CN107916697A - 一种水源套井取水构筑物及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水源套井取水构筑物及其施工方法，包括一组套井，所述套井包括同轴设置的大口径集水井和小口径集水井，所述大口径集水井与所述小口径集水井之间形成井环，所述套井的底部沿圆周布设有多个辐射状的V形滤水管，所述V形滤水管从所述大口径集水井的外部依次穿过所述大口径集水井和所述小口径集水井的井壁，并伸入所述小口径集水井内部，所述大口径集水井的井底外圆周以及所述井环内底部圆周均铺填有级配滤料形成井环形渗渠，所述大口径集水井外部的级配滤料顶部铺填有卵石层，所述大口径集水井的井壁于所述级配滤料上方设有多个连通孔。本发明提高了取水范围，使产水量大幅提高，延长取水构筑物使用寿命，具有较高的经济效益。

Description

一种水源套井取水构筑物及其施工方法

技术领域

本发明涉及供水水源工程领域，尤其涉及一种水源套井取水构筑物及其施工方法。

背景技术

地下水的开采常用管井、大口井、辐射井、复合井及渗渠等传统取水构筑物，其中，大口井、辐射井、渗渠属于浅层地下水集取构筑物，广泛用于含水层底板埋藏深度小于15m的地层。

在一些易受微污染、有采砂作业的浅层河流地段，受通航及采砂船只作业影响，大口井、辐射井及渗渠等传统取水构筑物存在人工滤料层容易被破坏而流失、水质恶化、产水量逐步降低、最终缩短使用寿命等缺点。

为解决以上存在的问题，本发明提出一种水源套井取水构筑物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水源套井取水构筑物及其施工方法，旨在用于解决现有的大口井、辐射井及渗渠等传统取水构筑物存在人工滤料层容易被破坏而流失、水质恶化、产水量逐步降低、最终缩短使用寿命等缺点的问题。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明提供一种水源套井取水构筑物，包括一组套井，所述套井包括同轴设置的大口径集水井和小口径集水井，所述大口径集水井与所述小口径集水井之间形成井环，所述套井的底部沿圆周布设有多个辐射状的V形滤水管，所述V形滤水管从所述大口径集水井的外部依次穿过所述大口径集水井和所述小口径集水井的井壁，并伸入所述小口径集水井内部，所述大口径集水井的井底外圆周以及所述井环内底部圆周均铺填有级配滤料，所述大口径集水井外部的级配滤料顶部铺填有卵石层，所述大口径集水井的井壁于所述级配滤料上方设有多个连通孔，所述套井的底部还设有由大口径集水井外伸入到小口径集水井内的虹吸导水管。

进一步地，所述套井的井底浇筑有混凝土井底层。

进一步地，所述套井的顶部铺设有井盖，所述井盖上设置有与所述小口径集水井连通的人工检修孔。

进一步地，所述级配滤料包括由下往上依次设置的四层滤料，第一层滤料的粒径为8～32mm，厚度为0.50m，第二层滤料的粒径为4～8mm，厚度为0.20m，第三层滤料的粒径为1～4mm，厚度为0.20m，第四层滤料的粒径为0.25～1mm，厚度为0.70m。

进一步地，所述卵石层的顶部与河床地面层平齐，所述卵石层的厚度大于1.5m。

进一步地，相邻两个所述V形滤水管之间的水平夹角为15°，所述V形滤水管倾斜设置且与水平方向的夹角为5°～10°。

进一步地，所述连通孔由下往上设置有多排，每一排所述连通孔沿井壁圆周方向均匀布置，各排所述连通孔于竖直方向交错布置。

另一方面，本发明还提供一种水源套井取水构筑物的施工方法，包括以下步骤：

步骤1，在易受微污染、有采砂作业的浅层河流地段的河漫滩施工建设大口径集水井和小口径集水井，所述大口径集水井和所述小口径集水井同轴设置，所述的大口径集水井与所述小口径集水井的井底均落在河床底基岩层；

步骤2，在所述大口径集水井和所述小口径集水井的井底上方300mm左右处，沿大口径集水井和小口径集水井的圆周均匀布设多个辐射状的V形滤水管，所述V形滤水管从所述大口径集水井的外部依次穿过所述大口径集水井和所述小口径集水井，并伸入所述小口径集水井内；

步骤3，在所述大口径集水井井底外圆周铺填级配滤料，在所述级配滤料顶层铺填卵石层，所述卵石层填平至河床底面层，且厚度不小于1.50m。

步骤4，在所述大口径集水井与小口径集水井之间的井环间，由井底往上铺填级配滤料，该级配滤料铺填层数及每层级配滤料性质、厚度均与步骤3中大口径集水井井底外圆周铺填的级配滤料相同；

