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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GBJ —13-6《。6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
!
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!25mm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—75mm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7】。5mm~《15:。0m:m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
?
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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:
】 (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~3—0m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—30:m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
】。
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— ,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3】0m~50m”且】。“应安置在》主要含水层部位”】
5【.,4.11 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
?
5.4.1!2 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);
!
, ! n填砾《比;
—
,
【 :。 di通过—粒径(?mm)
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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G—BJ 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.?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
!
5.4.1—7 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>:12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
!