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5、4.過濾器設(shè)計(jì)5 4.1。本條對(duì)過濾管直徑的設(shè)計(jì)只作了原則規(guī)定,而未列舉計(jì)算式或復(fù)核式、在設(shè)計(jì)出水量一定的情況下,由于過濾管有效孔隙率是定值,過濾管外徑與長(zhǎng)度互為變量.按該式確定過濾管直徑或過濾管長(zhǎng)度，也即一個(gè)關(guān)系式確定兩個(gè)變量,顯然解是多值的、我國(guó)有關(guān)文獻(xiàn)給出的確定過濾管外徑或過濾管長(zhǎng)度的計(jì)算式 正是忽略了這一關(guān)系式解的不確定性,需要指出的是.由于,井，孔.概念混淆、管井進(jìn)水流速概念混淆 部分計(jì)算式本身就是錯(cuò)誤的，就工程實(shí)踐而言.也不可能按計(jì)算的直徑特別定制過濾管 我國(guó)部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)給出了過濾管的直徑復(fù)核式。也是不正確的、工程實(shí)踐不可能按復(fù)核結(jié)果而改變過濾管直徑。因此計(jì)算確定或復(fù)核過濾器直徑、無論在理論上還是在實(shí)踐上都是不成立的 也是本條不再列出過濾管直徑計(jì)算式或復(fù)核式的原因所在，5.4，2、纏絲過濾器，管、的進(jìn)水面是雙開口型的，因此它的進(jìn)水面是雙層的、即骨架管進(jìn)水面和纏絲面進(jìn)水面 后者直接與含水層接觸,兩者技術(shù)要求不同.所以纏絲過濾器的設(shè)計(jì)包括骨架管設(shè)計(jì)和對(duì)纏絲要求兩部分內(nèi)容 由于骨架管不直接與含水層接觸，因此骨架管的穿孔形狀。尺寸及排列方式與含水層顆粒組成無關(guān).僅與管材強(qiáng)度和加工工藝有關(guān)，由于骨架管進(jìn)水面不直接與含水層接觸.不存在被含水層顆粒堵塞的問題。也就不存在有效孔隙率問題,這與外層纏絲進(jìn)水面有所不同，纏絲進(jìn)水面由于存在有效孔隙率問題 因此纏絲過濾器，管.的進(jìn)水能力是由其外層纏絲進(jìn)水面決定的、纏絲過濾器。管,腐蝕。結(jié)垢及至報(bào)廢 均是由于纏絲進(jìn)水面腐蝕 結(jié)垢及損壞造成的。因此骨架管孔隙率過大并無意義.供水管井工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 GBJ,13,66和我國(guó)部分文獻(xiàn)規(guī)定了不同管材的孔隙率數(shù)值.顯然是從管材強(qiáng)度角度作出的規(guī)定 是不正確的 根據(jù)我國(guó)常用管材的穿孔管孔隙率和纏絲進(jìn)水面有效孔隙率的計(jì)算。條文規(guī)定骨架管孔隙率為20，30,是符合工程實(shí)際情況的.是合適的 管材強(qiáng)度大?？扇〈笾?。管材強(qiáng)度低 可取小值 纏絲的斷面形狀直接影響到有效孔隙率的大小.圓形纏絲斷面外大中間小,極易被含水層顆粒堵塞,有效孔隙率低，梯形或三角形纏絲斷面外小內(nèi)大.不易被含水層的砂礫堵塞，有效孔隙率大,優(yōu)越性明顯。國(guó)外早已普遍采用,我國(guó)限于加工條件,尚不能強(qiáng)制執(zhí)行,但有條件宜盡量采用、5，4。3.我國(guó)部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)文獻(xiàn)定義過濾器孔隙率為穿孔管的孔隙率，因此大多數(shù)給出了穿孔管孔隙率的計(jì)算式、而未給出外層進(jìn)水面孔隙率計(jì)算式.導(dǎo)致忽視了外層進(jìn)水面孔隙率計(jì)算的不正確認(rèn)識(shí).外層進(jìn)水面由于直接與含水層或?yàn)V料顆粒相接觸、存在有效孔隙率問題 因此過濾器。管.的進(jìn)水能力是由外層進(jìn)水面決定的.