速，相信将来也一定能有其发展空间。
参考文献
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[5]邬小波。地下含水层储能和地下水源热泵系统中地下水回路与回灌技术现状[J].暖通空调，2004，34（1）：19-22
关键词地区概况；高密度电法勘探;含水构造;激电异常
1.概况
1.1地理位置
物探工作地区位于某地区地理位置为东经？,北纬？。
1.2地形地貌
该物探工作区的地貌组合类型是：峰丛谷地，呈四周高、中部低的地势。
1.3地层构造
(1)地层
该工作区、周边出露地层由上至下分别是
A、第四系残坡积层(Q)：黄褐色红粘土，表层含植物根系，分布于斜坡、谷地及地势平坦地带,厚0～5.0m。
B、三叠系中统松子坎组(T2s)：分布于工作区南部,岩性为灰、灰白色中至厚层白云岩，灰岩夹泥岩。
C、三叠系下统茅草铺组(T1m)：广泛分布于工作区,岩性为灰、深灰色中至厚层微晶灰岩、白云质灰岩，局部夹深灰色、灰黑色泥质灰岩、泥岩。
(2)构造
地层倾向南东,单斜构造。
1.3地下水的补、径、排条件
该物探工作区中，地下水是以大气降水补给为主的，因为地下水类型为裂隙也就是溶洞水，也就是大气降水到了地面后，经过岩层中构造裂隙、风化裂隙、溶洞溶隙等补给了地下水，在工作区的地下水汇水面积约3.2km2。因在地形、地貌及构造控制的下,地下水补给区周边均以地表分水岭为界，有河为区内地下水的侵蚀基准面,地下水总体上由南西向北东向迳流，在北部出露地表且补给地表河水。地下水类型为裂隙―溶洞水,大多赋存于三叠系下统茅草铺组中,，地下水水化学类型以HCO3-Ca为主。
2测区地球物探特征
耕植土、粘土及红粘土组成该区表层，呈低电阻率反映，视电阻率300Ωm，局部不均匀体也呈高阻反映,基岩由三叠系中统松子坎组(T2s)、三叠系下统茅草铺组(T1m)组成,松子坎组岩性为灰、灰白色中至厚层白云岩、灰岩夹泥岩,茅草铺组岩性为灰、深灰色中至厚层微晶灰岩、白云质灰岩,局部夹深灰色、灰黑色泥质灰岩、泥岩,无论是白云岩还是灰岩与含水构造都呈高阻反映。
3．野外施工方案
高密度电法是多种排列的常规电阻率法与资料自动反演相结合的综合方法，还是以岩土体导电性差异为基础的电探方法，是一种阵列勘探方法，它的工作原理和常规电阻率法一样，在野外观测中，全部电极沿测线一次性布设,仪器按已设定的供电和测量排列方式自动采集所有电极的电位差，得出相应的视电阻率，数据在测量过程中自动存盘。此处物探找水工作共布置2条测线，控制剖面线长约1200m，是偶极-偶极装置,每条线一次布置60根电极,点距10m,最小极距系数1,最大极距系数20,勘查深度要求150m,高密度电法勘探能够满足要求。
4．物探资料的分析
4.1.对典型反演断面图的分析
图1为8号线视电阻率反演断面图,在视电阻率断面图中部300m位置、深度60m以下为一明显的低电性地质体引起的低阻异常。电法资料解释认为，该点异常为灰岩溶蚀后形成的裂隙溶洞,该部位岩溶裂隙较发育,低阻异常应为某种低阻充填物所致。
图2为6号线视电阻率反演断面图，同样在视电阻率断面图中部300m位置、深度60m以下为一明显的低电性地质体引起的低阻异常。6、8线视电阻率反演断面平面300m位置、深度60m以下的两低阻异常形态基本一致,同样电法资料解释认为该点异常为灰岩溶蚀后形成的裂隙溶洞,该部位岩溶裂隙较发育,低阻异常应为某种低阻物质充填所致。
4.2对激电资料的分析
由于高密度电法资料分析在测区中部300位置、60m以下深存在一与该区地下水流向基本一致的低阻异常体存在,电法资料推测为岩溶裂隙管道,该裂隙被某种低阻物质(水或粘土)所充填,为减小地下水开采的风险,用直流激电测深法来区分裂隙内充填的低阻物质是不是水。
表16线300m点流激参数
激电综合参数显示:半衰时、极化率、衰减度、综合参数均在AB/2为120～160m之间,均有明显的相对高值异常反映,视极化率达1.25%,半衰时达1.68,衰减度达0.44,综合参数达1.57,说明300m点60m以下深的岩溶裂隙内充填的低阻物质可能为地下水。由高密度电法资料分析,推测的低阻异常体发育为北东向,与水文地质条件相符,低阻异常体的激电效应反映有水的可能,因此确定地下水探采井位于6线300m点处。
钻探验证
图36线300m点激电综合参数曲线图
通过分析、布井、施工,其钻孔结构由上至下为:
0～5.0m为第四系残、坡积层,成井揭露0～5.0m为红粘土。5.0m～57.5m为三叠系下统茅草铺组(T1m)灰、深灰色中至厚层微晶灰岩夹深灰色、灰黑色泥质灰岩、泥岩,偶见少量方解石脉；57.5m～113.5m为三叠系下统茅草铺组(T1m)灰、深灰色中至厚层微晶灰岩、白云质灰岩,裂隙发育,裂隙中偶见黄色粘土充填,其中67.0～67.50m处有地下水,地下水流量1.243l/s,71.5～85.5m地下水流量逐渐增大至8.531/s,为该孔主要含水段。113.5m～151.0m为三叠系下统茅草铺组(T1m)深灰色中至厚层白云质灰岩,偶见少量方解石脉充填。根据钻探施工的结果证实，在预测靶区内打出一口涌水量737m3/d的优质水井,使该地人蓄饮水及灌溉的水源问题得到了有效缓解。
6．结论
在岩溶地区探测地下水,我们运用了高密度电法结合直流激电测深方法，我们在其它地区的地下水勘查时，运用高密度电法探查了29个点，有23个孔达到地下水量开采的孔，5个孔有水，但达不到开采量要求,1个无水孔，经验证存在物探低异常推断的低阻体。从中我们可以看出，高密度电法的运用，在岩溶地区来寻找含水低阻异常体(含水构造)的位置及形态是可行的,运用其它物探方法(如直流激电测深法、地面核地面核磁共振找水方法)来区分低阻异常体的性质,然后，根据水文地质分析,可断定，是在岩溶山区探找地下水的有效的工作方法模式。
参考文献
关键词：地下综合体真空排水真空卫生间