步骤5，在级配滤料顶层以上200mm左右处，沿大口径集水井井壁由下往上布置多排连通孔；

步骤6，在上述大口径集水井外，施工两根与井壁垂直的虹吸导水管，并伸入小口径集水井的动水位下。

进一步地，所述步骤1还包括：在所述的大口径集水井与所述小口径集水井的井底浇筑混凝土井底层。

进一步地，所述步骤1还包括：在所述大口径集水井与所述小口径集水井的顶部铺设井盖，在井盖上预留人工检修孔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种水源套井取水构筑物及其施工方法，采用“大井套小井”的水源套井取水构筑物形式，既可利用大口径集水井、小口径集水井的固定防护作用防止滤料层被采砂船只挖砂作业破坏而流失，同时通过在大口径集水井和小口径集水井之间的井环内填充级配滤料形成井环形渗渠，可充分通过井环形渗渠和辐射状V形滤水管的采水作用，延长取水路径、改善取水水质，起到“一物两用”的效果，提高了取水范围，使产水量大幅提高，延长取水构筑物使用寿命，具有较高的经济效益，对合理采用地下水具有一定的现实意义和应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例提供的水源套井取水构筑物竖直方向的剖面图；

图2为本发明实施例提供的水源套井取水构筑物水平方向的剖面图。

附图标记说明：1-大口径集水井、2-小口径集水井、3-混凝土井底层、4-连通孔、5-V形滤水管、6-级配滤料、7-卵石层、8-河床底基岩层、9-施工开挖线、10-虹吸导水管、11-河床地面层、12-井盖、13-人工检修孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种水源套井取水构筑物，适用于易受微污染、有采砂作业的浅层河流地段的河漫滩（岸边或河中小岛处），该构筑物包括一组套井，所述套井包括同轴设置的大口径集水井1和小口径集水井2，所述大口径集水井1与所述小口径集水井2之间形成井环，所述大口径集水井1和所述小口径集水井2的井底均落在河床底基岩层8。优选地，所述大口径集水井1的直径为8～10m，深度为5～15m，所述小口径集水井2的直径为4～6m，深度与大口径集水井1一致，为5～15m，所述大口径集水井1与小口径集水井2之间的井环宽度为2～4m。作为优选地，所述套井的井底浇筑有混凝土井底层3，所述混凝土井底层3厚度为300mm，以增强套井的固定强度以及储水效果。进一步优选地，所述套井的顶部铺设有井盖12，所述井盖12上设置有与所述小口径集水井2连通的人工检修孔13，作为检修通道。

如图2所示，所述套井的底部沿圆周方向均匀布设有多个辐射状的V形滤水管5，所述V形滤水管5从所述大口径集水井1的外部依次穿过所述大口径集水井1和所述小口径集水井2的井壁，并伸入所述小口径集水井2内部。作为实施例之一，所述V形滤水管5的数量为24个，设置在所述套井井底上方300mm处，所述V形滤水管5为不锈钢管V形缝隙缠丝焊接滤水管，所述V形滤水管5管径为DN150，长度为3250～4250mm，相邻两个所述V形滤水管5之间的水平夹角为15°。大口径集水井1外的水源以及所述井环内的水源均可通过所述V形滤水管5的管口或者V形缝隙进入到所述V形滤水管5内。所述V形滤水管5倾斜设置，且位于所述大口径集水井1外的一端高于位于所述小口径集水井2内的一端，从而方便将进入到所述V形滤水管5中的水源导入到所述小口径集水井2中，所述V形滤水管5与水平方向的夹角优选为5°～10°。所述大口径集水井1的井底外圆周以及所述井环内底部圆周均铺填有级配滤料6，所述V形滤水管5埋设于所述级配滤料6内，从而保证进入所述V形滤水管5的水源经过了良好的过滤。优选地，所述级配滤料6包括由下往上依次设置的四层滤料，第一层滤料的粒径为8～32mm，厚度为0.50m，第二层滤料的粒径为4～8mm，厚度为0.20m，第三层滤料的粒径为1～4mm，厚度为0.20m，第四层滤料的粒径为0.25～1mm，厚度为0.70m。所述大口径集水井1外部的级配滤料6顶部还铺填有卵石层7，所述卵石层7的顶部与河床地面层11平齐，所述卵石层7的厚度大于1.5m。

如图1所示，所述大口径集水井1的井壁于所述级配滤料6上方设有上下多排连通孔4，所述连通孔4与所述卵石层7相邻，每一排所述连通孔4沿井壁圆周方向均匀布置，每一排所述连通孔4的数量优选为12个，相邻两排连通孔4的上下间距为500mm，各排所述连通孔4于竖直方向交错布置，以减小对井壁强度的影响。所述连通孔4作为渗水通道，将大口径集水井1外的水源渗入到所述大口径集水井1与所述小口径集水井2之间的井环内，进而进入所述V形滤水管5中并导入到所述小口径集水井2中，增大了取水的范围。

