輻射井在黃山地區(qū)地?zé)崮懿杉こ讨械膽?yīng)用

董峰（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站  233000）

劉靜（安徽水文地質(zhì)工程地質(zhì)公司233000）

摘  要:  結(jié)合取水井施工實(shí)例，介紹黃山地區(qū)地層開采地下水工程的設(shè)計(jì)思路、施工經(jīng)驗(yàn)，特別是淺層砂礫石地層中輻射井開采超大涌水量的成功取水施工經(jīng)驗(yàn)，供同類工程借鑒。

關(guān)鍵詞: 黃山地區(qū)淺層砂礫層輻射井超大水量設(shè)計(jì)施工

一、引言

    隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我省皖南山區(qū)城市建設(shè)也步了快車道，高檔酒店、高檔住宅區(qū)、寫字樓、辦公樓等工程項(xiàng)目越來越多，環(huán)保、節(jié)能的地源熱泵系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，城市開采地下水需求量也越來越大（單個(gè)地源熱泵系統(tǒng)需要的地下水量1000～3000 m³/d）。

    黃山地區(qū)，地層含水層主要為砂礫層，層位很薄、均勻性差，下伏基巖面起伏較大，普通取水管井很難保證有效出水量（單井出水量一般為50～100m³/d），再加上設(shè)計(jì)、施工不當(dāng)，往往造成干井現(xiàn)象。

    如何有效開采地下水，已經(jīng)成為黃山地區(qū)地?zé)崮懿杉こ讨械囊粋€(gè)重要問題。為了總結(jié)黃山地區(qū)輻射井取水經(jīng)驗(yàn)，筆者結(jié)合黃山市民中心游泳館的成功取水實(shí)例，介紹該類地層采取地下水設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，供類似工程施工時(shí)參考。

二、工程概況

    黃山市體育館位于黃山市北區(qū)，屯光大道東側(cè)。我公司承擔(dān)了場(chǎng)館中的地源熱泵系統(tǒng)取水工程。該工程要求施工一口單井出水量不小于146m³/h的地?zé)崮懿杉?/span>

三、場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

    場(chǎng)區(qū)地貌單元為山地、山間谷地，地下水屬松散巖類孔隙水，主要含水巖性為砂卵礫石層。地下水動(dòng)態(tài)變化主要受大氣降水、蒸發(fā)、人工開采，新安江水位等因素影響。地下水峰值多出現(xiàn)于6-9月份，兩個(gè)谷值多出現(xiàn)于上一年12月至翌年1-5月份，即兩個(gè)枯水期，地下水位年變幅度2.00m左右。地下水主要以大氣降水入滲補(bǔ)給為主，蒸發(fā)、人工開采為主要排泄方式。

