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5.2 井身结构设计
5.2.1 井身结构应根据取水(回灌)目的层的岩性、厚度、埋深、富水性、水力性质、上覆地层的特征及钻进工艺进行设计,并宜符合下列规定:
1 宜按成井要求确定开采段井径;
2 宜按地层、钻进方法确定井段的变径和相应长度;
3 宜按井段变径需要确定井的开口井径;
4 在松散层中,当井深小于100m时,可一径到底;井径宜为500mm~800mm。
5.2.2 开采段井径应根据管井设计出水量,以及允许井壁进水流速、含水层埋深、开采段长度、过滤器类型及钻进工艺等因素综合确定。
5.2.3 松散层中非填砾过滤器管井的开采段井径应大于设计过滤管外径50mm,填砾过滤器井的开采段井径应大于设计过滤管外径150mm~300mm。
5.2.4 岩体地区不安装过滤器管井的开采段井径应根据含水层的富水性和设计出水量确定,并不得小于150mm。
5.2.5 供水管井深度应根据目的含水层(组、段)的埋深、厚度、水质、富水性、出水能力和下置沉淀管等因素综合确定。其中热源井的深度不宜超过200m。
5.2.6 降水管井的深度应根据经计算得出的设计动水位(压力水头)埋深、最下一个降水目标层的埋深、最下一段过滤器工作部分的长度和沉淀管的长度等综合确定。降水管井的深度可按下列公式计算:
1 疏干井:
2 减压井:
式中:Hw——降水管井的深度(m);
Hw1——自地面算起至设计要求的动水位间的深度(m);
Hw2——在降水管井分布范围内宜为1/10~1/15;
i——水力梯度;
r0——降水管井分布范围的等效半径或降水管井排间距的1/2;
Hw3——从Hw2以下算起至最下部过滤器底端的长度(m);
Hw4——设计拟降低压力水头的目的含水层顶板的埋深(m);
Hw5——最下部过滤器底端至拟降低压力水头的目的含水层顶板的距离(m);
Hw6——沉淀管长度(m)。
3 同时兼作疏干井和减压井的管井井深可按公式(5.2.6-2)计算。
5.2.7 松散层地区供水管井封闭位置的设计应符合下列规定:
1 井口管外围,非填砾段应封闭,封闭深度不应少于5m;
2 水质不良含水层或非开采含水层井管外围应封闭。
5.2.8 岩体地区供水管井封闭位置的设计应符合下列规定:
1 覆盖层不取水时,井管外围应封闭。
2 覆盖层取水时,应按本规范第5.2.7条的规定执行。覆盖层井管底部与稳定岩层间应封闭。
3 非开采含水层井管变径间的重叠部位应封闭。
4 水质不良含水层或上部已污染含水层与开采含水层间应封闭。
5.2.9 管井的设计应设置水位监测口,井管口应高出泵房地面0.20m,并应防止杂物的进入。
5.2.2 本条对开采段井径的设计只作了原则的规定,而没有列举公式计算。原因是开采段井径的大小和开采段的长短都是由允许井壁进水流速决定的,而该流速则可通过调整井壁的进水面积来满足。井壁进水的面积大小由条文中列举的诸因素决定。由一个计算公式欲确定两个有关联的变量,其解是不确定的。相同的理由在第5.4.1条的条文说明中阐述得比较清楚,请参考。
5.2.4 开采段井径过小将造成井损增大,影响管井出水量,一般大于150mm。
5.2.5 管井深度是多因素综合确定的。对于存在不同水质的含水层地区,水质亦是决定管井深度的因素之一,应引起注意。热源井属地下水地源热泵系统,该系统是以地表以下一定深度(一般为恒温带至200m埋深)范围的岩土体、地下水和地表水为低温热源的空调系统(见现行行业标准《浅层地热能勘查评价规范》DZ/T 0225)。
5.2.6 本条规定了设计降水管井深度。在实际施工中,第1款和第3款的情况最常出现。尤其是第3款,是指在基坑开挖时,基坑壁揭露了上部的潜水含水层和承压含水层。在此情况下,降水管井对已揭露的诸含水层起疏干井的作用,对基坑底以下的承压含水层起减压井的作用。可见井深主要考虑的是对下部承压含水层的减压问题,而上部则是过滤器的设计问题。
5.2.7、5.2.8 管井应把被污染或可能被污染的含水层或者不良水质的含水层进行封闭。供水管井是永久性的地下水取水构筑物,因此封闭亦是永久性的。封闭的目的有二:一是加固井管,二是阻隔不良水质水(包括非开采含水层水)的进入和取水层地下水进入其他含水层或透水层。有时两种目的同时兼有。阻隔非开采含水层的要求常由用户或水资源管理部门提出。管井外围封的长度因目的和地质条件而异,条文中没有规定具体数据的要求,执行中应注意封闭的效果。降水管井井口外围封闭的目的是防止抽出的水沿井管外渗流回含水层和防止地表污染物污染含水层。
5.2.9 管井设计时预留能够投放测量水位仪器探头的地方是颇为重要的,它为监测地下水位的动态变化提供了条件。地下水位动态资料是保证水源地科学管理和合理开采的重要资料之一。因此制订了本条规定。实际上,只需在管井泵座上预留一小孔即可,但要采取一定措施防止杂物投入或误入。
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