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地?zé)峄毓嗑褪前训責(zé)釓U水、常溫地下水、地表水甚至污水灌入熱儲中, 其目的有以下幾個(gè)方面:

(1)處理地?zé)釓U水　地?zé)釓U水的溫度一般高于環(huán)境溫度, 其中通常含有較高的鹽份, 其中有些化學(xué)組分是有毒有害的, 地?zé)釓U水的直接排放可能對環(huán)境造成熱污染和化學(xué)污染。

(2)改善或恢復(fù)熱儲的產(chǎn)熱能力　地?zé)崽镏械牡責(zé)崮芤徊糠謨Υ嬖谄渲械臒崃黧w中, 而絕大部分儲存在巖石骨架中, 通過把溫度較低的水注入熱儲中, 經(jīng)過加熱后再抽取出來, 就可能提高地?zé)豳Y源的利用效率。回灌井，指注入并處置具有腐蝕性或有害液體的井。一般多使用廢棄的老油井處理含油鹽水或原污水。缺點(diǎn)是會(huì)使地下水污染，還會(huì)促使地下土層滑移。

隨著地?zé)衢_發(fā)利用的不斷發(fā)展，地?zé)峋臄?shù)量和抽水量都逐年增加，有的地方已達(dá)到甚至超過資源評價(jià)所限定的抽水量極限。大量抽水而不回灌，勢必造成水位持續(xù)下降，井的使用壽命將減少，不利于地?zé)岬某掷m(xù)發(fā)展。只抽不灌，不但不利于保護(hù)地?zé)豳Y源，同時(shí)也將含有某些有害成分的地?zé)崴频牡乇淼乃w或滲透到地下，造成不同程度的環(huán)境化學(xué)污染。有些排水溫度超過環(huán)保的規(guī)定還會(huì)造成熱污染。所以，回灌開采被看作是地?zé)岢掷m(xù)發(fā)展的重要措施之一。然而，由于不同的地?zé)釁^(qū)其地質(zhì)構(gòu)造是不同的，所以回灌方式也不*一致。為了預(yù)測回灌開采后地下溫度場等各種場的變化趨勢以及冷鋒面推進(jìn)的速度，近年來還通過建立熱儲蓄模型和發(fā)展計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)來加速回灌開采的研究。此外，回灌還會(huì)帶來對地下新鮮清潔水的污染問題，所以回灌開采并不是一件十分容易的事情。國內(nèi)外除地?zé)犭娬舅诘臒崽镆话愣即蚧毓嗑㈤_發(fā)研究外，多數(shù)中低溫地?zé)嶂苯永玫責(zé)崽镞M(jìn)行回灌開采的還較少。目前，一些有比較豐富地?zé)豳Y源的城市，如天津市，由于地?zé)岵膳某樗亢艽螅幌陆递^快，因而城市地?zé)峁芾聿块T已加強(qiáng)地?zé)峄毓嚅_采的技術(shù)研究，并提出了在城市打地?zé)峋仨毻瑫r(shí)打回灌井的要求。

(3)保持熱儲的流體壓力, 維持地?zé)崽锏拈_采條件一般來說, 地?zé)岬拈_采會(huì)導(dǎo)致熱儲壓力降低, 如果開采量過大, 使補(bǔ)給和開采失去平衡時(shí), 熱儲壓力會(huì)持續(xù)降低, 使地?zé)崽锏纳a(chǎn)能力降低, 甚至喪失生產(chǎn)能力和引起地面沉降?；毓鄬τ诰S持或恢復(fù)熱儲壓力, 穩(wěn)定地?zé)崽锏拈_采條件, 預(yù)防地面沉降具有重要作用。在zui早的回灌工程中, 其目的主要是處理地?zé)釓U水, 但是后兩個(gè)方面的目的在近年來已經(jīng)受到了日益重視[1]  。

