地下水取水工程

第7章地下水取水工程7.4

復合井和輻射井7.3

大口井7.5

滲渠7.2

管井7.1

地下水取水工程概述總目錄

第7章地下水取水工程

7.1地下水取水工程概述

7.1.1地下水水源地的選擇總目錄本章總目錄一、地下水水源地的選擇

對于大中型集中供水，水源地的選擇，關鍵是確定取水地段的位置與范圍；對于小型分散供水而言，則是確定水井的具體井位。1、集中式供水水源地的選擇（1）為了滿足需水量要求和節(jié)省建井投資，供水水源地（或開采地段）應盡可能選擇在含水層層數(shù)多、厚度大、滲透性強、分布廣的地段上。（2）保證水源地長期均衡開采，水源地應選擇在可以最大限度攔截區(qū)域地下徑流的地段和離補給水源近、能充分奪取各種補給量的地段。（3）新建水源地應遠離現(xiàn)有的取水或排水點，以減少互相干擾。（4）為了保證取水的水質，水源地應選擇在不易引起水質污染的地段上。（5）水源地應選擇在不易引起地面沉陷、塌陷、地裂等有害工程地質作用的地段上。（6）在選擇水源地時，還要從經(jīng)濟上、安全上和擴建前景方面考慮。2、小型分散式水源地的選擇

第7章地下水取水工程

7.1地下水取水工程概述

7.1.2取水構筑物的分類總目錄本章總目錄一、地下水取水構筑物分類：1、分類管井：井管從地面打到含水層，抽取地下水的井。大口井：由人工開挖或沉井法施工，設置井筒，以截取淺層地下水的構筑物。輻射井：輻射井一般用于取集含水層厚度較薄而不能采用大口井的地下水。輻射井適應性較強，但施工較困難。滲渠：壁上開孔，以集取淺層地下水的水平管渠。2、適用條件：①管井適用于含水層厚度大于5米，其底板埋藏深度大于15米；一般用于開采深層地下水，井深一般在200m以內，但也可達1000米以上；②大口井適用集取淺層地下水，含水層厚度在20m以內；③滲渠僅適用于含水層厚度小于5米，渠底埋藏深度小于6米；④輻射井：地下水埋深12m以內，含水層厚度一般大于2m。

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7.2管井

7.2.1管井的構造與施工總目錄本章總目錄一、管井分類

按其過濾器是否貫穿整個含水層，分為完整井與非完整井。

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7.2管井

7.2.1管井的構造與施工總目錄本章總目錄二、管井構造

管井直徑一般在50～1000mm，深度一般在200米以內。通常由井室、井壁管、過濾器、沉淀管組成。井室：用以安裝各種設備，采光、采暖、通風，防水；井壁管：加固井壁，隔離水質不良或水頭較低的含水層；過濾器：集水，保持填礫與含水層的穩(wěn)定，防止漏砂及堵塞；沉淀管：沉淀進入管井的砂粒。

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7.2管井

7.2.1管井的構造與施工總目錄本章總目錄管井構造示意圖1、井室2、井壁管3、過濾器4、沉淀管5、粘土封閉（井管與井壁）6、規(guī)格添礫7、深井泵

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7.2管井

7.2.1管井的構造與施工總目錄本章總目錄1、井室深井泵房——泵體和揚水管安裝在管井內，泵座和電動機安裝在井室內；井室就是深井泵房。深井潛水泵房——水泵和電動機安裝在管井內，控制設備安裝在井室內；井室就是閥門井。臥式泵房——水泵和電動機安裝在井室內；井室與泵房合建（井室就是閥門井），井室與泵房分建，（井室就是臥式泵站）。地面式——便于維護管理，防水、防潮、通風、采光條件好。地下式——便于總體規(guī)劃，噪聲小，防凍條件好。

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7.2管井

7.2.1管井的構造與施工總目錄本章總目錄2、井壁管

安裝：不需進水的地層作用：加固井壁、隔離水質較差的含水層。要求：井壁管應有足夠的強度；內壁平整光滑；軸線不彎曲，便于設備安裝和管井清洗；材料：可采用鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管鋼管可用于任意井深的管井；鑄鐵管適用于井深小于250m的管井；鋼筋混凝土管適用于井深小于150m的管井；井壁管內徑應比水泵設備的外徑大100mm。構造：分段鉆進時井壁管的構造和不分段鉆進時井壁管的構造。

