取水工程_渗渠

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1、7.5渗渠渗渠的型式与建造7.5.1.1 渗渠的型式渗渠即水平铺设在含水 层中的集水管（渠）。渗渠可 用于集取浅层地下水，如图729、7 30所示。也可铺设 在河流、水库等地表水体之下 或旁边，集取河床地下水或地 表渗透水。由于集水管是水平 铺设的，也称水平式地下水取 水构筑物。渗渠，按其补给水源可分 为集取地表水为主的渗渠和图7 29 完整式渗渠1集水管；2 集水井；3泵站；4 检查井集取地下水为主的渗渠两种。 前者是把渗渠埋设在河床下， 集取河流垂直渗透水；后者是 把渗渠埋设在河岸边滩地下， 以集取部分河床潜流水和来 自河岸上第四纪含水层中的 地下水。集取地下水为主的渗 渠，一般水质较好，

2、水量比较 稳定，效果较好，使用年限长， 因而采用的也较多；至于集取 地表水为主的渗渠，产水量虽 然很大，但受河水水质的变化 影响甚为明显，如当河水较浑 浊时，渗渠出水水质往往很 差，而且容易淤塞，检修管理 麻烦，使用年限也较短；如果 河水浊度常年较小，上述缺点 可能减少。4 2I.r*41I1/i图7 30 非完整式渗渠1集水管；2集水井；3 泵站；4 检查井渗渠的埋深一般在 47m很少超过10叶 因此，渗渠通常只适用于开采埋藏深度小于 2m厚度小于6m的含水层。渗渠，按埋设位置和深度不同，又可分为完整式（图7 29）和非完整式（图7 30）两种。完整式渗渠是在薄含水层的条件下，埋设在基岩上；

3、非完整 式渗渠是在较厚的含水层条件下，埋设在含水层中。完整式渗渠所以埋设在基岩上，主要靠加大水位降落量，最大限度地开采地下水，从而增大渗渠产水量。但在较厚含水层中， 为了减少施工困难，降低工程造价，多把渗渠设在施工技术和抽水设备允许条件下的含水层一定 深度中，同样可以集取较多的地下水。从生产实践中看，采用完整式渗渠比较普遍，产水量较大；而采用非完整式渗渠却较少，因为在较厚含水层中，采用大口井或管井取水，工程造价要比渗渠造价低得多，不仅开采量大，而且施工容易，进度快。除非打井机具缺乏，而用 水量又甚小的情况下，才采用非完整式渗渠。无论集取地表水为主的渗渠，还是集取地下水 为主的渗渠，都可以接其所

4、在的含水层厚度不同而选用完整式或非完整式渗渠。渗渠平面布置，应根据水文、水文地质、 补给来源以及河水水质等条件而定，一般可分为：平行于河流、垂直于河流和平行与垂直于河流组合等三种形式。无论哪种形式，都适用 于集取地表水为主的渗渠和集取地下水为主的渗渠。一般大、中型渗渠取水工程，由于取水量较大，集水管较长，采用平行于河流或平行与垂直于河流组合的两种形式比较多，而采用垂直于河流的形式较少； 至于小型渗渠取水工程，由于取水量较小，集水管较短，占地不多，多采用垂直于河流的形式，可以较多地截取地下水和河床潜流水。哪种形式经济合理，应通过经济技术比较，因地制宜地选用。7.5.1.2 渗渠的建造1 渗渠的构

5、造 渗渠通常由水平集水管、集水井、检查井和泵站所组成。1） 集水管 集水管一般为穿孔钢筋混凝上管；水量较小时，可用穿孔混凝上管、 土管、 铸铁管；也可用带缝隙的干砌块石或装配式钢筋混凝土暗渠。带孔眼的钢筋混凝土管，一般就地人工浇筑制作，每节长度最好1叶 每米长孔眼总面积为管壁总面积的 510%如果管道结构允许，最好采用孔隙率815%管壁进水孔形式分圆形和长条形两种。圆形孔的孔径，一般采用2030mm布置成梅花状，孔眼大外小，以防堵塞。孔眼净距为 22. 5d （d为孔眼直径）。长条形孔眼尺寸，一般宽为 20mm长为 60mm也有的长为100mm条缝净间距为：纵向 50100mm环向2050mm