外層進(jìn)水面孔隙率有著比內(nèi)層進(jìn)水面孔隙率更為重要的意義，所以雙層進(jìn)水面過濾器。管 應(yīng)計(jì)算外層進(jìn)水面孔隙率 原規(guī)范禁用包網(wǎng)過濾器而未給出包網(wǎng)進(jìn)水面孔隙率計(jì)算式、本次修訂予以補(bǔ)充 應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行,5。4、4，室內(nèi)試驗(yàn)表明，濾料厚度超過25mm即可有效擋砂,但考慮到管井施工多種因素的影響 濾料厚度宜大于75mm，濾料厚度增大、增大井徑?？稍龃蠊芫鏊?、在細(xì)粉砂含水層情況下、適當(dāng)增加濾料厚度尚可降低井水含砂量 但是濾料厚度過大.不僅帶來施工的困難、而且濾料超過一定厚度后水量增加也很少。根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐 對(duì)大多數(shù)填礫過濾器管井而言,規(guī)范規(guī)定濾料厚度為75mm.150mm是合適的,細(xì)顆粒含水層宜取上限值。粗顆粒含水層可取下限值、考慮到洗井和抽水過程中濾料將會(huì)下沉、當(dāng)濾料高度低于過濾管頂端時(shí)。將導(dǎo)致管井涌砂,因此濾料高度應(yīng)始終高于過濾器頂端。濾料的下沉量與取水含水層的特性.管井結(jié)構(gòu)及施工方法等因素有關(guān)，條文規(guī)定的濾料高度是就一般情況而言,實(shí)際工作中?？筛鶕?jù)含水層的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，5。4.5,分層填礫時(shí) 為保證細(xì)顆粒含水層顆粒不會(huì)通過粗顆粒濾料進(jìn)入管內(nèi) 細(xì)顆粒含水層的濾料需超過細(xì)顆粒含水層的頂板和底板,超過多少合適,條文并未規(guī)定具體數(shù)字、應(yīng)根據(jù)含水層的具體情況確定，原則上是防止細(xì)顆粒含水層濾料錯(cuò)位.導(dǎo)致管井涌砂。當(dāng)細(xì)顆粒含水層和粗顆粒含水層為互層、其間并無相對(duì)隔水層。難以分層填礫時(shí) 為保證管井質(zhì)量,應(yīng)全部按細(xì)顆粒含水層濾料規(guī)格進(jìn)行。粗顆粒含水層中間有薄層細(xì)顆粒含水層透鏡體或夾層時(shí),顯然全部按細(xì)顆粒含水層確定濾料規(guī)格是不合理的、此種情況下。宜封閉細(xì)顆粒含水層，5 4，6.雙層填礫過濾器由于內(nèi)層濾料規(guī)格比外層濾料規(guī)格放大4倍、6倍，骨架管進(jìn)水縫隙尺寸亦相應(yīng)放大4倍，6倍.因此骨架管孔隙率增大。進(jìn)水流速降低。井損減少.我國(guó)供水管井工程調(diào)查表明，雙層填礫過濾器不僅出水量大，而且使用壽命長(zhǎng)，尤其對(duì)于細(xì)粉砂含水層效果突出、本規(guī)范規(guī)定了雙層填礫過濾器設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的基本內(nèi)容.實(shí)踐中,我國(guó)部分地區(qū)采用簡(jiǎn)易雙層填礫過濾器也取得了良好效果 但雙層填礫過濾器成本高于單層填礫過濾器、施工亦有一定難度 因此應(yīng)根據(jù)具體條件決定采用與否。供水管井過濾器設(shè)計(jì)5 4。7,表5.4,7是在原規(guī)范表3 4，1的基礎(chǔ)上修訂的。說明如下 1,原規(guī)范表3.4、1中 基巖 系對(duì)于上覆土層而言.在巖土分類中并無此名稱、而且與下面的碎石土 砂土分類定名不一致。故改為巖體.2.原規(guī)范表3，4、1中.巖層穩(wěn)定、巖層不穩(wěn)定,兩欄的內(nèi)容與下面兩欄內(nèi)容交叉、因此合并到下面兩欄中，3.原規(guī)范表3，4,1中砂土類含水層缺少礫砂含水層，顯然是疏漏。