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7.2管井

7.2.1管井的構造與施工總目錄本章總目錄3、過濾器（核心）安裝在含水層中，帶有孔眼或縫隙，用以集水和保持填礫與含水層穩(wěn)定。要求：有足夠的強度和抗腐蝕性，具有良好的透水性能，能保持人工填礫層和含水層的穩(wěn)定性。組成：過濾骨架和過濾層類型：①鋼筋骨架過濾器：由短管、豎向鋼筋、支撐環(huán)構成，只含骨架，不帶過慮層；適用于井壁不穩(wěn)定的基巖井，（用作纏絲過濾器、包網(wǎng)過濾器的骨架）。鋼筋骨架用料省、易加工、孔隙率大，但其抗壓強度較低，不宜用于深度大于200m的管井和侵蝕性較強的含水層。②圓孔或條孔過濾器：在管壁上鉆圓孔或條孔加工而成；適用適用于礫石、卵石、裂隙含水層，主要用作纏絲過濾器、包網(wǎng)過濾器的骨架。各種管材允許孔隙率為：鋼管30～35%、鑄鐵管18～25%、鋼筋混凝土管10～15%、塑料管10%。圓孔孔眼布置間距約為孔徑的1～2倍，條孔的長度約為寬度的10倍。

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7.2管井

7.2.1管井的構造與施工總目錄本章總目錄③纏絲過濾器：在鋼筋骨架過濾器、圓孔或條孔過濾器外纏繞2～3mm的鍍鋅鐵絲構成（或塑料絲、尼龍絲）；適用于粗砂、礫石和卵石含水層。④包網(wǎng)過濾器：在鋼筋骨架過濾器、圓孔或條孔過濾器外纏繞0.2～1.0mm的濾網(wǎng)構成；適用于粗砂、礫石和卵石含水層。阻力大，易被細砂堵塞，易腐蝕。⑤填礫過濾器：在各類過濾器的外圍填符合一定級配的礫石構成。工程常用纏絲過濾器外圍填礫石組成纏絲填礫過濾器適用：各類砂質含水層和礫石、卵石含水設計:填礫粒徑與含水層粒徑比D50——能通過填礫顆?？傊亓?0%的篩孔孔徑；d50——能通過含水層顆?？傊亓?0%的篩孔孔徑。第7章章地地下下水水取取水水工工程程7.2管井井7.2.1管管井井的的構構造造與與施施工工總目錄本章總目錄4、、沉沉淀淀管管沉淀淀管管接接在在過過濾濾器器的的下下面面，，用用以以沉沉淀淀進進入入井井內內的的細細小小砂砂粒粒和和自自地地下下水水中中析析出出的的沉沉淀淀物物，，以以防防在在日日后后的的運運行行中中因因沉沉積積物物堆堆積積而而堵堵塞塞過過濾濾器器，，影影響響管管井井出出水水量量。。其其長長度度根根據(jù)據(jù)井井深深和和含含水水層層出出砂砂量量而而定定，，一一般般為為2～～10m。。井井深深小小于于20m，，沉沉淀淀管管長長度度取取2m；；井井深深大大于于90m取取10m。。三、、管管井井施施工工管井井施施工工步步驟驟如如下下圖圖：：管井井施施工工管井井施施工工步步驟驟鉆鑿鑿井井孔孔管井驗收粘土封閉沖孔換漿物探測井井管安裝圍填礫料抽水試驗洗井泥漿池泥漿泵鉆桿鉆頭鉆盤掛鉤膠管泥漿池泥漿泵鉆桿鉆頭鉆盤掛鉤膠管反循循環(huán)環(huán)回回轉轉鉆鉆進進一般般回回轉轉鉆鉆進進第7章章地地下下水水取取水水工工程程7.2管井井7.2.2管管井井與與井井群群出出水水量量總目錄本章總目錄一、、管管井井出出水水量量的的計計算算1．．