場(chǎng)區(qū)地層情況如下：

    a、粉質(zhì)粘土

    0.00～2.00m，褐黃色，濕，含砂質(zhì)及鐵錳質(zhì)結(jié)核，下部夾塊石。該層不富水。

 b、砂卵石層

   2.00～12.00m，灰黃色，很濕，分選性差，卵石含量25%，最大粒徑30mm，透水性良好，為該場(chǎng)區(qū)主要含水層。

 c、強(qiáng)--中等風(fēng)化泥巖

    12.00m以下，紫紅色，上部巖芯呈粘土狀，下部呈碎塊狀，該層含水微弱，為不透水層。

四、水源熱泵機(jī)組在黃山市應(yīng)用分析

    輻射成井法是地質(zhì)人員專有技術(shù)之一，空調(diào)主機(jī)是空調(diào)生產(chǎn)廠家的專有技術(shù)，當(dāng)?shù)卣€有相關(guān)的用水政策，集成公司就要綜合上述技術(shù)結(jié)合各地的具體情況（氣候、水溫、地質(zhì)、地表水、政策）做出相應(yīng)的設(shè)備選型和相應(yīng)運(yùn)行費(fèi)用的方案供用戶選擇，從專業(yè)的跨度上集成公司只能選用而不能調(diào)和，特別是各地區(qū)對(duì)地下水、地表水用水政策差異很大，因此水/地源熱泵機(jī)組的應(yīng)用是非常復(fù)雜的一個(gè)綜合系統(tǒng)的課題，安徽省委省政府非常重視淺層地?zé)岬睦?，為了推廣水/地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用,2009年已由安徽省國土廳委托安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站全面實(shí)施省內(nèi)淺層地?zé)崞詹楣ぷ鳎鶕?jù)普查的結(jié)果在省內(nèi)做出相應(yīng)區(qū)域淺層地?zé)?、地表水、地下水合理?yīng)用指導(dǎo)方案，并制定相應(yīng)優(yōu)惠獎(jiǎng)勵(lì)的政策，全面推動(dòng)全省節(jié)能環(huán)保減排工作的進(jìn)行，安徽省地礦局成立了《地源熱泵研究中心》，專項(xiàng)負(fù)責(zé)省內(nèi)水/地源熱泵工作的研究、指導(dǎo)和應(yīng)用工作，碳的過量排放使地球氣候升溫危及人類生存環(huán)境，哥本哈根全球氣侯大會(huì)，使人們充分識(shí)到節(jié)能減排的重要性，因此從空調(diào)的技術(shù)應(yīng)用上，空調(diào)人在政府的政策引導(dǎo)下要組合各項(xiàng)專業(yè)技術(shù)，想方設(shè)法貼近節(jié)能減排，給全社會(huì)中央空調(diào)節(jié)能減排提供可靠的空調(diào)技術(shù)及應(yīng)用設(shè)計(jì)方案，節(jié)能減排從點(diǎn)滴做起，節(jié)能減排從我做起，為保證我們的家園碧海藍(lán)天美景永在而不懈努力。

    黃山市是旅游觀光城市，為環(huán)保嚴(yán)禁豎煙囪，嚴(yán)禁燃煤，在以前大型酒店中央空調(diào)只能采用水冷螺桿+燃油鍋爐或溴化鋰主機(jī)、小型賓館一般采用風(fēng)冷冷熱水模塊機(jī)組形式，由于柴油價(jià)格上漲因素，供冷供熱的運(yùn)行費(fèi)用相當(dāng)高，黃山市在地下水位相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域采用淺層地下水作水源熱泵熱源水，完全能滿足水源熱泵設(shè)備的需要，能夠保證制冷、制熱、制60℃衛(wèi)生熱水的需求，比較采用水冷螺桿+燃油鍋爐或溴化鋰主機(jī)方式、風(fēng)冷冷熱水模塊機(jī)組方式，水源熱泵機(jī)組方式節(jié)支可達(dá)35-65％以上。

    在黃山也有應(yīng)用地表水的實(shí)例，由于地表水水深僅1.5-4m，在冬季環(huán)境溫度-5時(shí)，水溫低于6℃，而普通水源熱泵機(jī)組進(jìn)出水溫差為5-8℃，為了保證水源熱泵的正常運(yùn)行，必須加裝板換，而通過板換又有2-4℃的換熱溫差，這樣進(jìn)入機(jī)組的水溫就肯定在4℃以下，在設(shè)計(jì)方案上必須要備用加熱鍋爐或在閉式冷卻系統(tǒng)上添加防凍液，否則機(jī)組殼管就會(huì)結(jié)凍而不能正常運(yùn)行，而比較輻射成井方式，由于輻射井出水溫度在16℃左右的穩(wěn)定性，黃山市冬季供熱90天，供冷120天計(jì)算，其輻射井方式的運(yùn)行費(fèi)用要比地表水方式節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用15％以上，而運(yùn)行管理相對(duì)簡(jiǎn)單，在常年有地表水水深1.5-4m區(qū)域（注：當(dāng)?shù)乇硭?m以上時(shí)，水下5m水溫可達(dá)7℃以上，可訂制合肥天鵝空調(diào)進(jìn)出水溫差2-3℃水源熱泵主機(jī)，直接使用地表水），其打井費(fèi)用與板換費(fèi)用投資相當(dāng)，由于輻射井的特點(diǎn)，其保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用低、使用壽命可達(dá)30年以上，因此特別建議黃山區(qū)域在地質(zhì)條件適合的地區(qū)，應(yīng)優(yōu)先選擇輻射成井/水源熱泵主機(jī)中央空調(diào)方案。

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