随着社会的发展，人们越来越重视对地下空间的利用，修建市政地下综合体工程就是人们利用地下空间一个重要手段。目前，在市政地下综合体内的卫生间主要采用水冲式厕所。水冲式厕所分通过传统式的污水泵房提升和一体化的提升装置提升两种方式。然而这两种提升方式都有显而易见的缺陷：由于设置在地下的厕所通风通受限，采用传统式的污水泵房提升的方式通常臭气浓度会严重超标，人使用环境也受到影响，并且存在严重的防疫问题。采用一体化提升装置的厕所则有不节水、不能同层排水的缺点。真空排水系统作为国际先进的前沿技术，很好的解决了以上两种提升方式的缺陷，在维护、节水、环保、使用舒适度等方面的优势十分明显。因采用真空排水的卫生间内形成一种始终是微负压的状态，使得空气保持清新，为使用者提供一个良好的如厕环境。
1、市政地下工程现有厕所使用中存在的问题
目前市政地下工程中应用较多的是采用传统污水泵房提升的水冲式厕所，水冲式厕所因地下污水集水池的存在，导致粪便在地下长时间存留，造成臭气扩散、蚊蝇滋生、疾病传播等严重的卫生问题，特别是大规模疫情爆发时，其潜在的危害就会十分严峻。
在夏天，泵房内的卫生和防疫问题尤其严重，管理人员只能依靠不断的稀释集水池内的污物、及时消毒等被动手段措施，来缓解污水泵房内的异味，消除有害细菌的传播。水冲式厕所设置污水集水池，给环境和卫生带来了严重问题，只有及时清除污物，腾空集水池中的污水，才是解决问题的最好途径。另外，采用传统式污水泵房的水冲式厕所是一种全开放的系统，当地下工程卫生间排风量不足时，会造成卫生间使用环境恶劣，臭气浓度会严重超标。特别在阴雨天，通风不畅，会使整个地下空间弥漫着强烈的刺鼻的气味，给人们造成了严重的身心伤害。一体化提升装置的出现，缓解了以上的矛盾，当存在不节水、不能同层排水的缺点。
2、真空排水系统的简介
真空排水系统就是利用真空泵维持真空排水管道内的负压，将卫生器具和地漏的排水收集传输至真空罐，通过排水泵排至室外管网的全封闭的排水系统。
一套完整的真空排水系统包括真空机组、真空便器（包括真空蹲式、座式便器）、灰水收集装置、一般通用的卫生洁具（如小便器、拖布池、地漏、小便器）和真空管路等组成。
（1）真空机组：主要由真空罐、凸轮泵和控制系统组成，通过凸轮泵的运行使真空气罐和真空管路中产生负压，并维持该负压在设定的范围内，同时将真空罐中的污水和臭气排入市政管网。
（2）真空便器：真空便器与管路之间通过隔膜阀连接，隔膜阀隔断大气与真空管路，按下冲洗按钮后，真空阀自动开启，污水及周围的空气在管道内部真空的作用下被吸入真空管网。
（3）通用卫生洁具和灰水收集装置：通用的卫生洁具（如小便器、拖布池、地漏、小便器）通过重力流管道进入灰水收集装置，待达到设定液位后排放，排泄阀自动开启，污水及周围的空气在管道内部真空的作用下被吸入真空管网。
（4）真空管路：真空管路内维持-40～-60KPa的真空，污水在真空管路中流速很快，有效的降低了管道堵塞情况。
3、真空排水系统优势及适用性
根据真空排水系统的自身工作特点，结合市政地下综合体工程实际排水需求，起优势及适用性体现在如下几方面：
（1）用真空机组代替传统污水泵房提升的水冲式厕所，从根本上解决了地下空间内厕所的恶劣环境和卫生防疫等问题。
（2）真空系统作为一个全封闭的负压系统，不存在臭气外溢的情况，能够很大程度上消除地下空间内厕所的臭气污染。
（3）系统能够满足多人次使用的要求，符合市政地下综合体工程的大客流需求。
（4）系统运行真空负压值在-40～-60KPa，可实现向上提升，最高可达3.5m；而且管径相对都比价小（真空管路管径在de32～de75之间），容易避让障碍物，使得该系统安装灵活，能够更好的适应地下空间通常障碍物比较多的特点。
（5）真空便器一次冲洗耗水量仅为1.5L左右，为传统式厕所的1/3～1/4，符合国家节能减排的政策要求。
4、西安某市政地下综合体工程真空排水系统的简介
西安某市政地下综合体工程本工程总用地面积22835.2m2，地下建筑高度4.6m，地下建筑最大埋深10.8m，包含下沉式广场、地下商场、地下人行环道、设备区等。本工程为纺织城地区北部重要的城市交通门户，既是道路交叉口人行过街交通的主要通道，又是地铁半坡站客流出入和疏散的重要附属通道。为适应西安国际化大都市的建设，根据本工程交通客流量很大、使用要求高、如厕环境要好等特点。在通过方案对比与分析，本工程卫生间采用真空排水系统。
设计方案：根据建筑专业提供的卫生间平面图，本工程集中设置卫生间一处，系统设置规模见表1。
表1地下综合体工程卫生间设置情况
蹲便器坐便器小便器台式洗手盆柱式洗手盆污水盆地漏
男厕101129116
女厕1211212
合计2221221218
考虑到真空便器价格比较昂贵，为节约工程的初期投资，本工程采用重力流与真空结合式真空排水系统。如下图1：
图1重力流与真空结合式真空排水系统示意图
方案中，废水与污水进行分别处理，分别进入真空系统管道，避免便器中的臭气排入地漏等废水管道中，断续的废水、污水以最短的距离重力流进入提升器或真空地漏，一旦液位达到设定值，真空废污水提升器或真空地漏的真空控制阀自动开启，真空泵将管道的负压值维持在0.6bar，污水以4～6m/s的速度由真空管道进入真空泵站中的真空罐中，真空罐内污水的液位达到设定值，排污泵自动运行，将污水提升至室外化粪池，最终进入城市污水市政管网。
5、真空卫生间的使用注意事项
为保障真空卫生间的正常使用，应在后期运营维护中注意以下事项：
（1）由于地下综合体工程既是道路交叉口人行过街交通的主要通道，又是地铁半坡站客流出入和疏散的重要附属通道。日后客流量必然大而杂，应加大厕所管理，增加日常巡视力度。防止设备异常损坏而影响厕所的使用。
（2）为防止各种设备的损坏，应加大宣传力度，提倡文明如厕。
（3）应确保各种便器的冲洗效果，维持冲洗水压在0.18Mpa以上，必要时采用管道泵增压。
6、结语
真空排水系统在国内起步较晚，但其独特的环保、安装灵活，适应性强的优势，能够很好的满足地下综合体工程建设领域的厕所要求，具有良好的发展前景。
参考文献：
关键词：地下水位监测仪数据采集自动观测
一、简介
地下水位仪是利用一个运动的浮桶和一个轴状的记录编码器组成，可用于连续监测和存储地表水和地下水的液位。拥有多种数据传输方式，并且是一种可将现有测量分段自动化监测的理想装置。
二、工作原理
水位的改变是通过钢线下的浮桶和铅垂的上升与下降带动滑轮转动来测量，滑轮旋转运动通过传输电缆转变成电信号被自动记录、修改、保存到数据采集器的记录单元。存储间隔可根据水文测量标准事先调整。