把溫度較低的水灌入熱儲中是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)。如果回灌井的位置不當(dāng)可能引起熱儲的冷卻, 降低開采井的出水溫度或產(chǎn)汽量;如果采用的回灌工藝存在問題, 回灌井的回灌能力可能逐漸降低, 甚至zui后喪失回灌能力。為了研究回灌的效果, 需要進(jìn)行示蹤試驗(yàn), 并對地?zé)崽镞M(jìn)行全面的監(jiān)測把水灌入熱儲中會(huì)改變熱儲的狀態(tài), 有時(shí)影響范圍可以達(dá)到很大的距離。回灌的影響從回灌點(diǎn)開始以不同的形式向外擴(kuò)展, zui主要的是壓力傳導(dǎo)、流體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和熱傳導(dǎo)。正確理解三者的機(jī)理和關(guān)系對回灌工程的設(shè)計(jì)是非常重要的。在三者之中, 壓力傳導(dǎo)界面的運(yùn)動(dòng)是zui快的, 因?yàn)樗橇黧w分子能量的傳遞, 其影響可能幾天、幾小時(shí)甚至幾分鐘就能到達(dá)開采井?；瘜W(xué)界面的運(yùn)移慢于壓力傳導(dǎo), 因?yàn)樗腔毓嗟奈镔|(zhì)分子的實(shí)際運(yùn)移, 一般需要幾星期或幾天才能到達(dá)開采井。溫度界面的運(yùn)移是zui慢的, 因?yàn)榛毓嗨谄溥\(yùn)移過程中會(huì)被逐漸加熱。

在回灌工程設(shè)計(jì)中, 非常重要的一點(diǎn)就是避免由于回灌水過快地到達(dá)開采井,從而引起開采井溫度的降低。反之, 如果回灌井距離開采井或地?zé)崽镩_采區(qū)過遠(yuǎn), 又不能起到保持熱儲壓力, 穩(wěn)定地?zé)崽锷a(chǎn)能力的作用。地?zé)峄毓嗍歉叨纫蕾噲龅氐? 也就是說每個(gè)回灌工程之間會(huì)因?yàn)殚_采井和回灌井之間的地質(zhì)條件不同而存在差異, 甚至存在很大的差異。因此, 在生產(chǎn)性回灌之前必須進(jìn)行回灌試驗(yàn), 并在回灌試驗(yàn)的過程中進(jìn)行示蹤試驗(yàn), 以研究回灌水在熱儲中運(yùn)移的規(guī)律,研究回灌對于穩(wěn)定熱儲壓力和改善地?zé)崽锷a(chǎn)技術(shù)條件方面的作用, 研究合理的回灌量和運(yùn)行方式。

預(yù)測溫度界面的運(yùn)移速度在回灌工程設(shè)計(jì)中的重要性是可想而知的。但是, 在不掌握回灌水運(yùn)移路徑的性質(zhì)之前, 是很難對此進(jìn)行計(jì)算的。因此, 經(jīng)常根據(jù)示蹤試驗(yàn)成果來預(yù)測回灌引起開采井冷卻的可能性。

堵塞問題

在地?zé)峄毓嘀? 經(jīng)常由于堵塞而使井的回灌能力降低。堵塞的原因包括物理的和化學(xué)的。物理堵塞主要是由于水中含有的懸浮物顆粒, 在回灌壓力的作用下附著在回灌井壁上或進(jìn)入熱儲的裂隙中而影響回灌能力。此外, 回灌水中的氣泡也可能影響回灌的速度。

為了避免或減輕物理堵塞, 可以用過濾的方法去除水中的懸浮物, 然后再進(jìn)行回灌。當(dāng)回灌井的水位低于地表時(shí), 應(yīng)在回灌井中安裝回灌管, 使回灌水通過回灌管直接到達(dá)井水位以下, 以避免回灌水在井筒中自由下落過程中混入氣泡, 從而影響井的回灌能力?；瘜W(xué)堵塞是由于物理化學(xué)狀態(tài)的改變或回灌水與地?zé)崴g的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生沉淀(主要為二氧化硅或碳酸鈣等), 從而降低井的回灌能力。在高溫地?zé)崽? 發(fā)電后的地?zé)崴幕瘜W(xué)組分濃度增加, 溫度和壓力降低, 可能形成過飽和溶液, 產(chǎn)生沉淀析出。空氣的作用也可能加速沉淀作用。因此, 在設(shè)計(jì)回灌系統(tǒng)時(shí), 應(yīng)研究合理的回灌水溫度和工作壓力, 盡可能避免產(chǎn)生化學(xué)沉淀而影響井的回灌能力。還應(yīng)注意保證系統(tǒng)的密閉性,盡量避免回灌水和空氣接觸。在可能產(chǎn)生沉淀的化學(xué)組分含量較高時(shí), 可以通過調(diào)節(jié)回灌水的pH值避免化學(xué)沉淀的產(chǎn)生。