如图1和图2所示，所述套井的底部还设有由大口径集水井1外伸入到小口径集水井2内的虹吸导水管10。优选地，所述虹吸导水管10直径为300～800mm，深度为5～15m；所述虹吸导水管10在井底以上1.0～2.0m处，连通至小口径集水井2内并垂直伸入小口径集水井2井内的动水位以下，所述虹吸导水管10自位于所述小口径集水井2内的一端朝向另一端逐渐向下倾斜设置，倾斜坡度为0.1%～1%，方便将小口径集水井2内的水体引出至外部集水井。所述虹吸导水管10气密密封，低水位时采用抽真空方式，将水引出至河岸边的集水井内。

本实施例中，大口径集水井1井底外的级配滤料6、大口径集水井1与小口径集水井2之间的井环内的级配滤料6，均作为水源套井的扩展井底。水源套井从井底层、V形滤水管5、大口径集水井1井壁连通孔4等处进水，形成非完整大口井，同时，水源套井的井环也形成了井环形渗渠。水源从级配滤料6、辐射状V形滤水管5、大口径集水井1井壁连通孔4等处进入大口径集水井1与小口径集水井2内，提高了取水范围，使产水量大幅提高；同时大口径集水井1与小口径集水井2之间井环的级配滤料6形成了井环形渗渠，具有延长取水路径及防止滤料层流失的作用，使水质大程度得到改善。

另一方面，本发明实施例还提供一种水源套井取水构筑物的施工方法，包括以下步骤：

步骤1，在易受微污染、有采砂作业的浅层河流地段的河漫滩（岸边或河中小岛处）施工建设大口径集水井1和小口径集水井2，所述大口径集水井1和所述小口径集水井2同轴设置，所述的大口径集水井1与所述小口径集水井2的井底均落在河床底基岩层8。优选地，所述大口径集水井1的直径为8～10m，深度为5～15m，所述小口径集水井2的直径为4～6m，深度与大口径集水井1一致，为5～15m，所述大口径集水井1与小口径集水井2之间的井环宽度为2～4m。

进一步优选地，所述步骤1还包括：在所述的大口径集水井1与所述小口径集水井2的井底浇筑混凝土井底层3，所述混凝土井底层3厚度为300mm。

进一步优选地，所述步骤1还包括：在所述大口径集水井1与所述小口径集水井2的顶部铺设井盖12，在井盖12上预留人工检修孔13，作为检修通道。

步骤2，在所述大口径集水井1和所述小口径集水井2的井底上方300mm左右处，沿大口径集水井1和小口径集水井2的圆周均匀布设多个辐射状的V形滤水管5，所述V形滤水管5从所述大口径集水井1的外部依次穿过所述大口径集水井1和所述小口径集水井2，并伸入所述小口径集水井2内。作为实施例之一，所述V形滤水管5的数量为24个，所述V形滤水管5为不锈钢管V形缝隙缠丝焊接滤水管，所述V形滤水管5管径为DN150，长度为3250～4250mm，相邻两个所述V形滤水管5之间的水平夹角为15°。所述V形滤水管5倾斜设置，且位于所述大口径集水井1外的一端高于位于所述小口径集水井2内的一端，所述V形滤水管5与水平方向的夹角优选为5°～10°。所述大口径集水井1的井底外圆周以及所述井环内底部圆周均铺填有级配滤料6，所述V形滤水管5埋设于所述级配滤料6内。

步骤3，在所述大口径集水井1井底外圆周按施工开挖线9边坡1:1～1:2.5铺填级配滤料6，优选地，所述级配滤料6包括由下往上依次设置的四层滤料，第一层滤料的粒径为8～32mm，厚度为0.50m，第二层滤料的粒径为4～8mm，厚度为0.20m，第三层滤料的粒径为1～4mm，厚度为0.20m，第四层滤料的粒径为0.25～1mm，厚度为0.70m。在所述级配滤料6顶层铺填卵石层7，所述卵石层7填平至河床底面层，且厚度不小于1.50m。

步骤4，在所述大口径集水井1与小口径集水井2之间的井环间，由井底往上铺填级配滤料6，该级配滤料6铺填层数及每层级配滤料6性质、厚度均与步骤3中大口径集水井1井底外圆周铺填的级配滤料6相同。

步骤5，在级配滤料6顶层以上200mm左右处，沿大口径集水井1井壁由下往上布置多排连通孔4。所述连通孔4与所述卵石层7相邻，每一排所述连通孔4沿井壁圆周方向均匀布置，每一排所述连通孔4的数量优选为12个，相邻两排连通孔4的上下间距为500mm，各排所述连通孔4于竖直方向交错布置，以减小对井壁强度的影响。所述连通孔4作为渗水通道，将大口径集水井1外的水源渗入到所述大口径集水井1与所述小口径集水井2之间的井环内。