三、组成部件
地下水位观测仪主要分为数据采集器、滑轮、浮桶、铅垂几大部分。其中数据采集器由编码器、液晶数据记录器、传感器连接单元、通讯连接单元、红外感应传输单元组成。浮桶直径80mm，铅垂为0.100kg。
四、特点
1、操作简单，测量精度高，低功耗，性价比高。
2、可实时分段自动化监测任何时刻的当前水位数值、时间、日期、电池电压。
3、测量数据可以通过RS232串口、红外接口和SDI12接口，方便的传输到电脑或其他远程设备。
4、在深井观测水位时，安装简易、测量方便。
五、监测数值的方法
监测数值的方法：分为本地监测水位数值和远程监测水位数值。
（一）本地监测水位数值
激活浮子水位观测仪
当在测量模式，浮子水位观测仪液晶显示被切断，并要很快读出当前的测量数值时，你必须激活浮子水位观测仪。当设置运行参数和读取测量数值时也必须激活浮子水位观测仪。
要激活浮子水位观测仪，就将你的手放在感应装置单元（大约2-4秒），液晶显示器则显示当前测量数据。当你的手再次暂短的覆盖在感应装置时显示器将连续显示当前水位、时间、日期、电池电压。
在感应装置被手掌激活后离开，大约3分钟左右，系统将自动切断液晶显示器的显示。
（二）远程监测水位数值
1、远程监测所需的设备：
一台带红外接口的PC机（连接数据采集器的红外接口），浮子水位观测仪，再加上HYDRAS3的软件配合使用。
2、连接的两种方法如下：
A、不用直接接触设置参数是通过一个无形的红外光柱（红外接口）完成的。
B、直连到浮子水位观测仪的RS232接口，试运行后也能够在远距离设置运行参数。（见图4）
六、技术参数
测量范围可选开关：±19.999米±199.99米
±199.99英尺
分辨率：0.001米0.01米0.01英尺
最大测量误差：±0.002米±0.002米±0.0066英尺
数据采集单元
显示器：单线液晶，4位半，字符高度12毫米
测量值存储器：大约可存储30，000个测量值（EEPROM）
采样间隔/1，2，3，4，5，6，10，12，15，20，30分钟
存储间隔：1，2，3，4，5，6，8，12，24小时，0=关闭
接口：RS232C和红外
电能提供：1节1.5V高能碱性电池（LR14CAM2）
长度×直径：244毫米×47毫米
重量（包括电池）：0.320公斤
外壳：塑料
保护级别：IP68
温度范围：-20到+70℃
编码器单元
滑轮周长：200.0毫米
标准浮筒线缆：直径1毫米
其他直径也可以使用（如0.6毫米线缆，需要设置滑轮周长为198.7毫米）。
尺寸长×宽×高：82毫米×82毫米×34毫米
重量：0.140公斤
外壳：塑料
保护级别：IP54
温度范围：-20到+70℃
传输线缆
长度：1米
注：基本编码器单元精确数据（不包括浮筒，浮筒线缆和铅垂）
关键词：地源热泵抽水井回灌井抽水试验回灌试验抽灌比
中图分类号：C35文献标识码：A
1．使用过程的回顾
随着社会的发展与进步，人们的节能与环保意识日益增强，随之而来的是节能、环保技术的不断推出与发展，在这种条件之下产生的新型采暖（制冷）设备系统开始得到了人们的重视。它的工作原理是通过输入少量的高品位能源（如电能）实现低温位能向高温位能的转换，即“由抽水井取出的地下水，经处理后直接流经水源热泵机组经热交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统”通常称之为水源热泵系统。
沈阳市使用该系统始于2002年前后，沈阳市有关部门曾大力推广，市里成立了水源热泵推广办公室，并举办展览会，并制定了一些临时措施大力推广使用。因为是一项新技术，过去接触的较少，只能参照有关专业规范在实践中寻找经验。直到2005年，国家制定了《地源热泵系统工程技术规范GB50366―2005》，该项技术的推广与应用才算有规可循。此阶段也是沈阳市使用及计划使用水源热泵最多的阶段。而这时有关部门要求所有的新建项目一律要采用水源热泵采暖。这种不问条件大力推广的结果有成功的，也有失败的，主要是回不去水，达不到同层回灌的目的，以至于造成了不同程度地下水资源的浪费与污染。2010年以后，使用该系统的就比较少了。
任何一项新技术的应用都有其利、弊两方面，应当用辩证的观点进行总结，在雾霾日趋严重的气候条件下，该项取暖系统还应继续推广。
2．使用水源热泵系统出现的主要问题
2.1回灌水不畅通
所谓回灌水不畅通是指地源热泵系统抽取的地下水，经循环使用后不能顺畅回灌到含水层中去。沈阳市基本属于浑河冲、洪积平原范围，蕴藏着丰富的地下水，是很好的地源热泵系统低温热源，但在使用过程中发现即便是采用多井回灌，也不能将全部抽取的地下水回灌到含水层中去，达不到同层回灌的效果，影响了水源热泵的应用。为解决回灌水问题，曾经提出过很多办法，如加压回灌；在回一眼井中既抽水又回灌，但效果都不理想，费用又很高，仍然没有解决回灌问题。
2.2空间有限，布井困难
目前，城市建筑用地已经达到了寸土寸金的地步，建筑物的周边很少有空间能布置大量水井，根本达不到井间距50米左右，即使30米也很困难，这就限制了水源热泵系统的应用。
3．使用水源热泵系统的基本条件
3.1水文地质条件是否允许
毋庸置疑，水源热泵是一种好方法，便不是到处都可以应用，首先要考虑水文地质条件，特别是地下水的赋存条件，如果缺少好的含水层，取水和回水都不理想，不适用这种方法。
沈阳市区范围基本都在浑河两岸，属于浑河冲、洪积范围之内，良好含水层的厚度在20―30米，是理想的水源热泵系统的热源，大部分地区都适于水源热泵系统。除浑河冲、洪积平原外，因缺少良好的含水层，除用水量较小的场所之外，基本都不适用水源热泵。
3.2场区是否有足够的空间可以布井
采暖大户一般为住宅小区。即或处于比较好的地段也要看是否有足够的空间可以布井。一般是据供暖面积初算需水量（每万小时需水量约50―60T）再据需水量计算所需井数。如果井的间距达不到30―40米，会影响抽水井的水温，仍然是不能用这种方法。
3.3对周边环境有否影响
附过有无水源地或其它水源热泵项目（一般大于500米既可），要了解他们的用水量及是否会引起地下水位的干扰降低，按照长期开采后的影响半径计算彼此间有否干扰。另外本项目周边有否污染源也要考虑。
