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管井

[拼音]:guanjing

[外文]:tubular well

垂直安置在地下的取水或保护地下水的管状构筑物。是工农业生产、城市、交通、国防建设的一种给排水设施。

管井种类

用途分为供水井、排水井、回灌井。按地下水的类型分为压力水井(承压水井)和无压力水井(潜水井)。地下水能自动喷出地表的压力水井称为自流井。按井是否穿透含水层分为完整井和非完整井。

管井结构

井壁管与过滤器连成管柱,垂直安装在井孔当中。井壁管安装在非含水层处,过滤器安装在含水层的采水段(见图)。在管柱与孔壁间环状间隙中的含水层段填入经过筛选的砾石,在砾石上部非含水层段或计划封闭的含水层段,填入粘土、粘土球或水泥等止水物。

管井设计

包括井深、开孔和终孔直径、井管及过滤器的种类、规格、安装的位置及止水、封井等。井深决定于开采含水层的埋藏深度和所用抽水设备的要求。开孔和终孔直径,根据安装抽水设备部位的井管直径、设计安装过滤器的直径及人工填料的厚度而定。井管和过滤器的种类、规格、安装的位置,沉淀管的长度和井底类型,主要根据当地水文地质条件,并按照设计的出水量、水质等要求决定。井管直径须根据选用的抽水设备类型、规格而定。常用的井管有无缝钢管,钢板卷焊管,铸铁管,石棉水泥管,聚氯乙烯、聚丙烯塑料管,水泥管,玻璃钢管等。止水、封井取决于对水质的要求,不良水源的位置和渗透、污染的可能性。设计中须规定止水、封井的位置和方法及其所用材料的质量。

第四纪松散层取水管井设计

在高压含水层、粗砂以上的取水层,以及某些极破碎的基岩层水井中,可采用缠丝过滤器或包网过滤器。中砂、细砂、粉砂层,可采用由金属或非金属的管状骨架缠金属丝或非金属丝,外填砾石组成的缠丝填砾过滤器,以防止含水层中的细小颗粒涌进井内,保证井的使用寿命,还可增大过滤器周围的孔隙率和透水性,从而减少进水时的水头损失,增加单井出水量。填砾厚度,根据含水层的颗粒大小决定,一般为75~150毫米。沉淀管长度,一般为2~10米,其下端要安装在井底。

基岩中取水管井设计

如全部岩层为坚硬的稳定性岩石时,不需要安装井管,以孔壁当井管使用。当上部为覆盖层或破碎不稳定岩石,下部也有破碎不稳定岩石时,应自孔口起安装井管,直到稳定岩石为止。其中含水层处如有破碎带、裂隙、溶洞等,应根据含水岩层破碎情况安装缠丝、包网过滤器或圆孔或条孔过滤器。

管井施工

包括钻井、井管安装、填砾、止水封井、洗井等工作。

钻井方法

常用的钻井方法有冲击钻进法、回转钻进法、冲击回转钻进法(见水文地质钻探)。

井管安装

根据不同井管、钻井设备而采用不同的安装方法。主要有:

(1)钢丝绳悬吊下管法。适用于带丝扣的钢管、铸铁管,以及有特别接头的玻璃钢管、聚丙烯管及石棉水泥管,拉板焊接的无丝扣钢管,螺栓连接的无丝扣铸铁管,粘接的玻璃钢管,焊接的硬质聚氯乙烯管。

(2)浮板下管法。适用于井管总重超过钻机起重设备负荷的钢管或超过井管本身所能承受的拉力的带丝扣铸铁井管。

(3)托盘下管法。适用于水泥井管,砾石胶结过滤器及采用铆焊接头的大直径铸铁井管。

填砾

填砾方法有:静水填入法,适用于浅井及稳定的含水层;循环水填砾法,适用于较深井;抽水填砾法,适用于孔壁稳定的深井。

止水封井

根据管井对水质的要求进行止水、封井,其位置应尽量选择在隔水性好,井壁规整的层位。供水井应进行永久性止水、封井,并保证止水、封井的有效性,所用材料不能影响水质。永久性止水、封井方法有:粘土和粘土球围填法、压力灌浆法。所用材料为粘土、粘土球及水泥。

洗井

为了清除井内泥浆,破坏在钻进过程中形成的泥浆壁、抽出井壁附近含水层的泥浆,过细的颗粒及基岩含水层中的充填物,使过滤器周围形成一个良好的滤水层,以增大井的出水量。常用的洗井方法有:活塞洗井法、压缩空气洗井法、冲孔器洗井法、泥浆泵与活塞联合洗井法、液态二氧化碳洗井法及化学药品洗井法等。这些洗井方法用于不同的水文地质条件与不同类型的管井,洗井效果也不相同,应因地制宜地加以选用。

管井使用和维护

直接关系到井的使用寿命。如使用维护不当,将使管井出水量减少、水质变坏,甚至使井报废。管井在使用期中应根据抽水试验资料,妥善选择管井的抽水设备。所选用水泵的最大出水量不能超过井的最大允许出水量。管井在生产期中,必须保证出水清、不含砂;对于出水含砂的井,应适当降低出水量。在生产期中还应建立管井使用档案,仔细记录使用期中出水量、水位、水温、水质及含砂量变化情况,借以随时检查、维护。如发现出水量突然减少,涌砂量增加或水质恶化等现象,应即停止生产,进行详细检查修理后,再继续使用。一般每年测量一次井的深度,与检修水泵同时进行,如发现井底淤砂,应进行清理。季节性供水井,很容易造成过滤器堵塞而使出水量减少。因此在停用期间,应定期抽水,以避免过滤器堵塞。

参考书目
  1. 城乡建设环境保护部综合勘察院、山西省勘察院编:《供水管井设计施工指南》,中国建筑工业出版社,北京,1984。

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