步骤6，在上述大口径集水井1外，施工两根与井壁垂直的虹吸导水管10，并伸入小口径集水井2的动水位下。优选地，所述虹吸导水管10直径为300～800mm，深度为5～15m；所述虹吸导水管10在井底以上1.0～2.0m处，连通至小口径集水井2内并垂直伸入小口径集水井2井内的动水位以下，所述虹吸导水管10自位于所述小口径集水井2内的一端朝向另一端逐渐向下倾斜设置，倾斜坡度为0.1%～1%，方便将小口径集水井2内的水体引出至外部集水井。所述虹吸导水管10气密密封，低水位时采用抽真空方式，将水引出至河岸边的集水井内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水源套井取水构筑物，包括一组套井，其特征在于：所述套井包括同轴设置的大口径集水井和小口径集水井，所述大口径集水井与所述小口径集水井之间形成井环，所述套井的底部沿圆周布设有多个辐射状的V形滤水管，所述V形滤水管从所述大口径集水井的外部依次穿过所述大口径集水井和所述小口径集水井的井壁，并伸入所述小口径集水井内部，所述大口径集水井的井底外圆周以及所述井环内底部圆周均铺填有级配滤料，所述大口径集水井外部的级配滤料顶部铺填有卵石层，所述大口径集水井的井壁于所述级配滤料上方设有多个连通孔，所述套井的底部还设有由大口径集水井外伸入到小口径集水井内的虹吸导水管。

2.如权利要求1所述的水源套井取水构筑物，其特征在于：所述套井的井底浇筑有混凝土井底层。

3.如权利要求1所述的水源套井取水构筑物，其特征在于：所述套井的顶部铺设有井盖，所述井盖上设置有与所述小口径集水井连通的人工检修孔。

4.如权利要求1所述的水源套井取水构筑物，其特征在于：所述级配滤料包括由下往上依次设置的四层滤料，第一层滤料的粒径为8～32mm，厚度为0.50m，第二层滤料的粒径为4～8mm，厚度为0.20m，第三层滤料的粒径为1～4mm，厚度为0.20m，第四层滤料的粒径为0.25～1mm，厚度为0.70m。

5.如权利要求1所述的水源套井取水构筑物，其特征在于：所述卵石层的顶部与河床地面层平齐，所述卵石层的厚度大于1.5m。

6.如权利要求1所述的水源套井取水构筑物，其特征在于：相邻两个所述V形滤水管之间的水平夹角为15°，所述V形滤水管倾斜设置且与水平方向的夹角为5°～10°。

7.如权利要求1所述的水源套井取水构筑物，其特征在于：所述连通孔由下往上设置有多排，每一排所述连通孔沿井壁圆周方向均匀布置，各排所述连通孔于竖直方向交错布置。

8.一种水源套井取水构筑物的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在易受微污染、有采砂作业的浅层河流地段的河漫滩施工建设大口径集水井和小口径集水井，所述大口径集水井和所述小口径集水井同轴设置，所述的大口径集水井与所述小口径集水井的井底均落在河床底基岩层；

步骤2，在所述大口径集水井和所述小口径集水井的井底上方300mm左右处，沿大口径集水井和小口径集水井的圆周均匀布设多个辐射状的V形滤水管，所述V形滤水管从所述大口径集水井的外部依次穿过所述大口径集水井和所述小口径集水井，并伸入所述小口径集水井内；

步骤3，在所述大口径集水井井底外圆周铺填级配滤料，在所述级配滤料顶层铺填卵石层，所述卵石层填平至河床底面层，且厚度不小于1.50m；

步骤4，在所述大口径集水井与小口径集水井之间的井环间，由井底往上铺填级配滤料，该级配滤料铺填层数及每层级配滤料性质、厚度均与步骤3中大口径集水井井底外圆周铺填的级配滤料相同；

步骤5，在级配滤料顶层以上200mm左右处，沿大口径集水井井壁由下往上布置多排连通孔；

步骤6，在上述大口径集水井外，施工两根与井壁垂直的虹吸导水管，并伸入小口径集水井的动水位下。

9.如权利要求8所述的水源套井取水构筑物的施工方法，其特征在于：所述步骤1还包括：在所述的大口径集水井与所述小口径集水井的井底浇筑混凝土井底层。

10.如权利要求8所述的水源套井取水构筑物的施工方法，其特征在于：所述步骤1还包括：在所述大口径集水井与所述小口径集水井的顶部铺设井盖，在井盖上预留人工检修孔。