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。 5》.4  过滤器【设计 !。。 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 —   》  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 】 ? 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 ?     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G】BJ 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%~3【0%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 》 :  《  : 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 !。5.:4.4?。。  室内试验表【明滤料厚度超过2】5mm?。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【7,5mm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75m!m,~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 【    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 】 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【 【 Ⅰ 供《水,管井过滤器设—计 》 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 《。  —   (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 —   ?  (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 】 ,    (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 】    (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   !  (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 】 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, ? ?。    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 —。 5.4.10】 , 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~30—m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%~《95%的过滤器长度!  【。  : 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3!0m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30—m~50m”且“】应安置在主》。要含水层部位” 】 : ?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 【    《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 】 , : 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 【 ?。 》    式》中D滤料粒径(【mm); 》 ?     —     》 ,n填砾比; — ?   《      —  di《通过粒?径(m?m) 《 ,   》  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 13】-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 】 Ⅱ 降水管井】过滤器设计 ! 5.4【.13  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 【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 《 ?     》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 】。5.4?。.1:6 : 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 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:。~12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? —  :。  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 》