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5?.4 过滤器【设计
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5.4》.1: 本条《对,过滤管?直径的?设计只作了原则规定!而未列举《计算式或复核式【
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在设计】出水量一定》的情况下由》于过滤管有》效孔隙率是》定值过?滤管外径与长度互】为变量?。按该式确《定,过滤管直径或过【滤管长度也》即一个关系》式确定两个变—量显然解是多值【。的我国有关文献给出!的确定过滤管外径或!过滤管长度的计算式!正是忽略了这一关系!式解的不确》定性需?要,指出的是《由于“井"》、“孔”概念混淆】、管井进水流速【。概念混淆部分计算式!本身就是错误的就工!程实践而言也不可】能按计算的直径特别!定,制过滤管《我国部分技术标【。准,和文献给出了过【滤管的直径复核式也!是不正确的工程实】践不可能《。。按,复核结果而改—变过滤管直》径因此计算确定【或复核过滤器直【径无:论在理论《上还是在实践上【都是不成立的—。。也是:本条:不再列?。出过滤管直径计算式!或复核式《。的原:。因所在
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5.4.2】 缠丝《过,滤器(管)的进水】面是双开口型—的因此它的进水面是!双层:。的,即骨架管《进水面和缠》丝面:。进水面后者直接【与含水层接触两者技!术,。要求不同所以缠丝】过滤器的《设,计包:括骨架管设计和对】。缠,丝要求两《部分内容由于—。骨架管不直接与【含水层接触》因此骨架管的穿【孔形:状、尺寸及排列方式!与含水层颗粒—组成无关仅与管材强!度和加工工艺有关】
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》 由于骨架】管进水面不》直接与含水》层接触不存》在被含水层颗—粒堵塞的问题也就不!存在有效孔》隙率问题这与外【。层缠丝?进水面?。有所:。不同缠?丝进水面由》于存:在有效孔隙率问题因!此缠丝过滤器(管)!的进水?。能力是由《。其外层缠丝进水面】决定的缠《丝过滤器《(管)?腐蚀:、结垢及至》报废均是由》。于缠丝进水面腐蚀、!结垢及损坏造成的】因此骨架管》孔隙:率过大?并无意义供水管井工!程施工及验收—规范GBJ —13-66和我国】部分文献《规定了不《同管材?的孔隙?率数值显然是从【管材强度角度作【出的:规定是不正确的【根据我国常用管材】的穿孔管《孔隙率?和缠丝进水面有效孔!隙率的计算条文规】定骨架管孔隙率【为20%~》30%是《符合工程实》际情况的是合—。适,的管材强度大—可取大?值管:材强度低《可取:小值
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【缠丝的断面形状直】接影响到有效孔隙率!的大小圆形缠—丝断面外大中—间小:极,易被含水层颗粒堵塞!有效孔隙率》。低;梯形或三—角,形缠丝断面外小【内大:不易被含水》层的砂?。砾堵:塞,。。有效孔隙率大优越性!明显国外早已普遍】采用我国限于加工】条件:尚不能强制》执行但有条》件,宜,尽,量采用
!。5.4?.3 我》国部分技《术标准和有关文献定!义过滤器孔隙率为】穿孔管的孔隙率因】此大多数给出了【穿孔管孔隙率的【计算式而未给出【外层进水面孔隙率】计算式导致忽视了外!层进水?面孔隙率计算的不】正确认识外》层进水?面由于直接与含水】。层或滤料颗粒相接触!存,在有:效,孔隙率?。问题因此过滤器【。(,管)的?。进水能力是由外【层进水面决定的外层!进水面孔隙率有【着比内层《进,水面孔隙率》更为重要的意义所】以,双层进水面过滤【器(管)应计—算外层进《水面:孔隙率原《规范禁用《包网:过滤:器而未给出包网进水!面孔隙率《。计算式本次修订【予,以补充应按规—定,执,。行
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5.4.4 室!内试验表明滤料厚度!超过25《mm即可有效挡【砂但考虑到管井施】工多种因素的影【响滤料厚《度宜大于75—。mm滤料厚度增大】。(增大井径》)可:增大:管井出水量在—细粉:砂,含水层情《况下适当《增加滤料厚度尚可】降低井水含砂量【但是滤料厚度过【大,不仅带来施工的困】难而且滤料超过【一定厚度后》水,量增加也很》少根据国内外工程实!。践对大多数填砾过】滤器管井而》言规范规《定滤料厚度》为75mm~—150mm是合适】的细颗粒含水—层宜取上限值粗颗粒!含水层可取下限【值
【 考虑到洗】井和抽水过程中滤】料将会?下沉当滤《料,高度低于《过滤:管顶端时将导致【管,井涌砂因此滤料高度!应始终高于》过滤器顶端滤—料的下沉量与取【水,含水层的特性、管】井结:构及施工方法等因】素有关条文规—。定的滤?料高度是就一—般情况而言实际工作!中可根据含水—层的实际情况进行调!整
5.!4.5 》分,层填砾时为保—证细颗粒含水—层颗粒不会通过【粗颗粒滤料》进,入管内细颗粒—含水层的滤料需【。超过细颗粒含水层的!顶板和?底板超过多少—合适条文并未—规定具?体数字?应根据?含水层的《。具体情况《确,定原则上是防止细】颗粒:含水层滤料错—位导致?。。管井涌砂
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《。 当细颗粒含水层】和,粗颗粒?含水层为《互层其间并无—相对:隔水层难以》。分层填?砾时为?保证管井《质量应全部按细颗粒!。。含水层滤料规格进行!
