地下水取水构筑物课件.ppt

地下水取水構築物

12.1地下水源概述和取水構築物分類;地下水分類：

埋藏在地面下第一個隔水層上的地下水叫潛水；

兩個不透水層間的地下水叫層間水；具有自由水面的層間水稱無壓地下水；承受有壓力的層間水稱承壓地下水；

在自身壓力作用下從某一出口湧出的地下水叫泉水。;地下水取水構築物分類：

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築物；

滲渠——壁上開孔，以集取淺層地下水的水準管渠；

泉室——集取泉水的構築物。;地下水取水構築物的適用條件：

①.管井適用於含水層厚度大於5米，其底板埋藏深度大於15米；

②.大口井適用於含水層厚度在5米左右，其底板埋藏深度小於15米；

③.滲渠僅適用於含水層厚度小於5米，渠底埋藏深度小於6米；

④.泉室適用於有泉水露頭，且覆蓋層厚度小於5米。;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、篩檢程式、沉澱管組成。

井室：用以安裝各種設備，採光、採暖、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；

篩檢程式：集水，保持填礫與含水層的穩定，防止漏砂及堵塞；

沉澱管：沉澱進入管井的砂粒;井室結構：

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；

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；

臥式泵房——水泵和電動機安裝在井室內；

地面式——便於維護管理，防水、防潮、通風、採光條件好；

地下式——便於總體規劃，雜訊小，防凍條件好。;井壁管應有足夠的強度，內壁平整光滑，軸線不彎曲，便於設備安裝和管井清洗；可採用鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管。

鋼管可用於任意井深的管井；鑄鐵管適用於井深小於250m的管井；鋼筋混凝土管適用於井深小於150m的管井。

井壁管內徑應比水泵設備的外徑大100mm。

分段鑽進法與不分段鑽進法的井壁管構造有所不同。;篩檢程式應有足夠的強度和良好的透水性。

鋼筋???架篩檢程式：由短管、豎向鋼筋、支撐環構成；適用於裂隙岩、砂岩或礫石含水層，或用作纏絲篩檢程式、包網篩檢程式的骨架。

圓孔或條孔篩檢程式：在管壁上鑽圓孔或條孔加工而成；適用於礫石、卵石、砂岩或裂隙含水層，亦可用作纏絲篩檢程式、包網篩檢程式的骨架。;纏絲篩檢程式：在鋼筋骨架篩檢程式、圓孔或條孔篩檢程式外纏繞2～3mm的鍍鋅鐵絲構成；適用於粗砂、礫石和卵石含水層。

包網篩檢程式：在鋼筋骨架篩檢程式、圓孔或條孔篩檢程式外纏繞0.2～1.0mm的濾網構成；適用於粗砂、礫石和卵石含水層。;填礫篩檢程式：在各類篩檢程式的週邊填符合一定級配的礫石構成。

填礫粒徑與含水層粒徑比：;篩檢程式進水孔眼數量多，進水性能良好，但強度減小。

篩檢程式的孔隙率取決於管材的強度，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％；

塑膠管10％。;管井施工步驟;鑽鑿井孔

衝擊鑽進法：利用鑽頭對地層的衝擊力鑽鑿井孔；僅適用於鬆散岩層；機械設備簡單；效率低、速度慢。

回轉鑽進法：包括一般回轉鑽進、反迴圈回轉鑽進和岩心回轉鑽進。利用鑽頭旋轉對地層的切削、擠壓、研磨破碎作用鑽鑿井孔；既適用於鬆散岩層，也適用於基岩；機械設備較複雜；效率高、速度快。;回轉鑽進過程：鑽機的動力通過傳動裝置使轉盤旋轉，帶動主鑽杆旋轉，主鑽杆接鑽杆，鑽杆接鑽頭，從而使鑽頭旋轉切削地層。當鑽進—個主鑽杆深度後，由鑽機的捲揚機提起鑽具，將鑽杆用卡盤卡在井口，取下主鑽杆，接一根鑽杆，再接上主鑽杆，繼續鑽進，如此反復進行，直至設計井深。;鑽頭過程中，高壓泥漿泵把用粘土調製成的含砂量極低的泥漿經膠管、提引龍頭、鑽杆腹腔向下噴射至工作面，起到冷卻鑽頭、潤滑鑽具的作用，同時將被切削下來的岩土碎屑混合在一起，沿著井孔與鑽杆之間的環形空間上升至地面，流入泥漿池。

地層被鑽成井孔後，破壞了原始應力平衡狀態，在側壓力作用下可導致井壁坍塌，因鑽進中泥漿始終灌滿井孔，比重較大，可平衡地層側壓力、防止井壁坍塌。;反迴圈回轉鑽進方式的泥漿迴圈運動方向與正迴圈鑽進相反，攜帶岩土碎屑的泥漿沿鑽杆腹腔或吸泥膠管的上升流速不變，能較好地保證岩土碎屑的清除。在井徑變動較大，這種鑽進方式清除岩土碎屑的能力比正迴圈鑽進要高，進尺速度要快。缺點是由於泥漿的回流僅靠泥漿泵的真空吸力作用，因