管管井井水水力力計計算算的的理理論論公公式式（1））穩(wěn)穩(wěn)定定流流情情況況下下井井的的水水力力計計算算1））承承壓壓含含水水層層完完整整井井計計算算公公式式為為：：2））無無壓壓含含水水層層完完整整井井計計算算公公式式為為：：第7章章地地下下水水取取水水工工程程7.2管井井7.2.2管管井井與與井井群群出出水水量量總目錄本章總目錄3））承承壓壓含含水水層層非非完完整整井井的的計計算算4））無無壓壓含含水水層層非非完完整整井井的的計計算算1））承承壓壓含含水水完完整整井井的的泰泰斯斯公公式式：：（2））非非穩(wěn)穩(wěn)定定流流情情況況下下井井的的水水力力計計算算第7章章地地下下水水取取水水工工程程7.2管井井7.2.2管管井井與與井井群群出出水水量量總目錄本章總目錄2．．管管井井水水力力計計算算的的經(jīng)經(jīng)驗驗公公式式用經(jīng)經(jīng)驗驗公公式式的的計計算算方方法法是是根根據(jù)據(jù)水水源源地地或或水水文文地地質質條條件件相相似似地地區(qū)區(qū)抽抽水水試試驗驗的的結結果果找找出出符符合合井井的的出出水水量量Q和和水水位位降降落落值值S之之間間的的關關系系方方程程。。根根據(jù)據(jù)所所得得方方程程，，即即可可求求出出在在給給定定水水位位降降落落值值時時的的井井的的出出水水量量，，或或據(jù)據(jù)已已定定的的井井的的出出水水量量，，求求出出井井的的水水位位降降落落。。實際工程中常常見的Q－S曲線，有直直線型、拋物物線型、冪函函數(shù)型及半對對數(shù)型等數(shù)種種。第7章地地下水取取水工程7.3大口井7.3.1大大口井的的構造與施工工建造總目錄本章總目錄一、大口井概概述大口井構造簡簡單、取材容容易、施工方方便、使用年年限長、容積積大能起水量量調節(jié)作用；；但深度較淺淺，對水位變變化適應性差差。用于開采采淺層地下水水，口徑5～～8m，井深深≤15m。。二、大口井結結構大口井主要由由井筒、井口口和進水部分分組成。（1）井口應應高出地表0.5m以上上，并在井口口周邊修建寬寬度為1.5m的排水坡坡，以避免地地表污水從井井口或沿井壁壁侵入，污染染地下水。（2）井筒通通常用鋼筋混混凝土澆注或或用磚、塊石石砌筑而成，，用以加固井井壁和隔離不不良水質的含含水層，鋼筋筋混凝土井筒筒最下端應設設置刃腳，用用以在井筒下下沉時切削土土層，刃腳外外緣綠應凸出出井筒5～10cm。（3）進水部部分包括井壁壁進水和井底底反濾層。井壁進水是在在井壁上做成成水平或傾斜斜的直徑為100～200mm的圓圓形進水孔，，或100mm×150mm～200mm×250mm的的方形進水孔孔，孔隙率為為15％左右右，孔內裝填填一定級配的的濾料層，孔孔的兩側設置置鋼絲網(wǎng)，以以防濾料漏失失。25346718