】 , 粗颗粒含水层中间!有薄层细颗粒含【水层透镜体或夹层时!显然:全部按细《颗粒含水层确—定滤料规格》是不合理的此种情】况下宜封闭细颗【粒含水层
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5:.4.6 双【层填砾过滤》器,由于:内层滤料规格—比,外层滤料规格放【大4倍~6倍骨架管!进,。。水缝隙尺寸亦相【应放:大,4倍~6倍因—此骨架管孔隙率增大!进,水流速降低井损减】少,我国供水管井工【程调查表明》双层填砾过滤器不】仅,出水:量大而且《使用寿命长尤其对】于细粉砂《含水层效《果突出本规范规定】了双层填砾过—滤器设计应遵守的基!本内容?实践中我国》部分地区采用简易】双层填砾过》滤器也取得了良好】效果但?双层填砾过滤器【成本高?于单层填砾过滤器施!工,亦有一定难度因此应!。根据具体条件决定】采用与否
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Ⅰ 供水管井过!滤器设计
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5.4.7 】表5.4.7是【在原:规范表3.4.【1的基础上修订的】说明如?下
】 (1)原规】范表3.4.1中】“基岩”系对于【上覆土?。层而言在岩》土,分类中并无此名【称而:且与下面《的碎石土、》砂土分类定名不一】致故改为岩体—
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《 : (2)原规—范表3.4》.1中“岩层稳定】”、:“岩层不稳定—”两:栏的内容与下面两】。栏内容交《叉因此?合并到下面两栏中
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— :。 (3)原规范【表3.4《.1中砂《土类含水层缺少砾砂!含水层显然》是,疏漏本次修订予以】补充
】 《(4)原规范—表3.4.1里适用!的过滤器类型中列出!了部分非填》砾过滤器但所列不】全,也难以列全如缺少】桥式过?滤器等因《此本次修《订表中过滤器—类,。型,按填:砾与否划分》。为填砾过滤器—和非填砾过滤器非】填砾过滤器泛指【所有不填砾的—过,。。滤器不?仅避免了篇幅过【大也避免《了疏:漏
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(】5,)包网过滤器有【效孔隙率小进水【能力低且《滤网容易堵》塞、结垢和腐—蚀导致?管井:出水:量减少?使用寿命《缩短等诸多弊—端但考虑在》实际:工作中当管》井很深、井径受限制!时粉细砂含水层【采用包?网过:滤器仍不《失为一种选》择因此一《。。般情况下不宜采【用包网过滤》器但在上述特殊情】况下也可考虑采用】所以:。条文并未规定完【全禁用对于过—滤管外包棕皮则明】确禁止采用我—国有些?单位使用的所谓包】网过滤?器实际上是》用作填砾过》滤器的骨架》管在:技术上显然不合【理
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《 ?。(6)近十》几年桥式过滤器(】管)在我《国供水管《。。。。井和:降水管井实践—中得到了广泛采【用由于桥式过滤【器(管)进水—。缝隙是侧向开孔不】易被含水《。层颗:粒或滤料堵塞—因此有效孔隙率【大管井出水量大【无论是作为非填砾过!滤器还是作为填砾过!滤器的骨架管—均优点明显》本,次修订时考虑桥式】过滤器是填砾—或,非填砾过滤器之一】。不是单独的》过滤器类型故—未列入表中在表【下的注中予以特别提!。出
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【 (7)贴砾过滤器!是填砾过滤器—的一个特殊类—型原规范第3.4】.1条?的条文说明阐—。述了不宜采用—的原因其缺陷在于由!于贴砾层与》骨架管直接接触【孔隙率低过滤器【进水能力低且存【在不:利于洗井和不便运】输等弊端本》次修:订在表下的注—中予以明确
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5.4.8【、5.4.9 】过滤器(管)在地下!水中:被腐蚀?和堵塞是极普遍的】现象当地《下水具有腐》蚀性:。时其腐蚀和堵塞现】。象更为剧烈实践【表,明地:下水:对过滤器的腐蚀和堵!塞,几乎是同时发生的只!是条件不同》时两:者发展的速》度不尽相同除地下】水水:质因:素外影响地下水对过!滤器腐蚀《。、堵塞的强度和速】度的因素还有制【。作过滤器《材料的?。抗腐蚀性、》过滤器结构和管井出!。水量等?因此当?地下水具有腐蚀性时!供水管井选择耐腐蚀!材,料制作过滤器是必】要的从几种常—。用管材比《较铸铁管比钢管抗腐!蚀强非金属管—比金属管抗》腐蚀性强;但当地下!水对混凝土有侵蚀】性时则不《宜采用?。钢筋混凝土井管【