6、进水孔眼一般 布置围在1/31/2管径以上（从管底上算起）的管周壁上，下部一般不设孔眼，以防下部 泥砂流入管，造成管淤积，影响集水管的集水效果。 常用管径为400mm 500mm 600mm 800mm 和1000mm等五种。埋设深度为 2.0m、3.0m、4.0m、5.0m和6.0m等五种。2） 人工反滤层为了防止含水层中细小颗粒泥砂进入集水管中，造成管淤积，必须在集水管和含水层中间铺设人工反滤层。人工反滤层设计、 铺设的好坏，也是渗渠出水效果好坏的重要条件之一。因而滤层厚度和滤料颗粒级配是否合理，直接影响渗渠产水量、出水水质和使用年限。人工反滤层设计要根据渗渠取水形式不同而异，即分为集取地

7、下水为主和集取地表水为主的渗渠人工反滤层两种。反滤层的层数、厚度和滤料粒径计算，和大口井井底反滤层相同。集取地下水为主渗 渠的人工反滤层如果缺乏颗粒直径分析资料，而含水层又为砂卵石时，可按下列规格选用： 第一层粒径为 510mm厚度为300mm 第二层粒径为 1030mm厚度200300mm第三层 粒径为3070mm 厚度为200mm总厚度为 700800mm集取地表水为主的渗渠人工反滤层的滤料级配，外层以上，一般回填河砂，但必须干 净，不要混有杂草泥块， 粒径一般0.251.0mm ,厚约1叶下面三层反滤层分别采用粒径为 14、4& 832mm各层厚度约 150mm也有的粒径略大些。但总的说

8、来，要比集取地 下水为主的渗渠反滤层滤料粒径小，尤其是外层滤料粒径要小些。反滤层总厚度要厚些为宜，但这要看河水水质情况而定，水质好的，可以薄些；水质差的，较浑浊的，反滤层要厚些。 这主要因为河水浊度常年变化较大，如果反滤层厚度太薄，粒径略大，会影响渗渠的出水水质。3） 检查井 为便于检修、清通，集水管端部、转角、变径处以及每50150m均应设检查井。检查井形式分为全埋式、半埋式和地面式三种。全埋式即检查井全部埋于地下，井盖略高于集水管，且上部填以反滤层。适用于河水冲刷程度较大，渗渠不需要经常检修与清 扫的给水工程中。其缺点是井埋设较深， 寻找或检修均很不方便。 半埋式检查井是将井口埋 在地面下

9、0.51.0m，优点是除有利于人防保护外，还可防止被洪水冲毁井口；缺点是由于井盖埋在地下，一旦检修，不易找出井位。在集取地表水为主的渗渠中，多采用半埋式检查 井。地面式检查井，即井口露出地面，多用于集取地下水为主的渗渠，便于检修，但必须注 意采用封闭式井盖。 井盖材料可用铸铁或钢筋混凝土。井盖底部周围用胶垫圈将井盖垫好止水，然后用螺栓将井盖固定在井座上，以防泥砂从井盖缝隙进入渗渠。2. 渗渠的施工（1）集水管（渠）的施工1）开槽施工法当潜水埋藏浅、含水层厚度不大时，埋设集水管可以实行明沟开挖施工方法，在开挖的基槽中敷设集水管和铺设人工反滤层。开挖断面要考虑管道的尺寸、含水层的岩性和便于施工安装

10、。集水管（渠）最好坐落在隔水粘性土层或基岩上。如集水管必须坐落在松散地层上，基础必须穷实，管径较大时，需做混凝土基础；如以基岩为基础时，必须铺设2030cm厚的粗砂；当砌筑集水渠时，必须作混凝土基础。管沟的边坡依含水层岩性 而定，如含水层为河流松散堆积物时，一定要考虑边坡的稳定性，必要时要进行防护支撑和加固，以防坑壁坍塌。施工排水和降低地下水位是施工中重要而复杂的工作。通常含水层颗粒粗，地下水水量丰富，所以排水量大，开挖前要进行排水量校核计算，排水设备的排水能力必须满足排水要求，并且要有备用的排水设备。如工程量大，短期难以完成，需跨越洪水期时，则必须要考 虑防洪措施，确保施工安全。施工时，应严