本次修訂予以補(bǔ)充 4,原規(guī)范表3，4.1里。適用的過濾器類型中,列出了部分非填礫過濾器、但所列不全，也難以列全 如缺少橋式過濾器等。因此本次修訂表中過濾器類型按填礫與否劃分為填礫過濾器和非填礫過濾器，非填礫過濾器泛指所有不填礫的過濾器,不僅避免了篇幅過大,也避免了疏漏、5.包網(wǎng)過濾器有效孔隙率小，進(jìn)水能力低。且濾網(wǎng)容易堵塞 結(jié)垢和腐蝕,導(dǎo)致管井出水量減少.使用壽命縮短等諸多弊端。但考慮在實(shí)際工作中，當(dāng)管井很深、井徑受限制時(shí)。粉細(xì)砂含水層采用包網(wǎng)過濾器仍不失為一種選擇.因此一般情況下不宜采用包網(wǎng)過濾器，但在上述特殊情況下也可考慮采用.所以條文并未規(guī)定完全禁用。對(duì)于過濾管外包棕皮則明確禁止采用.我國(guó)有些單位使用的所謂包網(wǎng)過濾器 實(shí)際上是用作填礫過濾器的骨架管 在技術(shù)上顯然不合理 6.近十幾年。橋式過濾器、管、在我國(guó)供水管井和降水管井實(shí)踐中得到了廣泛采用.由于橋式過濾器,管.進(jìn)水縫隙是側(cè)向開孔 不易被含水層顆粒或?yàn)V料堵塞.因此有效孔隙率大,管井出水量大.無論是作為非填礫過濾器還是作為填礫過濾器的骨架管均優(yōu)點(diǎn)明顯,本次修訂時(shí)，考慮橋式過濾器是填礫或非填礫過濾器之一.不是單獨(dú)的過濾器類型、故未列入表中。在表下的注中予以特別提出,7 貼礫過濾器是填礫過濾器的一個(gè)特殊類型，原規(guī)范第3.4 1條的條文說明闡述了不宜采用的原因、其缺陷在于,由于貼礫層與骨架管直接接觸.孔隙率低。過濾器進(jìn)水能力低。且存在不利于洗井和不便運(yùn)輸?shù)缺锥?本次修訂在表下的注中予以明確 5，4，8、5,4，9，過濾器.管 在地下水中被腐蝕和堵塞是極普遍的現(xiàn)象,當(dāng)?shù)叵滤哂懈g性時(shí)、其腐蝕和堵塞現(xiàn)象更為劇烈 實(shí)踐表明。地下水對(duì)過濾器的腐蝕和堵塞幾乎是同時(shí)發(fā)生的。只是條件不同時(shí),兩者發(fā)展的速度不盡相同 除地下水水質(zhì)因素外,影響地下水對(duì)過濾器腐蝕、堵塞的強(qiáng)度和速度的因素還有制作過濾器材料的抗腐蝕性.過濾器結(jié)構(gòu)和管井出水量等 因此當(dāng)?shù)叵滤哂懈g性時(shí),供水管井選擇耐腐蝕材料制作過濾器是必要的.從幾種常用管材比較。鑄鐵管比鋼管抗腐蝕強(qiáng),非金屬管比金屬管抗腐蝕性強(qiáng)、但當(dāng)?shù)叵滤畬?duì)混凝土有侵蝕性時(shí).則不宜采用鋼筋混凝土井管，纏絲過濾器 管、仍是目前采用較多的一種過濾器。管。纏絲無疑是纏絲過濾器，管，的薄弱環(huán)節(jié),當(dāng)?shù)叵滤哂懈g性時(shí).有條件時(shí).宜采用不銹鋼絲,銅絲或增強(qiáng)型聚乙烯濾水絲等耐腐蝕性材料。采用抗腐蝕性差的纏絲材料時(shí)，應(yīng)采用涂保護(hù)層、陰極保護(hù)等防腐措施 在含水層的顆粒組成較為粗大的情況下 采用不纏絲過濾器 管。不失為一個(gè)徹底的解決辦法，5,4。10。據(jù)試驗(yàn)和對(duì)比資料表明、過濾器長(zhǎng)度在一定范圍內(nèi) 管井出水量隨過濾器長(zhǎng)度的增加而增大 當(dāng)過濾器長(zhǎng)度增大超過某一閾值后、出水量增大的比例卻很小、甚至毫無實(shí)際意義，經(jīng)統(tǒng)計(jì)這個(gè)閾值為20m 30m。一般將這個(gè)閾值稱之為,過濾器有效長(zhǎng)度，也即占管井出水量90,95.的過濾器長(zhǎng)度 在地下水取水工程實(shí)踐中.花費(fèi)很多財(cái)力準(zhǔn)確地測(cè)試水源地的、過濾器有效長(zhǎng)度.在經(jīng)濟(jì)上是不合理的、也不現(xiàn)實(shí)。