4．体会
4.1能否使用水源热泵系统的前提条件
首先要搜集本区的水文地质资料，确定取水层位、水温、水质、预计抽水量及回灌量。然后施工开采―试验井2-3眼，进行一组抽水试验及回灌试验，特别是回灌试验最少也要稳定36小时，有了这两组试验，才能计算有关参数，结合场区的范围，布置井位，当有了这些资料后，才可以进行可行性研究，最终确定能否使用水源热泵系统。
我公司十余年来施工三十余项水源热泵工程。但每一个项目都是先搜集水文地质资料，有选择性的进行勘察，但是必做抽、灌试验。围绕热泵系统的需要提供有关参数才最终确定是否可以采用该系统。由于首先进行了上述工作，没有出现过业主设备已安装但因水的条件不允许而废弃的情况。从投入使用后回访来看，效果较好。
4.2抽水井井管材质与结构设计
从目前使用的抽水井井管材质来看，有无缝钢管也有桥式滤水器，比较普遍应用的还是卷制钢管凿眼、垫筋、缠丝包网过滤器。直径426mm左右，填砾厚度可在200mm左右，一般空隙率都能达到20%以上，洗井时井管强度也有保障。抽水井的井径最好也能大一些，大于800mm为宜，这样可以保证填砾的厚度，使地下水充分过滤后再进入抽水井，可以减少地下水进入机组前的含砂量。
4.3回水井井管材质与结构设计
回水井的材质一种是钢筋骨架、缠丝包网过滤器；一种是桥式滤水器，前者的空隙率可以达到25%-30%，桥式可以达到20%-25%。沈阳地区多用的是前者。回水井井管的直径从426-529-630mm逐渐加大。在使用中发现一般井管直径增加100mm回水量可以提高5T/h左右。所以，目前回水井井管直径多采用630mm，材质采用钢筋结构缠丝包网过滤器。
4.5抽水井与回灌井转换使用的问题
为了达到互换使用的目的，往往抽、回水井采取同样材质与结构。据调整互换后的使用效果与单独使用效果差不多，甚至回水量还有些减少，同时还涉及到管线的布置，繁琐又不经济。近年施工的项目又趋向于抽、回水井单独使用，仅是备用井布置抽、回二套管线。
4.6关于地下水热源的温度
作为热源的地下水温度最好在12―22℃之间，但在沈阳地区达不到，地下水的温度一般是9―12℃，能提取的能量有限也就是5―6℃，除了加大供水量来保证需要之外，要特别注意保温，从地下抽取之后一直到送入机组，整个环节包括取水井井室都需要保温，尽量保证热量不散失。
4.7抽水井间距及布置
从实际布井来看，抽水井和回水井之间距一般50m，回水井之间间距30m左右，使用效果不比较好，目前，尚无一个明确要求，到底间距是多少合适，往往都是结合水文地质条件。场地空间及邻区经验进行具体布置，若抽、回水井之间距小。在冬季，确实影响抽水井水温。其布置形式，抽、回水井间隔布较好，但对于管路的布置有难度。最主要的是结合场地条件，井的间距30―40m为多。
4.8关于抽水井与回灌井数量之比
从目前使用水源热泵系统项目抽水井与回灌井的比例看，对于渗透系数k＞60m/d的条件下，基本为1：3，K＜50m/d的井，一般为1：4或1：5，这只是一个经验值，规范中也没有规定，回水井的数量往往不是一次可以定准，主要得结合水文地质条件及回灌效果来确定，一般布井时另设1―2眼备用井。
4.9抽、回水管的下入深度
一般抽水井水泵下入静水位以下5m左右，但宜每年变换一下位置，以减轻过滤管同一部位材料的疲劳程度。泵量最好选择在100-120T/h左右，即或含水层水量丰富也不宜选择大泵，避免抽水时含水层中细小颗粒移动过大而堵塞管壁或造成其它问题。当井中水位降深超过5m以上时应分析其原因，或调换小一些水泵，降深不能过大。关于回水管的下入深度，有的进入静水位以下既可，当水位较深时，有的在水位以上；有的在含水层的底部，关于这方面没有太多研究，一般进入静水位以下5―10m为多。
关于回灌井水位上升的控制，取决于静止水位。一般当静止水位5m左右时，其水位上升控制在2m以下；静止水位大于9m时，水位上升控制在4m左右，否则就是危险水位了，应当通过水位监测提前采取措施。
4.10关于洗井
鉴于回水困扰，很多专业部门都在这方面想办法，目前，在沈阳比较先进的办法是通过井内电视查找堵塞部位，然后利用高压喷射洗井。但一般的洗井还是采用大风量6―9m3压风机加大泵量抽水联合洗井，逐段清洗，这种方法简单易行，也比较经济，应用的比较多。
凡是采用水源热泵系统项目一般是1―2年洗一次井，使用时间长的一年洗一次。
4.11使用后的监测
水源热泵系统投入使用后应定期对抽水井及回灌井的水位、水温、水质、井深及含砂量进行监测。必要时对相邻建筑物的沉降也应进行监测。以便及时发现问题及时解决。
参考文献：
1．《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366―2005）
2．《供水管井技术规范》（GB50296―99）
关键词：地下水资源评价、水均衡法、原理
中图分类号：P641文献标识码：A文章编号：
引言
目前，许多国家重视水资源评价，将水资源开发与管理相提并论,并作为城市规划和项目建设的先决条件。我国在水资源评价工作中，基于项目取水量合理性分析基础上就近取水论证十分常见，但是由于行业论证单位技术水平参差不齐,评价思路、方法不尽一致，造成工作范围、精度不规范、不统一,存在就事论事的做法,而且后续工作未能按照国家勘察规范继续开展相应阶段的工作,对工程实施和运行留下了隐患。
地下水资源评价主要包括水质评价和水量评价。本文主要探讨水资源评价中的水量计算。地下水量计算方法有很多,主要有区域均衡法、非稳定流计算法和相关分析法。在区域性大面积开发利用浅层地下水的评价中,关于水量方面的评价,应用比较广泛的是水均衡法。[1]
1水资源评价
1.1地下水资源特点