11、格按设计的人工反滤层级配分层铺设；回填渗渠管沟时，可使用开槽时挖出的原土，以保持原含水层的渗透性能。2） 围堰施工法 在河床下埋设集水管时， 应在枯水季节施工， 必须将河水导流或用粘土 围堰后方能开槽施工。在河床地段施工，施工排水更为重要，地层渗透性强，排水量大，要求排水设备排水能力强，效率高。施工排水对施工进度影响很大，应予以特别注意。施工完毕后，应将土围堰拆除干净，以免改变原河床的水流方向。3） 开挖地道施工法 如潜水埋藏较深，开挖深度较大时， 宜采用开挖地道法施工。 施工 中应特别注意开挖地层的稳定性， 除特殊情况外，一般要进行防护支撑和加固， 防止坑道坍 塌。同时要进行施工排水，降低地

12、下水位，应尽量避免水下施工。（2）集水井的施工 渠集水井的结构和施工与辐射井的集水井极相似。（3） 检查井的施工渗渠检查井的结构和施工基本上与排水管道工程中检查井的结构 和施工方法相同。（4）渗渠清洗 渗渠施工的各项工序完成后，应象管井洗井一样，及时清除渗渠集水管及反滤层中的淤泥和细砂。具体做法是在集水井安装临时抽水泵，待集水井中水位上升至一定高度时（可淹没渗渠反滤层0.51.0m）,用水泵从井抽水，使井水位下降至渗渠集水管管底，然后停泵，待水位再次上升至原来高度时，再抽水，如此复始，直到抽出的水由浑 浊变为清澈为止。一般要连续抽水35天，方可清扫干净。此外，当渗渠工程规模较大时，从集水井抽水

13、水量大，抽水设备不易解决时，也可在检查井中安设水泵，分段清扫渗渠。 渗渠的出水量计算渗渠产水量计算，应根据水文地质参数、开采储量评价、选用渗渠类型以及布置形式等 资料和条件进行计算。 因为所选用的渗渠类型和布置形式不同，所采用的水文地质计算公式也有不同。比如，选用集取地下水为主的渗渠，所用的水文地质计算公式，就不同于集取河水为主的渗渠所用的计算公式，选用完整式渗渠所用的水文地质计算公式，也不同于非完整式的水文计算公式。 由于渗渠的埋设条件比较多，水文地质计算公式也比较多。但是，比较有实用价值的公式也不多，往住同生产实际出入较大。因此，在选择水文地质计算公式时， 应当特别慎重。目前，我国在计算渗

14、渠产水量时，多采用国外的水文地质计算公式。由于我国很少进行这方面的理论研究工作，又没有积累长期生产观测资料，所以多少年来，尚没有我国自己的一些符合我国各种水文地质特点、比较完整的理论计算公式。因此，在实际使用中，发现有些水文地质计算公式所算出的结果，同实际相差甚远，往往高达46倍之多。但是，也有些公式，还是比较接近于生产实际的。 以下仅介绍几种常见的渗渠出水量计算公式。1 铺设在无压含水层中的渗渠完整式渗渠（图7 - 31）出水量计算公式：KL (H2 h0)R式中Q渗渠出水量，mf/d ; K 渗透系数，m/d;R影响半径（影响带宽），mL渗渠长度，m；h含水层厚度，mh0渗渠水位距含水层底

15、板高度，m。非完整式渗渠（图7 32）出水量计算公式：2 2 1 1KL (H2 h0) (t 0.5rf(2h 刁 R ( ho ) ( ho )(7 54)(7 55)式中t 渗渠水深，mr o渗渠半径，m。其余符号同上。上式适用于渠底和底板距离不大时。图7 31无压含水层完整式渗渠计算简图H7777777；2Hh07777777777777777777777777?0 nR1(7 56)图7 33河滩下完整式渗渠计算简图(7 58)2.平行于河流铺设在河滩下的渗渠平行于河流铺设在河滩下同时集取岸边地下水和河床潜流水的完整式渗渠出水量计算公式（图7 33）:Q 生（Hi2 h2）2Lo式中Hi河水位距底板的高度，mh 2岸边地下水位距底板的高度，mL o