本規(guī)范規(guī)定以30m為界限值.對(duì)我國(guó)大多數(shù)地區(qū)而言是合適的。也不會(huì)造成太大的浪費(fèi)、含水層厚度大于30m.特別是對(duì)于含水層很大的所謂 大厚度含水層、為了充分利用含水層，可根據(jù)實(shí)際情況考慮采取分段取水方案、非均質(zhì)含水層中過濾器的設(shè)計(jì) 條文中對(duì)兩種比較普遍的情況作了規(guī)定,一是層狀非均質(zhì)含水層、可概化為均質(zhì)含水層,按均質(zhì)含水層設(shè)計(jì)過濾器長(zhǎng)度、二是裂隙、溶洞含水層，可適當(dāng)加長(zhǎng)過濾器長(zhǎng)度。因此,條文規(guī)定 過濾器累計(jì)長(zhǎng)度宜為30m。50m.且、應(yīng)安置在主要含水層部位,5,4，11，影響非填礫過濾器進(jìn)水縫隙尺寸確定的因素主要為、含水層的類別。含水層的均勻性 過濾器進(jìn)水縫隙的形狀、覆蓋層的穩(wěn)定與否，地層取樣的可靠程度。地下水的腐蝕性。上述影響非填礫過濾器進(jìn)水縫隙尺寸確定的因素中，含水層的類別及其均勻性是最主要的,其次是過濾器的進(jìn)水縫隙的形狀，對(duì)于長(zhǎng)期取水構(gòu)筑物的供水管井而言,上述影響因素均需要予以考慮，但對(duì)于臨時(shí)抽水構(gòu)筑物的降水管井。則無需全面考慮 如地下水有無腐蝕性并不是短時(shí)間能看見其影響的,所以主要應(yīng)考慮的因素仍是含水層的類別及其均勻性。原規(guī)范對(duì)供水管井纏絲過濾器進(jìn)水縫隙尺寸作了規(guī)定 實(shí)質(zhì)是對(duì)非填礫過濾器進(jìn)水縫隙尺寸的規(guī)定，此規(guī)定略顯簡(jiǎn)約 工程實(shí)踐可根據(jù)上述影響因素進(jìn)行微調(diào)，5,4.12，填礫過濾器濾料擋砂。并非將含水層中的砂粒完全隔濾于濾層之外、濾料形成的孔隙允許含水層中的較小砂粒在管井洗井時(shí)通過濾層抽出井外，而含水層中的較大顆粒則被隔濾于濾層之外、達(dá)到穩(wěn)定含水層和降低井水含砂量的目的，濾料孔隙中形成的內(nèi)切球體直徑即為濾料的。通過粒徑.所謂，通過粒徑,即是濾料層孔隙允許通過砂粒的最大粒徑。顯然。通過粒徑。確定之后.濾料粒徑隨之確定，所以兩者之間有如下的關(guān)系 式中.D、濾料粒徑.mm、n、填礫比。di，通過粒徑、mm 上式即為填礫過濾器濾料規(guī)格確定的通式,世界各國(guó)制定的濾料規(guī)格雖然在n和d,i的數(shù)值上有所不同。但規(guī)定的基本形式是相同的、其理論依據(jù)即在于此.原規(guī)范在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上。舍棄了 供水管井工程施工及驗(yàn)收規(guī)范。GBJ,13 66的表格形式規(guī)定、根據(jù)供水管井的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和上述濾料規(guī)格確定的通式,分別對(duì)砂土類含水層和碎石土類含水層濾料規(guī)格作了規(guī)定 多年的實(shí)踐表明.這一規(guī)定是符合我國(guó)供水管井工程的實(shí)踐情況的、對(duì)于指導(dǎo)我國(guó)供水管井填礫過濾器濾料規(guī)格確定具有重要的指導(dǎo)意義。降水管井過濾器設(shè)計(jì)5，4,13 降水管井過濾器類型在選用原則上與供水管井并無區(qū)別,因此降水管井過濾器類型可參照表5 4、7進(jìn)行選用.但降水管井作為臨時(shí)抽水構(gòu)筑物 并不要求很長(zhǎng)的使用壽命 砂土類含水層、特別是細(xì),粉砂含水層 包網(wǎng)過濾器簡(jiǎn)便易行，在降水管井實(shí)踐中經(jīng)常采用 禁用并不合適,需注意的是 由于包網(wǎng)進(jìn)水面有效孔隙率低,導(dǎo)致井損增大.