众所周知,地下水赋存于含水系统之中。含水系统具有统一的水力联系,在含水系统的任一部分加入(补给)或排出(排泄)水量,其影响均将波及整个含水系统。主要特点有：1）可恢复性:当人工开采地下水时,在多数情况下,井附近的地下水位下降，形成降落漏斗，地下水的储存量暂时减少,如果开采量不超过一定的限度,只要停止开采,水位又可逐渐恢复原位,即地下水的储存量重新得到补充。2）转化性：地下水与地表水在一定条件下可相互转化，转化的条件包括两者具有水力联系和压力差。例如，当河水位高于有水力联系的地下水位时，河道水补给地下水;相反，当沿岸地下水位高于河道位时，则地下水补给河水。应当将相互联系的地下水和地表水看成一个完整的水文系统。认识地下水资源的转化性，可以避免水资源开发利用上的绝对性。3）调蓄性：地下水可利用含水层进行调蓄，在雨季(或丰水年)多余的水就会储存在含水层中，在旱季(或枯水年)时，利用储存量来满足生产与生活的需要。利用地下水资源的调蓄性,在枯水季节(或年份)可适当加大开采量，以满足用水需要,到丰水季节(或年份)会有多余的水量予以回补。[2]
1.2地下水资源评价的主要任务
地下水资源评价的主要任务包括水质评价和水量评价。水质评价是根据不同的要求采用不同的方法。根据用水部门对水质的要求，进行水质分析，评价其可用性并提出开采区水质监测与防护措施。水量评价是通过计算水量，确定允许开采量，并对能否满足用水部门的要求做出科学评价。目前，常用的区域大面积浅层地下水资源分析计算方法有:区域均衡法、非稳定流计算法和相关分析法。本文主要介绍水均衡法在地下水资源量评价中的应用。
2水均衡法
2.1水均衡原理[3]
水均衡法是将某个均衡区或均衡段作为一个整体进行分析计算的方法，实质上是依据用水量守恒原理，分析计算地下水允许开采量，也是计算地下水允许开采量的其他许多方法的指导思想。水均衡法是目前生产实践中应用最广的一种方法，它具有概念清楚、方法简便等优点。
平原区水源地开采井布置一般相对集中,水源地较其开采影响范围小得多,可以近似地将集中开采看作点开采,此外,由于平原区地形相对平缓,水源地开采后形成的地下水位降落漏斗可以近似为以水源地为中心的圆形范围。这里,先假定水源地取水稳定后形成的地下水位降落漏斗影响范围为F漏斗,通过水量均衡分析,建立水均衡方程式,进而求解F漏斗。最终论证范围的确定应是包含该影响范围F漏斗并综合考虑行政区划、资料相对容易收集等其它因素的相对大的区域。
2.2建立水均衡方程
一般情况下,考虑水源地开采情况下的潜水均衡方程的表达式为：
不同条件下,此方程式可以变化。
2.3计算步骤
首先，划分均衡区和均衡期，建立均衡方程式。区域的水文地质条件变化，各个均衡要素也会随之变化。不同地方的均衡要素差别较大，通常将均衡要素大体一致的地区划为一个小区，将全部计算面积划分为若干小区。实际工作中，通常将一个独立的水文地质单元划为一个均衡区。均衡期一般取年，分析各均衡小区在均衡期内的均衡要素，建立相应的均衡方程式。接下来测定各个均衡小区和各个均衡要素。接着，计算和评价允许开采量。将各均衡要素代入均衡方程式，计算各均衡小区的允许开采量，将各均衡小区的允许开采量相加即得全区的允许开采量。对已求出的允许开采量应指明其灌溉保证率，这样就可对所求允许开采量予以评价。
3水均衡法若干问题的探讨
3.1地下水埋深对均衡要素的影响[4]
在浅层地下水地区,有大面积的农田供水开发利用，降雨补给是地下水的主要补给来源。灌溉用水是地下水的主要消耗项目,这两个主要均衡要素又都与地下水埋深密切相关。如果各年的埋深值变化不大,则可根据多年平均的埋深直接算出,如埋深值年际变幅较大,则应分别考虑不同埋深对降雨补给和灌溉用水的影响。
3.2地下水最大埋深的计算
计算多年过程中的地下水最大埋深,除要考虑多年均衡计算要求的埋深值外,还应包括紧接一年的年内用水要求的埋深变幅,常见计算后者的方法有直接计算法和近似计算法。
1）直接计算法：按实际资料逐年进行年均衡计算,取其年内最大降深值作为该年用水要求的埋深变幅。该法能如实反映出年内用水要求的埋深变幅,但计算工作量很大,只用在年内埋深变动规律较复杂的地区。
2）近似折算法：1)按年用水量折作年内埋深变幅值；2）50%年用水量折算；3)按50%年补给量折算；4)取年用水量与年补给量两者的低值,折作年内埋深变幅值。
4结语
目前,许多国家已将水资源开发与管理相提并论,并作为城市规划和项目建设的先决条件。在管理上,一方面通过立法形式和行政手段,审批和控制开采量,保护地下水资源;另一方面研究区域性资源量,实行总量控制,为城市发展和项目建设合理利用地下水提供科学依据。我国在水资源论证评价方面往往采用就近取水论证,工作范围、精度不规范、不统一，为项目工程的正常运行造成隐患和风险。
然而，在水量评价中应用水均衡法，可以提高对地下水资源特性分析研究深度。根据水量均衡原理,以待定的水源地稳定水位降落漏斗面积为均衡区,构建水量均衡方程,进而反求漏斗区的面积,以此作为确定水资源论证范围的依据,具有一定的实用性。
参考文献：
[1]朱学愚,钱孝星,刘新仁.地下水资源评价[M].南京:南京大学出版社,1987.
[2]李伯权.地下水资源评价中有关概念的讨论[J].工程勘察,2001,(3):20-24.
关键词：地下室防水；工程质量；工作经验
Abstract:Thebasementwaterproofasaverystrongpracticalsystemproject,itswaterproofconstructiontechnologydifficultyisalsorelativelyverybig.Overtheyears,theconstructionengineeringqualitycommonproblemworriedbythevastnumberofdesigners,constructionmansandusersisthewaterproofengineering.Undergroundwaterproofingisnotonlytomeetthebasicrequirementsofbuildingusefunction,butalsotoacertainextentdeterminesthebuildingsstructuralsafetyandprolongtheservicelife,anditalsodecidesthebuildingsusevalue.Thisarticlefromthepersonalperspective,sumsuptheirexperience,combinedwiththeactualsituation,anddiscussesthebasementwaterproofwithus.