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— 缠丝过滤器(管!)仍是?目前采?用较多?的一种过滤器(【管)缠丝《无疑是缠丝过滤器(!管)的薄《弱环节当地下—水具有腐蚀性—时有条件时》宜采用?不,锈钢丝、铜丝—或增强型聚乙烯滤】水丝等耐腐蚀性材料!采用抗腐蚀性—。差的缠丝材料时【应采:用,涂保护层、阴极保】。护等防腐措施在含】水层的颗粒》组成较为粗大的情】况下采用不缠丝过滤!器(管)不失—为,一个:彻底的?解决办?法
5.!4.1?0 ?据试验和对比资料表!明过滤器长》度在一定范》围内管井《出水量随《过滤器长度的—增加而增大当—过滤器长度增大超】过某:。一,阈值后出水量增大】的比:例却很小甚》至毫无?实际意义《经统计这个阈—值为20m》~30m一般将【这个阈值《称,之为“?过滤器有效》长度”也即占管井】出水量90%~9】5%的过滤》器长:度
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? , 在地下《水取水工程实践中】花费:很多财力准确地测试!水源地?的,“过滤器有效—长度:”在经济上》是不合理的》也不现实本规范规定!以30m为界限【值对我国大多数【地区而?。言是合适的也—不,会造成太大的浪【费
】 含水层厚【度大于30m特别】是,对于含水层很大的】所谓:“大厚度含》。水层”为了充—分利用含水》层可根据实际情况】考虑采?取分段?取水方案《
! 非均质含水层中过!滤器的设计条文【。中对两种比较普遍的!情况作了规定—一是层状非均质含水!层可概?。化为:均,质含水层按均质含水!层,设计过滤器》长度;二是裂隙【、溶洞含《水层可适当加长过】滤器长度因此条文】规,定“过滤《器累计长度》宜为30m~—50m?”且:“应安置在主要含水!。层部位?”
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《。5.4?.1:1 : 影响非填》砾过滤器进水缝隙】尺寸确定的因素主】要为含水层》的类别含水层的均匀!性过滤器进水—缝隙的形《状覆盖层的稳定与】否地层取《样的可靠程度—地下水的腐蚀—性
! 上述影响非填砾!。过滤器进水缝隙尺寸!确定:的,因素中含水层—。的类:别及其均匀性是最】主要的其次是过滤】器的进?水缝隙的形状—对于长期取》水,构筑物的供水管井而!言上:述影响因素均—需要予以考虑但对】于临时抽水构筑物的!降水管井则无需全】面考虑如地下水有无!腐蚀性并不是—短时间能看见—其影响的所以主【要应考虑的因素仍】是含水层的类别及其!均匀性
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, 原规—范对供水管井—缠,丝过滤器进水缝隙尺!寸作了规定实—质是:对非填砾过滤器进水!缝隙尺寸的规定此规!定略显简《。约工:程实践?可根据?上述影响因素进行微!调
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5.4【.12 》填砾:。过滤器滤料挡砂并】非将含水层中的【砂粒:完全:隔滤于滤层》之外滤料形成—的孔隙允许含水【。层中的?较小砂粒《在管:井洗井?时通:过滤层抽出井外而】含水层中的较大颗】粒则被隔滤》于,滤层之外达到稳【定含水?层和降低井水含砂量!的目:的,滤料孔隙中形成的内!切球体直径即为滤】料的“通过》粒径”所谓“—通过粒径”》即是滤料层》孔隙允许通过砂粒的!最大:粒径显然“通过粒】径”:确定之后滤料—粒径随之确定所以】两者之间有如下的关!系
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《
《
》式中:D滤料粒径(mm)!;
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— 》 : n填砾比—。;
》
《 《 ,。 , d?i通过粒径(m【m)
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上式【即为填?砾过滤器滤料—规格确定的通式世界!。各,。。国制定的滤》料规格虽然在n和d! i的数值上有【所不同?但规定的基本形式】是相同的《。其理论依据即在【于,。此