單位出水量較小的問題、不禁用并不表示合適。宜根據(jù)具體情況確定采用與否 5、4、14 降水管井由于是臨時(shí)抽水構(gòu)筑物，所以可不考慮地下水質(zhì)因素 過濾器制作材料選擇應(yīng)主要根據(jù)過濾器的受力條件和經(jīng)濟(jì)合理因素確定,5、4、15 降水管井過濾器長(zhǎng)度設(shè)計(jì)、不僅應(yīng)考慮含水層的類型和含水層的厚度情況。尚應(yīng)考慮基坑的基底深度、當(dāng)基坑底的深度超過含水層隔水底板時(shí)，單獨(dú)采用管井降水法是達(dá)不到降水深度要求的。此時(shí)過濾器的長(zhǎng)度只能是設(shè)計(jì)動(dòng)水位以下的含水層厚度。當(dāng)基坑底的深度未達(dá)到含水層隔水底板，此時(shí)應(yīng)根據(jù)含水層的厚度情況.采用完整井或非完整井 相應(yīng)確定過濾器的長(zhǎng)度。條文規(guī)定了應(yīng)考慮的因素.其實(shí)質(zhì)是過濾器長(zhǎng)度的確定，應(yīng)使過濾器進(jìn)水流速不超過允許進(jìn)水流速、當(dāng)基坑底部存在承壓含水層時(shí) 為防止基底隆起,應(yīng)降低承壓含水層的水頭至安全的水頭以下,也即允許水頭以下 所謂允許水頭,即是基坑底不隆起的水頭、降低承壓水頭過大則浪費(fèi) 未達(dá)到允許水頭則存在基底隆起的危險(xiǎn),顯然允許水頭確定后，管井出水量即確定 過濾器的長(zhǎng)度即可根據(jù)管井設(shè)計(jì)出水量確定.5。4.16。降水管井作為臨時(shí)抽水構(gòu)筑物,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同于供水管井設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、本次修訂根據(jù)降水管井出水含砂量標(biāo)準(zhǔn)和允許進(jìn)水流速的規(guī)定,對(duì)降水管井非填礫過濾器進(jìn)水縫隙尺寸作出了規(guī)定.工程實(shí)踐上仍可綜合考慮影響非填礫過濾器進(jìn)水縫隙尺寸確定的因素而進(jìn)行微調(diào) 但地下水水質(zhì)因素可不考慮,5,4,17 降水管井的目的是通過抽水以降低地下水位,這就要求降水管井在滿足出水含砂量標(biāo)準(zhǔn)的情況下 達(dá)到最大限度降低地下水位的目的.降水管井作為臨時(shí)抽水構(gòu)筑物 決定了降水管井濾料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)低于供水管井濾料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)試驗(yàn)和實(shí)踐均證明，填礫比n、12將導(dǎo)致井水含砂量過高，抽水設(shè)備不能正常運(yùn)行、地層結(jié)構(gòu)受到破壞等不良后果.但濾料規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)過于嚴(yán)格則限制了管井出水量,影響了降水效果 顯然也是不合適的、本次修訂依據(jù)降水管井的允許井壁進(jìn)水流速和井水含砂量標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定降水管井濾料規(guī)格填礫比為n 8 12是合適的 特殊情況下 當(dāng)含水層為細(xì)粉砂層 基坑周邊有重要建，構(gòu)。筑物而對(duì)出水含砂量有較高要求時(shí)?？砂垂┧芫畼?biāo)準(zhǔn)確定濾料規(guī)格。填礫過濾器骨架管縫隙尺寸的大小、可根據(jù)含水層顆粒確定的濾料D10確定 也即擋住90，的濾料不能進(jìn)入管內(nèi)、意在穩(wěn)定濾料層、