Keywords:basementwaterproofing;projectquality;workexperience
中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
近年来，地下室和地下工程在建筑工程中占据着越来越重要的地位，地下防水工程也越来越受到人们的关注。下面我就地下防水工程施工中应遵循的几个原则进行阐述：①预防为主，多道设防，刚柔并济的原则：②对于细部构造防水，不容忽视的原则。[1]
总的来说，有两个决定性的因素影响着防水工程尤其是地下防水：①设计问题：②施工问题。目前，很少有设计者对防水工程要求采用何种建筑材料和确定防水工程的等级画出节点构造做法和细部构造大样。因此也就无法从源头上去规范地下室防水工程的一些做法，从这点上来看，设计者对于地下室防水起着至关重要的作用。第二点就是施工方面的问题了，施工单位，尤其是那些总包单位承接工程后只是根据规定随随便便去找一个具有资质的防水施工单位共同进行分包施工，却没有重视对于工程前期如何进行图纸会审根据工程的具体情况(包括施工环境气候的情况，作业条件地下水位的高低以及地下水有无侵蚀作用等)进行材料的认定和施工方案的编审等主要技术环节，同时在施工中又罕有跟踪检查、旁站监督，故而造成许多细部处理欠妥，导致某些工程竣工就出现重大问题，直接影响了人们的使用，因此，施工单位又不得不花费巨大的人力物力去进行维修(而且效果往往不好)，这不仅影响了甲乙双方的关系，同时也造成了施工单位的声誉受损，到最后也不得不加大工程成本的投入。[2]
第一个原则就是预防为主，多道设防，刚柔并济。在受到某些不良条件的影响下，地下防水工程不得不面对这样一种情况：地下经常会受到地下水的某些有害作用(一般归结为毛细作用、渗透作用、和侵蚀作用)，如何采取有效措施来防止遭到地下水的淹没，侵蚀和损坏，是我们面临的第一个挑战。预防为主，主要是以自防水为主，多道设防就是综合考虑工程地质、设计、结构、施工等几个方面，除了自防水以外采用卷材、涂料复合使用，充分利用不同种防水材料的材料特性，来达到刚柔并济的原则。下面我就以住宅楼的地下室防水工程来进行实例分析：某栋住宅楼结构为钢筋混凝土框架结构、箱形基础，为长方形的建筑平面，总共十层，地上九层，地下一层，地下室建筑面积为5100㎡，在地表下约2.0m为场地范围内地下水位，属于上层滞水，大部分存在杂填土中，地表水和雨水为其主要补给来源。该工程地下防水设计等级为二级，其防水体系为刚性和柔性共同防水。底板和外墙为混凝土结构自防水，混凝土抗渗等级为P6。外墙的防水体系也是刚性和柔性防水相结合，柔性防水为4mm厚SBS高聚物改性沥青防水卷材，穿墙处的管件采用满焊止水环及钢板封口防水，施工缝处采用钢板止水带和橡胶止水条防水。[3]
1混凝土施工要求
1.1混凝土配合比
(1)本工程的水泥用量388kg／m3，P042.5级普通硅酸盐水泥。
(2)砂采用细度模数2.3，含泥量不大于3％的中砂。
(3)石子粒径的规格为：5～31.5mm，含泥量不大于0.5％的碎石。
(4)外加剂采用掺量为水泥用量3％的EC一1高效防水剂。
(5)掺入适当的粉煤灰，级别不低于二级，本工程粉煤灰掺量为水泥用量的的12％，使水泥水化热减少。
1.2混凝土施工工艺
(1)地下室底板混凝土。底板混凝土采用了大体积大面积施工工艺，本工程的施工方法的具体流程为：“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到底”。此种施工方法能够较好适应泵送砼工艺，同时也省去经常拆卸输送混凝土管道的时间，使泵送效率大大的提高，经过混凝土泌水的简化处理，保证了上下层混凝土达到初凝时间的标准。
(2)墙体混凝土。浇筑墙体混凝土的时候，必须严格把握分层厚度，应控制每次浇筑厚度在0.5m左右，并且每次浇筑墙体长度也不应该超过30m，同时应保证浇筑时的连续性。
1.3质量保证
(1)控制配合比本工程采用强度设计为C35的底板和外墙混凝土，选用的水泥为P042.5级普通硅酸盐水泥；本工程大粒径石子规格控制为31.5mm，吸水率不应超过15％；砂采用中砂，砂率控制在38％左右；严格控制水灰比为0.45，以减少水泥水化热。
关键词：水下地形测量；GPS-RTK技术；方法选用；技术分析
中图分类号：U416文献标识码：A
水下地形测量和陆地地形测量较为相似，在水域开发的初始阶段都需要做好测图工作，但和陆地测量不同，海洋、河流、湖泊所要测量的是水下地形图。水下地形图有着广泛的应用，在远洋货运、港湾筹建、海域边界划分、都有着重要作用。也是监控大陆板块运动等任务不可或缺的基础资料之一。笔者基于水下地形测量技术进行分析，介绍最主要的几种测量方法，总结相关内容，提供给相关人士，供以借鉴。
1.水下地形测量概念
所谓水下地形测量，是在水下运用一定的测量仪器对地形进行的测量，一般是通过确定三维坐标来实现测量。主要是水深测量，这是沿测深线方向，按一定间隔测取待测深度点（称测深点）的深度，即测定水底点至水面的高度的测量工作，是水下地形y量的一个中心环节；在水深测量工作中，还要精确地测定深度点的平面位置，这项工作简称为定位；水深测量需与陆地上平面位置与高程联系起来才具有水下地形测绘等实用价值，测深与高程系统的联系，一般通过水位观测的措施。
2.水下地形测量技术方法
2.1水深测量
根据使用的测量工具，测深方法主要有：人工测量、单波束声呐测深仪测量、多波束声呐测深系统测量等。
（1）人工测量主要利用测深锤、测深杆对水深进行测量。其中测深锤只适用于水深较小、流速不大的浅水区，且精度差、工作效率低，现已很少使用。这是较为传统的检测方法，在现阶段主要应用在浅滩水深少于100cm的地区，因为这些地区水深过浅，声呐难以准确地反映出水下地形特征。
（2）单波束测深声呐（也称回声测深仪）是目前用途最广，国内外进行水深测量的最基本的仪器。声呐是仿生学的重大突破，其特点是能够发出特定频率的音频声波，声波在和物体接触的时候，会根据接触面材质的不同发生不同程度的回弹，而测探仪能够接收到回弹的声波，根据回弹的速度和声波在水域的速度综合分析研究，以确定仪器和前方物体之间的距离。若要求水面至水底的深度时，则应将测得的水深加上换能器的吃水，可得水面至水底的深度。
2.2导航定位
