PVCU管成井技术规范修订
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《PVC-U管成井技术规范》(修订)
河南省地方标准编制说明
一、编制的目的和意义
PVC-U管是一种新型的成井管材,可广泛应用于城镇生活与工业供水管井、农村饮水安全与灌溉管井、浅层地热能开发热源井(水源热泵系统)、地下水监测管井等领域。与传统金属井管相比,具有不腐蚀结垢、对水质无污染、质量轻、工人劳动强度低、使用寿命长等优点。PVC-U塑料成井管材在国外已基本得到广泛推广和应用。目前,国内很多供水管井施工单位由于不了解PVC-U管的特性和成井关键工艺,在使用PVC-U管时经常出现井管下入困难和井管爆裂事故,严重阻碍了PVC-U管的推广应用。成功解决PVC-U管的成井工艺,是PVC-U管推广应用的前提。
2009年河南省地方标准《PVC-U管成井技术规范》(DB41/T 597-2009)发布实施。该标准为PVC-U管在水井工程中应用提供了技术参考,避免因成井技术参数不合理造成PVC-U管成井
失败,为其在水井中应用提供了技术保障。随着PVC-U管在不同类型水井中的应用范围逐渐拓宽、标准中引用的相关标准的修订、相关成井技术参数的完善等,有必要对原标准进行修订,进一步完善标准条款。该标准的修订对进一步拓宽PVC-U管成井的应用范围、推广应用新型PVC-U成井管材具有积极意义。
二、任务来源及编制原则和依据
(一)任务来源
根据《河南省质量技术监督局关于征集2017年度河南省地方标准制修订项目的通知》(豫质监标发〔2016〕203号)文件精神,河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院于2016年11月立项申请了《PVC-U管成井技术规范》(DB41/T 597—2009)的修订工作。
2017年8月11日,《河南省质量技术监督局关于下达2017年第三批河南省地方标准制修订计划的通知》(豫质监标发〔2017〕263号)文件批准了该标准的修订,计划编号:20173220090,由河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查
院负责该标准的修订工作。
(二)编制原则和依据
《PVC-U管成井技术规范》(修订)以GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》及有关国家标准、行业标准为准则,以促进PVC-U供水管井的推广应用为主要指导思想,力求简单、明了的使未从事过PVC-U供水管井设计和施工的人员理解其中的关键技术点,保证PVC-U管在水文水井成井施工过程中的安全性。
河南省地方标准《PVC-U管成井技术规范》的编制主要依据现行有关供水管井的施工技术规范并根据PVC-U管的特性加以调整和修改。在本标准的修订过程中,参阅了PVC-U管供水管井成井相关成果报告以及公开发表的论文,调研了以往工程应用情况,并进行了PVC-U管安全成井的理论计算和设计、PVC-U 供水管井施工中事故的预防和处理措施总结。
三、编制过程
2017年8月,根据项目批复文件,河南省地质矿产勘查开发
局第二地质环境调查院作为项目承担单位,选择探矿工程、水文地质、环境地质、地质矿产等相关专业技术人员,成立标准起草小组。
2017年9月至12月,标准起草小组进行了原标准引用标准更新情况的查询,并结合PVC-U管成井、水文水井钻进等方面开展了国内文献收集、相关国家标准、行业标准、地方标准的收集工作,并分析了以往PVC-U管成井工程案例,初步确定了《PVC-U管成井技术规范》(修订)的主要任务和大纲。
2018年1月至2月,标准起草小组在广泛调研和资料收集的基础上,结合当前国家水文水井发展趋势和水井管材选择情况,在考虑实际工作可操作的基础上,完成了初稿的编制。
2018年3月至5月,标准起草小组在河南省范围内的地勘单位、水井建设单位征集了意见,在总结各方意见的基础上,对标准文本进行了进一步修改和完善,形成征求意见稿。
四、主要内容的确定
(一)编制原则
河南省地方标准《PVC-U管成井技术规范》(修订)以GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》及有关国家标准、行业标准为准则,以促进PVC-U供水管井的推广应用为主要指导思想,力求简单、明了的使未从事过PVC-U 供水管井设计和施工的人员理解其中的关键技术点,保证PVC-U 管在施工过程中的安全性。
本标准在编制过程中主要参考了以下标准:
GB 50296 管井技术规范
GB 50366 地源热泵系统工程技术规范
CJ/T 308 水井用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材
DZ/T 0148 水文水井地质钻探规程
DZ/T 0270 地下水监测井建设规范
(二)主要内容
本标准规定了PVC-U供水管井施工各个阶段的技术要点,主要包括:术语和定义、PVC-U供水管井的设计、PVC-U供水管井的施工、常见成井事故及处理措施、PVC-U供水管井的验收
等。
(三)主要内容的确定
1.术语和定义
标准给出了PVC-U供水管井、PVC-U井壁管、PVC-U过滤管、PVC-U沉淀管、井身结构、过滤器、扶正器、下管、成井工艺等术语和定义。删除了一些其他标准中已有定义、且不需要在本标准中重申的定义,如水文水井、地下水分层监测井等。
2.PVC-U供水管井的设计和施工
PVC-U管成井安全性分析方面,分别进行了管内外液柱压差对井壁管的压力计算、岩层对PVC-U管产生的压力计算以及PVC-U管的安全性评价。
成井管柱在井内所受外载复杂。在不同时期(下管过程、投砾过程、洗井抽水开采等过程中)管柱的受力也不同。在分析和设计中主要考虑基本载荷:轴向拉力、外挤压力。管柱设计时按最危险情况考虑。普通金属井管由于重量大,所以在较深井下管时还需进行抗拉强度(轴向拉力)和极限深度的计算,而PVC-U
管由于重量轻,在井内浮力较大,所受的轴向拉力很小。在浅井和中深井(800m 以内)中可以不考虑,但是必须考虑压力的计算和安全防范措施。
管内外液柱压差对井壁管的压力按照公式(1)计算:
12H -h g P ρρ=() (1)
式中:
P —管内外液柱压差对井管产生的压力(Pa );
H —管外液柱高度(m );
h —管内液柱高度(m );
ρ1、ρ2—管内外液体密度(kg/m 3)。
以井深为400m 的PVC-U 塑料井管供水管井的下管过程为例,井管内外不同液柱高度时井管所受的压力见表1。
表1 400m 深井管内不同液柱高度时所受的压力