回灌效果的監(jiān)測和研究

為了掌握回灌的效果, 及時(shí)發(fā)現(xiàn)回灌引起的不利影響, 應(yīng)該對開展回灌的地?zé)崽镞M(jìn)行更為嚴(yán)格的監(jiān)測。對于回灌井, 需要觀測回灌的水量、水溫、井口壓力(水位)和水質(zhì)。對于開采井, 觀測項(xiàng)目包括開采量、出水溫度、壓力(水位)和出水的水質(zhì), 還要監(jiān)測示蹤劑的濃度。此外, 還應(yīng)對周圍的地?zé)峋M(jìn)行監(jiān)測, 除了正常的水量、水溫、壓力和水質(zhì)監(jiān)測外, 也應(yīng)采取一些水樣監(jiān)測示蹤劑的濃度。當(dāng)回灌停止或暫停時(shí), 應(yīng)以一定的時(shí)間間隔測量回灌井和開采井內(nèi)的溫度剖面, 以觀測回灌井停灌后的升溫情況和開采井中可能的冷卻。

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)回灌的短期效果, 要研究回灌的長期效果就需要建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ?。一種較為簡單適用的模型就是根據(jù)示蹤試驗(yàn)得到的參數(shù), 求取解析解。對于復(fù)雜的情況, 需要建立數(shù)值模型。地?zé)崽锏拇罅块_采必然會(huì)造成熱儲壽命縮短，地下水位下降，并導(dǎo)致地面沉降，如果將開發(fā)利用后的地?zé)釛壦毓嗟叵?，就可大大減輕上述弊端并控制地?zé)崴畬Φ孛娴幕瘜W(xué)污染。對以熱水為主的熱水型地?zé)崽?，回灌困難zui大，因?yàn)橐毓嗵幚淼膹U熱水?dāng)?shù)量很大。在評價(jià)回灌方案時(shí)，要考慮回灌水的數(shù)量、溫度和化學(xué)成分。實(shí)踐證明，回灌廢熱水以保持熱儲層的壓力和總開采量并不困難，重要的是不要因回灌溫度較低的水而使生產(chǎn)井的水溫降低。

選擇合適的回灌方式是重要的。從平面布置上講，回灌井的布置有“混雜排列”和“邊對邊排列”兩種。前者是生產(chǎn)井和回灌井穿插排列，保持一定的距離；后者是生產(chǎn)井在一邊，回灌井在另一邊，中間有較遠(yuǎn)的距離。對這兩種排列方式的優(yōu)劣，專家們看法不一。有的專家支持邊對邊回灌方式，認(rèn)為這種方式對裂隙熱儲層合適。熱儲層熱導(dǎo)率大，水流速度快(已觀測到示蹤劑重現(xiàn)速度達(dá)100m/h)，生產(chǎn)井若離回灌井近，就會(huì)發(fā)生熱干擾。但像巴黎盆地那種孔隙型熱儲層，生產(chǎn)井和回灌井成為對井，距離約為1km，計(jì)算表明，生產(chǎn)井溫度可以保持30年，以后逐漸降低。溫度下降是緩慢的，可能要5年才下降1~2℃。這些，都和熱儲有關(guān)?；毓嗑疃鹊倪x擇也很重要，它可以比生產(chǎn)井淺、相同或深。在美國蓋塞爾斯地?zé)崽?，回灌井一度曾較淺，結(jié)果回灌進(jìn)去的水又重新被開采出來；后來采用深層回灌，就沒有發(fā)生上述情況。這可能是溫度較低的回灌水比重大，容易向下運(yùn)移的原因?；毓嗑疁\，灌入的水向下流動(dòng)正好進(jìn)入生產(chǎn)井；反之，就不會(huì)影響生產(chǎn)井。總之，回灌方式的選擇取決于地質(zhì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)等綜合因素；但一般地說，邊對邊的、深一些的回灌井布局能避免熱干擾。