!。 原规范》在大量调《研的基础上舍—弃了供水管井工程】施工及验收规—。范,GBJ 1》。3-66的表格形】。式规:定,根据:供水管井的设计【标,准和上述滤料规【格确定的通》式,分别对砂土类含【水层:和碎石土类》。含水:层滤料规格作了规】定多年的实践—表明这一规定是【。符合我国《供水管井《工程的实践情况的】。对于指?导我国供水管井【填,砾过:滤器滤料规格—确定具有重要的【指导意?。。义
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Ⅱ 降水管!井过滤器设计
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5】.4.1《3 : 降水管井》过滤器类型在—选用原则上与供水管!井并无区别因此降水!管井过滤器类—型可参照表5.4.!7进:行选用但降水管井】作为临时抽水构筑物!并不要?求很长的《使用寿命砂土类含水!层特别是细、粉砂含!水层包?。网,过滤器简便易—行在降水管井实践中!。经常采用禁用并不合!适需注?。意的是由《于包网进《。水,面,有效孔隙率低—导致井损增大—单位出水量较—小的:问题不?禁用并不《表示合适《宜,根据具?体情况确定》采用与否
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5.4.14 ! 降:水管井由于是临时抽!水构:筑物所以可不考【虑地下水《质因素过滤器制【。作材料选《择应:主要根据过滤器【的受力条件和经济】合理因素确》定
5】.4.15》 , 降水管《井过滤器长度设计不!仅应考虑《含水层的类型和含】水层的厚度》情,况尚:应,。考虑基坑的》基底深度当》基坑:底的深度超过—含水层隔水底—板,时单独采用管—井降水法是达不到降!水深度要求的此时】过滤器的《长度只能是设计动】水位以下的》含水:层厚:度当基坑底的深【度未达?到含水层隔水—底板:此时应?根据含水《层的厚度情》况采用完整井或非完!整井相应确》定过滤器的》长,。度条文规定》了应考虑的因素其】实质:是过滤器《长度的确定应使【过滤器进水流速不超!过允许进水流速【
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当基】坑底部存在》承压含?水层时为防止基底】隆,起,应降低承压含水层的!水头至安全的—水头以?下也即允许水—头以下所谓允—许水:头即是基坑底—不隆起的水头—降低承压《水头过大则浪费未达!到允许水头则存在】基底隆起的危险显然!允许水头确定—后管井出《水量即确定过—滤器的长度即可根据!管井设计出水—量确定
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5》.4.16》 降水管井作为】临时抽水构筑—物设计?标准不同于供水【管井设计标准本次修!订根据降水管井【出水含砂量标准和允!。许进水流速的规定对!降水管井非填砾过】滤器进?水缝隙尺《寸作:出了规?定工程实践上—仍可:综合:考虑影响非填砾过滤!器进水缝隙》尺寸确定的因素【而进行微调但地下水!水,质因素可不考虑
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》5.4.17 降!水管井的目的是通过!抽,水以降低地下水【位这就要求》降水管井在满足出】水含砂量标准的情况!下达到最大限度【降低:地下水位的目—的降:水管:井作:为临时抽水构—筑物决定了降—水管井滤料规格标】准应:低于供水管井—滤料规格标准室【内试验和实践—均证明填砾》比n>1《2将导致井水含【砂量:过高、抽水设备不】能正常?运行、地层结构【受到破坏等不—良后果但滤料规格标!准过于严格则限【制了管井出》水量影响了降—水效果显然也是【不合适的本次修订】依据降水管井的【允许井壁进水流速和!井水含砂量》标准:规定降水《。管井滤料规格填砾比!为n=8~》1,2是合适的》特,殊情况?。下当含水层》为细:粉砂层基坑周边【有重要建(》构)筑?物而对出《水含:砂量有较高要求时可!按供水管《井标:准确定滤料规格
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填!砾过:。滤器:骨架管缝隙尺寸的】大小可根据》。含水层颗粒》确定的滤料》D10确《定也即挡住90%】的滤料不能进—入管:。内,意在稳定滤料—层
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