水平集水管顶进法

顶进法选用Φ89的钢管滤水管,内插PE管,每根长0.8一1.0m,丝扣连接,用液压水平钻机边旋转边推进,一根接一根,直接打进含水层。顶进过程中粉砂中的粉粒进人滤水管内,随水流进人竖井中排走,同时将较粗的颗粒挤到滤水管周围,形成一条天然的环形自然反滤层。滤水管的滤水效果与钢管的孔眼大小及孔隙率、内插PE管的外包滤网大小及其孔隙率密切相关。选择合适,既能减少顶进阻力,增加滤水钢管的顶进长度,又能使水平集水管的周围很快形成自然反滤层,使含水层的水通畅地汇集到水平集水管内,增加辐射井出水量,否则,辐射井的出水量成倍减少,或者长时间排出浑水,排出大量泥沙。滤水管要求的标准是顶进过程中排砂量最好,停止顶进后滤水管内排水很快达到水清砂净。

水平集水管套管钻进法

套管钻进法所用滤水管选择Φ63的PE双螺纹波纹管,外套尼龙网套作为反滤料。滤水管的滤水效果与尼龙网套的目数密切相关,选择合适,使水平集水管的周围很快地形成良好的自然反滤层,使含水层的水通畅地汇集到水平集水管内,目数大,则出水量减小,目数小,则长时间排出浑水,排出大量泥沙。同样,尼龙网套的选择要根据水文地质条件,现场通过试验确定。套管钻进法施工是先将Φ89套管打进含水层中,再从套管中插进滤水管,然后脱掉钻头,拔出套管,把滤水管留在含水层中。滤水管在开始排水时,能带出粉砂中的粉粒,使粗粒在滤水管尼龙网套的外部形成自然反滤层,并很快水清砂净。

利用水平集水管整治翻浆冒泥病害

大巴山隧道病害主要有洞身渗漏水、衬砌破坏、基底翻浆冒泥等,其中翻浆冒泥病害段的长度约450m,占隧道总长的8.4%。水平集水管是利用人工强化非均质各向异性含水介质的水力传导性,增强排水量,降低地下水位的重要措施。具体做法是在离正洞较短距离的平导中,往正洞方向,按一定间距施做一定数量的水平集水管至隧道道床之下，这相当于在隧道与平导的局部含水介质中增设了若干人工导水裂隙,从而强化了排水效果,有利于降低道床附近围岩中的地下水位,从而从根本上消除隧道翻浆冒泥的危害。

砂卵石含水层打辐射井

辐射井是开发地下水的井型之一,它由一眼大口径的竖井和几条水平集水管组成。张家界市某厂为扩建需要建一口日产水量2400m3的水井。踞现场踏勘,厂区内下伏地层为砂卵石层和红砂岩。周边同类地层中所建水井日出水量都在500-600m3之间。为满足水量需求,达到投资少,施工简单,工期短的目的。故设计采用打辐射井的工艺成井,提高单井出水量 。

水平集水管的滤水效果是辐射井沉井的关键之一,而滤水效果取决于滤水孔的结构形式、滤水孔的直径和滤水管的孔隙率,三者密切相关。

水平集水管结构形式

滤水孔的结构形式采用过两种:

(1)圆形孔。圆形孔对钢管的刚度影响小。但孔隙率不能过大,否则滤水孔间距小,在滤水钢管周围难以形成稳定拱脚,不能形成自然反滤层。孔隙率太小也不行,虽然能形成自然反滤层,但出水量少。

(2)矩形孔。矩形孔能增加滤水钢管的孔隙率,但对钢管的刚度影响大,减少钢管的抗顶力。采用3×0.15cm的矩形孔,孔隙率3.0~4.5%,滤水效果很好,顶进后钻机一停马上排放清水。采用功80mm的滤水钢管,只能顶进5m左右,再长阻力增加,滤水钢管变形而被折断。矩形孔虽然滤水效果好,但顶进长度因太短而被淘汰。

水平集水管滤水孔直径

圆形滤水孔的直径大小取决于含水层粒径的大小,含水层颗粒粗,则滤水孔的直径相应就大。如果滤水孔直径选择小了,则滤水孔周围细小砂粒不能及时排出,就不能形成良好的自然反滤层,则会减少水平集水管的出水量。反之滤水孔直径选择太大,在滤水孔的周围很难形成稳定拱脚,也就不能形成稳定的拱结构,结果大量的泥砂不断的涌人水平集水管内,不能形成自然反滤层,起不到滤水的作用。

水平集水管滤水管孔隙率

滤水钢管孔隙率大,即滤水孔间距小,则滤水钢管周围稳定拱脚遭到破坏,不能形成自然反滤层。孔隙率小时则减少水平集水管的出水量。如果两者选用的合适,一方面在顶管的过程中,促使滤水钢管周围的砂土顺利排入管内,减少顶进阻力,增加水平集水管的顶进长度。另一方面在滤水钢管的周围形成良好的自然反滤层,使含水层的水通畅地流进水平集水管内,增加出水量。