中國北京城區(qū)地?zé)崽飶?981年冬季開始進(jìn)行采暖后的棄水回灌，取得取得了較好的效果。從一口生產(chǎn)井抽出36t/h、49℃的熱水，經(jīng)采暖后將36~38℃的回水灌入到距生產(chǎn)井350m遠(yuǎn)的回灌井。在灌入量為12~17t/h時(shí)，水位僅回升2.8m，在灌入1.2萬t棄水后，經(jīng)過8個(gè)月，熱儲層深度的水溫恢復(fù)到49.5℃，兩年來未發(fā)現(xiàn)周圍生產(chǎn)井水溫降低。由于中國華北地區(qū)采暖期為4個(gè)月，因而回灌對恢復(fù)井溫是有利的條件。中國地?zé)崽锏幕毓喙ぷ魃刑幱谠囼?yàn)階段，成熟的經(jīng)驗(yàn)不多；但是，有一點(diǎn)是清楚的，那就是要取得回灌的良好效果，搞清熱儲是十分必要的。近年開展較多的熱儲模型和數(shù)值模擬研究，能比較有效地建立回灌模型，預(yù)測回灌的效應(yīng)。隨著地?zé)衢_發(fā)利用的不斷發(fā)展，地?zé)峋臄?shù)量和抽水量都逐年增加，有的地方已達(dá)到甚至超過資源評價(jià)所限定的抽水量極限。大量抽水而不回灌，勢必造成水位持續(xù)下降，井的使用壽命將減少，不利于地?zé)岬某掷m(xù)發(fā)展。只抽不灌，不但不利于保護(hù)地?zé)豳Y源，同時(shí)也將含有某些有害成分的地?zé)崴频牡乇淼乃w或滲透到地下，造成不同程度的環(huán)境化學(xué)污染。有些排水溫度超過環(huán)保的規(guī)定還會(huì)造成熱污染。所以，回灌開采被看作是地?zé)岢掷m(xù)發(fā)展的重要措施之一。然而，由于不同的地?zé)釁^(qū)其地質(zhì)構(gòu)造是不同的，所以回灌方式也不*一致。為了預(yù)測回灌開采后地下溫度場等各種場的變化趨勢以及冷鋒面推進(jìn)的速度，近年來還通過建立熱儲蓄模型和發(fā)展計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)來加速回灌開采的研究。此外，回灌還會(huì)帶來對地下新鮮清潔水的污染問題，所以回灌開采并不是一件十分容易的事情。國內(nèi)外除地?zé)犭娬舅诘臒崽镆话愣即蚧毓嗑㈤_發(fā)研究外，多數(shù)中低溫地?zé)嶂苯永玫責(zé)崽镞M(jìn)行回灌開采的還較少。目前，一些有比較豐富地?zé)豳Y源的城市，如天津市，由于地?zé)岵膳某樗亢艽?，水位下降較快，因而城市地?zé)峁芾聿块T已加強(qiáng)地?zé)峄毓嚅_采的技術(shù)研究，并提出了在城市打地?zé)峋仨毻瑫r(shí)打回灌井的要求

回灌井運(yùn)行 

基坑挖土階段對基坑外環(huán)境進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，一旦基坑外沉降比較大或沉降加速變化比較大時(shí)以及基坑外承壓水水位變化超過1.5m，就應(yīng)立即啟動(dòng)回灌措施。 

回灌水源：回灌水源主要以基坑內(nèi)抽水井的地下水作為回灌水，也可采用自來水作為回灌水源。 

回灌量確定：回灌量初定為3.0~5.0m3/h。  回灌壓力：為保證回灌效果，將回灌的集水箱墊高1米，使其有一水壓差。要求回灌壓力不能過大，過大后會(huì)影響回灌井周邊地層結(jié)構(gòu)，回灌壓力控制在0.05MPa左右。 

回灌過程中對基坑內(nèi)觀測井和基坑外觀測井水位密切監(jiān)控，要求水位觀測每天一次。  回灌井實(shí)施回灌的同時(shí)，基坑內(nèi)抽水井正常繼續(xù)運(yùn)行，為了節(jié)約地下水資源可以采用抽出來的地下水進(jìn)行回灌地下水回灌的意義主要有：

①增加地下水資源。

②控制和提高地下水水位，防止由于地下水水位大幅度下降導(dǎo)致水質(zhì)惡化、地面下沉或?qū)е禄映两滴灰频炔涣己蠊?/span>

③地表水常含有許多懸浮物、有機(jī)質(zhì)和細(xì)菌，不符合供水要求，將地表水通過回灌，使之轉(zhuǎn)化為地下水，在其滲漏過程中，經(jīng)過土壤的過濾和凈化作用，使水質(zhì)得到凈化。