水下地形测量时，测量船须沿着预先设计的测线行驶，并且按照规定的时间或距离获取水深值和该水深值的平面位置。在20世纪90年代以前，有多种定位方法用于水下地形测量，如交会法、极坐标法、微波测距系统和无线电定位系统等。目前，GPS几乎完全取代了这些传统的定位方法，成为水下地形测量工作中最主要的定位手段，传统方法在实际工作中已经极少使用了。特别是离岸较近的情况下使用GPS实时动态（简称RTK）测量方式使定位更加简便快捷。实时动态测量的基本思想是，在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。在流动站上，GPS接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理，实时地计算并显示流动站的三维坐标及其精度。
2.3水位观测
水深测量需与陆地上平面位置与高程联系起来才具有水下地形测绘等实用价值。测深与高程系统的联系，一般通过水位观测的措施。简单的水位观测站为立在岸边水中的标尺，标尺零点高程通过与水准点联测求得。水深测量期间，按一定时间间隔对标尺进行读数，并绘制成水位-时间曲线，由此曲线即可得到测深时水面的瞬间高程，从而根据水深就可得到水底的高程。在落差较大的地区，应设置多个水位观测站，并利用其测值按距离或高差进行归算改正。
3.水下地形测量技术应用
3.1无验潮（水位观测）水下地形测量
水上测量可以采用GPS无验潮方式进行工作（RTK方式）。基本原理是将GPS流动站的天线与测深仪的换能器安置在同一平面位置，作业时流动站根据基准站通过电台发送的改正数实时改正自身的测量值，获得点位的厘米级精度的平面坐标和高程坐标，同时数字测深仪获取该平面位置处的水深数据，根据观测的水面高程计算出该平面位置处水下点的高程坐标，与RTK获得的平面坐标一起组成水下点的三维坐标。然后将数据导入数字成图软件就可以编辑生成需要的水下地形图。RTK无验潮测深能消除波浪和潮位（水位）变化的影响，是一种理想的水上测量方法。
3.2无人测量船测量水下地形
科技的发展使得测量行业也有了巨大变革，无人船也被投入到了现阶段的水域测量工作，能够将水下测量的设备装载到无人船上，通过精确的声呐、全球定位系统等遥感设备，结合新兴的远程控制软件设备，实现操作技术人员在岸上就能够时时的监控无人船只情况，并就无人测量船回传的测量数据进行分析研究。但在离岸较远或风浪较大的水域无法应用。
结语
综上所述，随着我国经济水平的不断提高，水下地形测量的需求不断增加。水下地形测量的手段有很多种，其优点和缺点并存。因此，相关人员应当依据工程的具体情况而选择恰当的测量方法，除了对测量时的环境因素和精度进行全面考虑之外，还应当不断的创新，采取科学的手段来弥补测量手段的不足之处，从而在未来的道路上可以使水上测量事业的不断进步。
参考文献
[1]姚冬.水下测量中延时效应的探测与改正方法探讨[J].科技信息，2014（3）：92-93.
（四川省地质工程勘察院，成都610072）
（SichuanInstituteofGeologicalEngineeringInvestigation，Chengdu610072，China）
摘要：为避免单一勘探方法的多解性，提高勘探的准度与精度，在某区的物探找水实践中，综合运用高密度电阻率法，对称四极电测深法、电阻率测井三种方法进行勘探，查明目标井位附近区域的岩性，推断地层的含水性，并根据勘探结果划定钻井布设的合理位置。
Abstract:Inordertoavoidtheuncertaintyofsingleexplorationmethod,improvetheaccuracyandprecisionoftheexploration,thehigh-densityresistivitymethod,symmetricalfour-polesoundingmethodandresistivityloggingaresyntheticallyusedinthepracticeofgeophysicalprospectinggroundwaterexplorationtoidentifythelithologyofadjacentregionofthetargetlocation,infertheaquosityofstratumandaccordingtotheexplorationresultstodelimitthereasonablelocationoftheboreholelayout.
关键词：高密度电阻率法；对称四级电测深；电阻率测井；地下水
Keywords:high-densityresistivitymethod；symmetricalfour-polesounding；resistivitylogging；undergroundwater
中图分类号：P331.3文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2015）02-0047-03
0引言
电法勘探是以介质的电磁学（如导电性、导磁性、介电性）或电化学特性差异为基础，查明地下地质构造解决地质问题或寻找电性不均匀体的一类勘探地球物理方法。广泛应用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题方面。
含水岩土介质的电阻率相对较低，并且与含水量以及水中溶解的矿物成分有关，因此在缺水地区寻找地下水的工作中，各种电法勘探往往成为最常用的勘探手段。根据含水介质与围岩之间的明显电性差异，结合水文地质资料，可以查明地下富水体的位置，并划分含水地层。目前用于地下水勘探的电法主要有直流电阻率法、激电测深法、激发极化法、大地电磁法、充电法等多种。本文根据工区水文地质条件，因地制宜选择直流电阻率法中的三种不同方法，综合应用来弥补单一方法多解性造成的错误认识和判断，对某区进行勘探，旨在获取地下岩性变化特征，寻找含地下水丰富的地层。
1区域水文地质概况
工区地层主要为第四系全新统冲积层、第四系坡洪积和三叠系杂谷脑组。地貌类型为侵蚀堆积地貌的河漫滩和一级阶地。该区域河漫滩孔隙水和第四系一级阶地孔隙潜水主要受大气降雨及河水补给，其径流条件好，径流途径短，其动态变化受气象因素控制。补给面积大，地下水丰富。按地下水的赋存条件、水理性质及水力特征，目标井位附近为第四系一级阶地孔隙潜水、第四系坡（洪）积裙（扇）孔隙潜水和基岩风化网状裂隙水三大类。
