5．8  辐射井排渗

5．8．1  辐射井由横管井发展和演变而来，早期主要用于地下水开采取，自20世纪90年代开始逐步应用于尾矿堆积坝排渗加固工程，并取得良好效果。辐射井具有适用性强、排渗效果显著、维护成本低、使用寿命长等特点。

    辐射井是利用辐射状排渗管将堆积坝体内地下水自流至集水井内，通过导水管自流排出坝体以外的排水系统(图10)。对于复杂场地，为增加排渗加固效果，可沿辐射排渗管增设小直径袋装砂砾井、塑料排水板等垂直排渗体，形成立体排渗系统。

图10  辐射井排渗示意

1-库水位；2-初期坝；3-集水井；4-导流管；5-排渗管；6-排渗加固前浸润线；7-排渗加固后浸润线

5．8．2  集水井在坝坡或沉积滩的平面位置布置主要依据坝轴线长度、需要排渗加固治理的范围、浸润线埋深、坝体渗透破坏情况和导水管路途等因素确定，并优先考虑渗透破坏的范围和浸润线埋深较浅的部位。

5．8．3  由于辐射井的平面排渗加固范围主要取决于辐射排渗管长度，垂直排渗加固主要取决于最底层辐射排渗管设置深度，所以应在渗流和稳定性计算的基础上，结合辐射排渗管的设置情况和导水管的设置条件综合确定井数、井距、井深和井径。

5．8．4  本条规定了集水井结构设计要求。

    3  井的间距不宜小于100m，可根据排渗管施工机具的能力确定。

    4  井口设置井盖是为了防止人或杂物掉入井内，造成人员伤害及淤堵辐射井。在井盖上设置检修口，井内设爬梯是为便于检修。

    8  井筒下沉设计时，井壁外侧与尾矿间的单位摩阻力标准值fk应通过试验确定。无试验资料时，可参照表2选用。

表2  单位摩阻力标准值fk

    对流塑状态黏性尾矿取表2中下限值，可塑状态黏性尾矿取表2中上限值；对松散状态尾粉土和砂性尾矿取表2中下限值，密实状态尾粉土和砂性尾矿取表2中上限值。

    当集水井深度范围内为多种类别尾矿时，单位摩阻力取各尾矿层单位摩阻力标准值的加权平均值，按式(3)计算：

    式中：fkj——多土层的单位摩阻力标准值的加权平均值(kPa)；

          fki——第i土层的单位摩阻力标准值(kPa)，按表2选用；

          hsi——第i层土的厚度(m)；

          n——沿辐射井下沉深度不同类别土层的层数。

    下沉系数应符合式(4)和式(5)的要求：

    式中：kst——下沉系数；

          Gk——井筒自重标准值(包括外加助沉重量的标准值)(kN)；

          Ffw,k——下沉过程中水的浮托力标准值(kN)；

          Ffk——井壁总摩阻力标准值(kN)。

    集水竖井封底混凝土厚度根据基底的向上净反力计算确定，可按式(6)计算：

    式中：ht——封底混凝土厚(mm)；

          M——每米宽度内最大弯矩的设计值(N·mm)；

          b——设计宽度(mm)，取1000mm；

          ft——混凝土抗拉强度设计值(N／mm2)；

          hu——附加厚度(mm)，可取300mm。

    计算厚度需扣除封底的附加厚度。

5．8．5  工程实践表明，辐射井出水量的影响因素十分复杂，按经验公式和理论计算的结果与实际情况均存在较大差异，具体工程可按本规范附录C推荐公式进行估算。

    目前，辐射井出水量也有采用瞿兴业公式(即渗水管法)进行估算。

    式中：H——辐射渗水管全程水位平均高度(m)；

          Hx——降落曲线坐标的公式，距集水竖井中心距离x处的水位高度(m)；

          Hw——集水竖井中水位高度(m)；

          Ho——辐射渗水管端点处的水位高度(m)；

          H1、H2——距集水竖井R1、R2处的水位高度(m)；

          R1、R2——距集水竖井较近和较远处观测孔的距离(m)；

          Ro——辐射渗水管端点距集水竖井中心的距离(m)；

          Q——辐射井总出水量(m3／h)；

          α——待定系数；

          r——集水竖井半径(m)；

          n——辐射排渗管根数；

          θ——相邻两辐射管夹角(°)；

          △H——辐射渗水管中心与隔水底板间高差(m)；

          d——辐射渗水管直径(m)。

    式中H、Hx、Hw、Ho、H1、H2均为从集水竖井底起算的高度。