④對于含鹽量過高或含有其他有害物質(zhì)的地下水，通過打井、抽排劣質(zhì)水、回灌水，可逐漸改善地下水質(zhì)1、水文地質(zhì)條件  擬建場地內(nèi)地下水類型主要有上層滯水、孔隙水及基巖風(fēng)化裂隙水。素填土底部賦存有上層滯水，該層弱透水且不富水；孔隙水主要為賦存于第四系沖洪積層中的孔隙水，以大氣降水的垂直補(bǔ)給及相鄰場地的側(cè)向補(bǔ)給為主要補(bǔ)給源，水量及水位主要受季節(jié)控制。其中粉細(xì)砂及礫砂層為強(qiáng)透水層，富水及透水性強(qiáng)，總體水量較大，其余土層為弱透水層?；鶐r風(fēng)化裂隙水主要賦存于強(qiáng)、中風(fēng)化花崗巖裂隙中，主要受側(cè)向地下水沿裂隙補(bǔ)給，以該類地下水的賦存條件及補(bǔ)給條件，其水量大小及滲透性高低均與基巖各部位裂隙發(fā)育程度、裂面特征及其間的連通性有關(guān)。依場地地質(zhì)條件結(jié)合鉆探情況分析，在鉆探深度范圍內(nèi)場地基巖的風(fēng)化裂隙發(fā)育，其分布厚度不一，起伏較大，水量不均勻，一般在強(qiáng)風(fēng)化巖與中風(fēng)化巖帶中的過渡地帶水量較大。因風(fēng)化基巖上部僅局部覆蓋有砂土層（礫砂），基巖裂隙水與上覆砂層中的孔隙水的水力較弱，基巖裂隙水總體上具一定的承壓性。 

2、地下水位及其腐蝕性 

勘察期間測得終孔混合穩(wěn)定地下水位埋深介于2.10～5.10米，平均4.08米，標(biāo)高介于5.25～8.48米，平均6.42米。根據(jù)深圳地區(qū)經(jīng)驗(yàn)及相鄰場地地下水情況，推測地下水水位變化幅度約為1米，zui高水位約地面以下3.08米。地勘報(bào)告評定場地環(huán)境類型為Ⅱ類。

回灌井施工參數(shù)及布置 

(一)回灌井施工參數(shù) 

1、根據(jù)本工程工勘報(bào)告提供的資料②3粉細(xì)砂②4礫砂，該土層富水及透水性強(qiáng)，總體水量較大，回灌主要是針對這兩層土體。 

2、回灌井內(nèi)采用D160硬質(zhì)PVC管、底部3m開5mm孔眼并包裹2層尼龍紗布，PVC管四周采用5~20mm碎石回填，地面往下1m采用粘土擠密封堵。注水總管引用自來水管，并分節(jié)進(jìn)行連接。鉆孔深度地表向下12米。 

(二)現(xiàn)場布置 

1、回灌井布置 

(1)、根據(jù)本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征和擬建場地水文地質(zhì)特征，對基坑四周進(jìn)行回灌措施(主要針對粉細(xì)砂及砂礫層)。 

①回灌區(qū)域位于坑外地下水下降明顯部位(根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行紙布置，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況可進(jìn)行調(diào)整)，即基坑四周區(qū)域(2-2至9-9剖面)，共布置18口回灌井； 

②所有回灌井過濾管位置處于回灌底部，回灌后通過②3粉細(xì)砂②4礫砂層強(qiáng)透水層滲透至土層內(nèi)； 

2、場地布置 

①、臨時(shí)用電：利用甲方施工現(xiàn)場提供的電源，架設(shè)配電箱，采用集中管理。從配電箱分為兩路接出作為現(xiàn)場施工用電?，F(xiàn)場施工用電線路采用三

6  相五線制，三級箱根據(jù)現(xiàn)場施工情況進(jìn)行設(shè)置。 

②、臨時(shí)用水：現(xiàn)場水源從業(yè)主水源接出，臨時(shí)用水線路沿場地周圍以及臨時(shí)通道進(jìn)行布置，每30米設(shè)置水閥一個(gè)。 

③、泥漿池：為滿足泥漿排放要求，保證泥漿不污染周邊環(huán)境，在2-3個(gè)回灌井中間設(shè)置一個(gè)泥漿池（泥漿池位置根據(jù)現(xiàn)場施工情況進(jìn)行布置），泥漿池尺寸為1.5m×1.5m，深度為1.0m，再設(shè)置1個(gè)大泥漿池，泥漿池尺寸為3.0*3.0*1.5m，由小泥漿池匯入大泥漿池。