1.1第四系一级阶地孔隙潜水一级阶地含水层组以冲积砂卵石和砂砾石层为主，上覆的亚砂土较薄，加之溪沟纵横，有利于孔隙水接受溪沟、河流补给，地下水富水性相对较好。
1.2第四系坡（洪）积孔隙潜水第四系坡洪积发育于沟谷两侧的斜坡地带，倾向河沟，但不利于大气降水入渗补给，富水性相对较差。
1.3风化带网状裂隙水风化带网状裂隙水一般砂岩较板岩富水性好，该区砂岩的裂隙率一般在2-3%，而板岩裂隙率一般小于1.5%，调查区基岩多为复式紧密褶皱，岩层倾角多在45°以上，由于风化强烈，裂隙发育，裂隙率0.8-2.93%，为地下水储存提供了良好的空间，且地形切割深度不大，一般100-300m，地形起伏较缓，对地下水的补给汇集创造了条件，因此富水性相对较好。
2勘探方法的选择
直流电阻率法是以岩层的电祖率差异为前提的地球物理勘探方法。不同岩性电阻率不同，而同一岩性因受组成矿物的种类与含量、风化破碎程度、含水性等因素的影响，其电阻率值往往也存在较大差异。结合地质资料与前期的现场试验，勘探范围内各岩性之间存在明显电性差异，具备开展物探工作的条件。工区勘探范围内各岩性的电阻率值统计如表1所示。
结合工区的实际地质情况以及勘探任务要求，采用高密度电法并结合对称四极电测深法进行勘探，并对已有钻孔进行普通电阻率测井，以了解工区下伏各地层的含水情况。
2.1高密度电阻率法高密度电法兼具剖面法与电测深法的效果，并具有点距小，数据采集密度大的特点，将所得的大量数据利用现代反演技术直接反演成电阻率剖面图，利用反演所得成果，能够对岩体、土体的界线作出划分，同时对构造造成的异常区域进行划分。
本次高密度电法勘探采用温纳装置，测量时，M不动，A、N、B逐点从两边向M移动，直到A到达M前一个电极，得到一条滚动线；接着M向右移动一个电极间距，A、N、B逐点从两边向M移动，得到另一条滚动线；依次类推（如图1），通过对地表不同部位人工电场的扫描测量，得到视电阻率断面图像。这样，由此来了解地下介质视电阻率ρs的分布，根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构。
2.2对称四极电测深电测深法作为传统的单点观测方法，通过正确的工作布置和解释，可以确定勘察区内各个岩层的电阻率值变化规律，并获取单点的地层解释深度，以此对高密度电法反演成果图进行校正，可以使高密度电法反演结果的解译更加科学可信。
本次直流电测深法采用对称四极装置，测量时，0点不动，AB逐点向两边移动，得到一条视电阻率曲线（见图2）；接着移动O点，这样通过对地表不同部位人工电场的扫描测量，得到剖面上不同位置的视电阻率曲线，通过解译曲线来了解地下介质视电阻率ρs，根据岩土介质视电阻率的分布推断解释地下地质结构。
2.3电阻率测井电阻率测井是以研究岩石电阻率为基础的一种测井方法，它是通过测量人工电场沿着井剖面的变化来反映岩石电阻率变化，从而确定地层的岩性及厚度等。其勘探原理如图3所示，现场勘探时，沿井提升仪器，可以得到一条随井深变化的电阻率曲线，即为电阻率测井曲线。
3勘探结果分析
在工区内的目标井位附近布设多条测线进行高密度电法勘探，使已有钻孔尽量在测线位置上，此外在测区内选取若干点进行对称四极电测深，辅助高密度电阻率法进行解释。对已有钻孔进行电阻率测井，用于检验并校正高密度电阻率法的反演解释结果，消除因反演的多解性带来的偏差乃至错误解译。根据勘探结果，本文选取其中的一条测线A进行分析解释。
图4为工区典型的对称四级电阻率测深曲线。通过分析可以得知：该电测深曲线类型是“HK”型，结合具体地质情况分析其电性层与岩性相关关系为：ρ1（表层土）＞ρ2（粘土）＜ρ3（砂卵石）＞ρ4（砂岩），在解译时，把曲线“H”点定义为粘土层底板线，把曲线“K”点定义为砂卵石层底板线，在定性解译的基础上，对电测深曲线进行了定量解译，通过解译可以得知：在该点处，粘土层底板埋深3.7m左右，卵石层底板埋深19.5m左右，覆盖层以下为砂岩，电测深曲线未揭穿该层。通过对各剖面电测深曲线的分析和解译，得到各剖面地下岩性层分布的大致情况，以此为基础，对高密度电法反演成果图进行解译。
高密度电阻率法野外采集的数据经过反演计算，转换为深度—电阻率的关系，以获得地下地电断面的特征。反演处理主要包括：根据地质调查资料建立初始的二维地电模型、选择反演参数（阻尼系数、迭代次数、收敛极限）等，然后采用最小二乘法，查看反演结果，最后进行地形校正，得到工区的高密度电法反演断面如图5所示。
从图5中可看出：纵向上电阻率值自上而下呈低高形态，从横向上看，除剖面末端外，同一深度范围内，电阻率值变化不大，由此可以推断，剖面所揭露的地层岩性分布较为均匀，通过分析具体地质资料和电测深资料，推断上部高阻区域划分为砂卵石层，其电阻范围值为180～320Ω·m，且卵石层厚度分布不均匀，在剖面中段，卵石层较厚，其最大厚度达到27m，而剖面两端，卵石层厚度较小，厚度最小处只有4.4m左右，卵石层以下，电阻率值明显降低，为45～80Ω·m，推断该低阻区域为砂岩，勘察深度内未揭穿该层，另外，由于基岩强风化带在成果图上反映不明显，因此未对基岩风化带界线进行划分。
通过对比SK3号孔电阻率测井曲线（图6）和现场资料可知：测井段全部在砂岩层中，电阻率测井曲线在井深8.6m～12.4m段，电阻率值明显较小，最大视电阻率值只有34.5Ω·m左右，明显小于较深部地层的电阻率值，该层与图3-2中浅部的低阻区域对应关系良好，钻探揭示该段砂岩为强风化层；12.4m以下，视电阻率范围在50～100Ω·m，为中风化砂岩。
4结论
通过三种电阻率法的综合应用，可以得到如下结论：
①目标井位附近覆盖层主要为砂卵石，且卵石层厚度分布不均匀，由于卵石层孔隙率较大，因此其对地下水具有很好的渗透性，砂卵石层以下为强~中风化砂岩层，对地下水也具一定的渗透性，在有水源补给的情况下，剖面揭露的岩性层都为含水层，因此该剖面适合规划布置钻井。
②直流电阻率法对含水地层反应较灵敏，并且具有抗干扰能力强、原理成熟、解译简单快捷等优点，可以有效合理地指导井位的选择。本次物探工作采取了高密度电法结合对称四极电测深法的方法，使解译精度比单一方法有所提高，此外，对已有钻孔采用电阻率测井方法，可以更好地反映工区地层岩性空间展布、含水性等实际情况。
参考文献：
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