圖7－13大口井的構造（與泵房合建）1─泵房；2─井筒；3─刃腳；4─井底反濾層；5─井壁透水孔；6─潛水泵；7─出水管；8─出水總管第7章地地下水取取水工程7.3大口井7.3.1大大口井的構構造與施工建建造總目錄本章總目錄三、大口井施施工方法（1）大開槽槽施工:將基槽直接接開挖到設計計井深，并進進行排水，在在基槽中砌筑筑或澆注透水水井壁和井筒筒以及鋪設反反濾層。優(yōu)點：施工方便，便便于鋪設反濾濾層，可以直直接采用當?shù)氐氐慕ㄖ牧狭?。缺點：開挖土方量大大、施工排水水費用較高，，只適用于口口徑小(D＜＜4m)、深深度淺(H＜＜9m)或地地質條件不宜宜采用沉井施施工的大口井井。（2）沉井施施工:在井位處開開挖基坑，將將帶有刃腳的的井筒或進水水孔井壁、透透水井壁放入入基坑，再在在井筒內挖土土，讓井筒靠靠自重切土下下沉，直至設設計井深。有有不排水機械械開挖下沉和和內排水人工工開挖下沉。。優(yōu)點：土方量少，施施工場地小，，施工安全，，排水費用低低，對含水層層擾動程度輕輕，可避免流流砂現(xiàn)象發(fā)生生，對周圍建建筑物影響小小。缺點：技術要求高，，在下沉過程程中可能會出出現(xiàn)井筒歪斜斜、下沉困難難或到位后難難以控制下沉沉趨勢等問題題。第7章地地下水取取水工程7.3大口井7.3.1管管井與井井群出水量總目錄本章總目錄四、人工降低低地下水位:適用條件：基基坑開挖深度度較大，地下下水位較高、、土質較差（（如細砂、粉粉砂等）等情情況。施工方法：在在基坑周圍或或一側埋入深深于基底的井井點濾水管或或管井，以總總管連接抽水水，使地下水水低于基坑底底，以便在干干燥狀態(tài)下挖挖土，這樣可可防止流砂現(xiàn)現(xiàn)象和增加邊邊坡穩(wěn)定，而而且便于施工工。分類輕型井點噴射井點電滲井點管井井點深井井點根據(jù)土層的滲滲透系數(shù)、要要求降低水位位的深度和工工程特點，考考慮經(jīng)濟和節(jié)節(jié)能進行選擇擇。人工降低地下下水位例：輕型井點點適用于粗砂、、中砂、細砂砂、粉砂等土土層。井點管降低后地下水水位線濾管原有地下水位位線總管彎聯(lián)管水泵房第7章地地下水取取水工程7.3大口井7.3.2大大口井出出水量計算總目錄本章總目錄完整大口井按按管井計算公公式計算：井底進水：井底與井壁同同時進水：第7章地地下水取取水工程7.3大口井7.3.1管管井與井井群出水量總目錄本章總目錄五、大口井設設計要點（1）大口井井應選在地下下水補給豐富富、含水層透透水性且好、、埋藏淺的地地段。（2）適當增增加井徑可增增加水井出水水量，在出水水量不變條件件下，可減小小水位降落值值，降低取水水的電耗；還還能降低進水水流速，延長長大口井的使使用期。（3）計算井井的出水量和和確定水泵安安裝高度時，，均應以枯水水期最低設計計水位為準，，抽水試驗也也應在枯水期期進行。（4）布置在在岸邊或河漫漫灘的大口井井，應該考慮慮含水層堵塞塞引起出水量量的降低。第7章地地下水水取水工工程7.4復合井和和輻射井井7.4.1復復合井井總目錄本章總目錄一、復合合井的構構造與出出水量計計算1、構構造:當含水層層厚度很很大，或或在上方方含水層層下還有有可開采采利用的的含水層層時，為為增大井井的出水水量，在在大口井井下面再再打一個個管井，，就組成成了復合合并。2、復合合井的出出水量：：無壓、承承壓完整整井：無無壓非非完整井井：承壓非完完整井：：第7章地地下水水取水工工程7.4復合井和和輻射井井7.4.2輻輻射井井的構造造與建造造施工總目錄本章總目錄一、輻射射井的構構造輻射井由由集水井井與輻射射狀集水水管組成成，與大大口井相相比，更更適用于于較薄的的含水層層和厚度度小而埋埋深大的的含水層層。輻射射井管理理集中，，占地省省，便于于衛(wèi)生防防護，但但施工難難度較大大，成本本較高。。進水：集水井底底與輻射射管同時時進水時時適用于于厚度較較大的含含水層(5～10m)；集水水井底封封閉，僅僅靠輻射射管集水水時適用用于較薄薄的含水水層(＜＜5m)。分類：按補給條條件輻射射井可以以分為：：（1）集集取地地下水；；（2）集集取河河流或其其他地表表水體滲滲透水；；（3）集集取岸岸邊地下下水和河河床地下下水。第7章地地下水水取水工工程7.4復合井和和輻射井井7.4.2輻輻射井井的構造造與建造造施工總目錄本章總目錄二、輻射射管的施施工1、直接接頂入法法：鋼管、混混凝土管管、鑄鐵鐵管地處粘土土及含水水性粘土土地，DN＝25~200mm，在在穿越III級級鐵路時時，宜采采用直接接頂進法法。特點：采用直接接頂進法法可以不不必開槽槽，不加加套管，，可省去去挖土與與運土工工序；不不影響鐵鐵路正常常交通。。但頂管管阻力大大，頂管管平面與與高程位位置不易易控制，，易出現(xiàn)現(xiàn)較大誤誤差。第7章地地下水水取水工工程7.4復合井和和輻射井井7.4.2輻輻射井井的構造造與建造造施工總目錄本章總目錄施工工序序：（1）開開挖工作作坑，處處理基礎礎，支設設后背、、導軌與與頂進設設備。（2）啟啟動干斤斤頂，將將管子徐徐徐頂進進；（3）千千斤頂行行程終了了，將千千斤頂復復位，在在墊塊空空余部分分再加塞塞墊塊；；（4）再再次啟動動千斤頂頂，繼續(xù)續(xù)將管子子頂進，，如此住住復啟動動千斤頂頂，復位位千斤頂頂，加塞塞墊塊。。2、套管管法：帶纏絲的的輻射管管、塑料料、陶土土管水平平鉆機鉆鉆孔后再再放管：：帶纏絲絲的輻射射管、塑塑料、陶陶土管。。特點：套管管徑徑應較穿穿越管徑徑大600mm，且不不小于1000mm；；若穿越越流砂地地段，須須采用帶帶基礎套套管整體體施工。。設置套套管，穿穿越管道道安全可可靠；頂頂進平面面與高程程位置較較易控制制。但勞勞動強度度較大，，運土與與挖土較較困難；；采用帶帶基礎套套管整體體頂入，，增加費費用。第7章地地下水水取水工工程7.4復復合井和和輻射井井7.4.2輻輻射井井的構造造與建造造施工總目錄本章總目錄套管施工工示意圖圖：第7章地地下水水取水工工程7.4復合井和和輻射井井7.4.2輻輻射井井的構造造與建造造施工總目錄本章總目錄施工工序序：（1）開開挖工作作坑，處處理基礎礎，支設設后背、、導軌與與頂進設設備；（2）將將一節(jié)套套管置于于導軌上上，用經(jīng)經(jīng)緯儀、、水準儀儀校正其其平面與與高程位位置，使使其滿足足設計要要求；（3）派派兩人至至管內，，一人在在工作面面挖土，，一人用用小車將將松土運運出管外外至工作作坑，，再再用用電電葫葫蘆蘆將將土土運運至至地地面面上上；；（4））啟啟動動千千斤斤頂頂，，將將套套管管頂頂進進，，干干斤斤頂頂行行程程終終了了，，復復位位千千斤斤頂頂，，加加塞塞墊墊塊塊后后復復頂頂。。一一節(jié)節(jié)套套管管頂頂入入工工作作面面后后，，使使其其預預留留0.3m左左右右的的管管子子在在導導軌軌上上，，供供作作第第二二節(jié)節(jié)套套管管頂頂進進前前穩(wěn)穩(wěn)管管用用，，第第二二節(jié)節(jié)套套管管在在導導軌軌上上就就位位后后，，即即可可續(xù)續(xù)頂頂；；（5））頂頂進進中中應應用用水水準準儀儀監(jiān)監(jiān)測測管管道道是是否否偏偏離離中中心心位位置置，，否否則則，，應應進進行行糾糾偏偏后后再再行行頂頂進進。。為為防防止止頂頂進進管管管管節(jié)節(jié)錯錯位位，，需需在在兩兩管管節(jié)節(jié)之之間間的的接接口口處處加加設設內內撐撐環(huán)環(huán)，，待待管管子子全全部部頂頂進進土土中中后后拆拆除除內內撐撐環(huán)環(huán)，，換換上上內內套套管管，，并并打打塞塞填填料料予予以以接接口口。。第7章章地地下下水水取取水水工工程程7.4復合合井井和和輻輻射射井井7.4.3輻輻射射井井的的出出水水量量計計算算總目錄本章總目錄承壓壓含含水水層層:無壓壓含含水水層層:第7章章地地下下水水取取水水工工程程7.5滲渠渠7.5.1滲滲渠渠的的形形式式與與建建造造總目錄本章總目錄一、、滲滲渠渠的的形形式式：：1、、概概述述：：滲渠渠包包括括在在地地面面開開挖挖、、集集取取地地下下水水的的渠渠道道和和水水平平埋埋設設在在含