河床渗滤取水技术研究与应用(修改稿)..doc

“河床渗滤取水技术——地下取水巷道” 施工工艺研究与应用 江西省勘察设计研究院 二〇一〇年十月  “河床渗滤取水技术——地下取水巷道” 施工工艺研究与应用 编写单位：江西省勘察设计研究院 院 长：曾马荪 总工程师：曾马荪 编 写 人：周小彬 曹志辉 甘 地 审 查 人：曾马荪 龙正根 提交单位：江西省勘察设计研究院 提交时间：二〇一〇年十月 目 录 前 言 1 一、河床渗滤取水原理与优缺点 3 1.1河床渗滤取水原理 3 1.2河床渗滤取水的优缺点 4 二、渗滤取水水质净化机理与适用条件 6 2.1渗滤取水水质净化机理 6 2.2河床渗滤取水的适用条件 8 三、河床渗滤取水构筑物与工艺流程 12 3.1河床渗滤取水构筑物 12 3.2河床渗滤取水工艺流程 14 四、河床渗滤取水工程勘察 16 4.1初步勘察 16 4.2详细勘察 18 4.3工程地质评价与建议 21 五、河床渗滤取水工程设计 22 5.1渗滤取水工程参数设计 22 5.1.1滤床渗透系数计算公式选用 22 5.1.2基岩裂隙水渗透系数计算 22 5.1.3滤床垂直入渗速度计算公式选用 23 5.1.4滤床区地下潜流水可开采量的计算 24 5.1.5井、巷施工排水量计算 25 5.1.6出水量设计复核 27 5.2取水构筑物的设计 28 5.2.1竖井设计 28 5.2.2输水平巷与硐室的设计 29 5.2.3渗滤孔群的设计 30 六、河床渗滤取水工程施工 33 6.1施工组织设计 33 6.2工程施工顺序 33 6.3取水构筑物施工 33 6.3.1竖井施工 33 6.3.2平巷、硐室施工 37 6.3.3渗滤孔施工 42 七、工程应用 48 7.1已完工程 48 7.2在建项目 50 前 言 近年来国内研发的河床渗滤取水技术——在河床深部设置取水构筑的取水工艺，其与在国内外得到广泛应用的矿床地（井）下疏干实质几近相同。矿床地（井）下疏干方法的实质，就是在地（井）下的隔水层或弱含水层中布置巷道和硐室，采用丛状或直通式放水（钻）孔，揭穿含水层，将应疏干的水，流入巷道，集中在水仓，抽出地表。 所谓河床渗滤取水，就是在河床的基岩中，开拓巷道（过江隧道）和硐室，采用滤水（钻）孔揭露河床中的松散层，形成天然河床下反向的系统的水平集（取）水构筑，充分截取河床地下潜流，最大限度地激发河水补给，以资利用。它主要由地面泵站、集水导井、江底隧道、硐室和渗滤孔群等构筑组成。 显然，河床渗滤取水是涉及水文地质、工程地质、地表水文、钻探、采矿、给排水、土建和机械等多学科的系统工程。 由江西省勘察设计研究院向江西省地矿局申请立项的“河床渗滤取水技术——地下取水巷道施工工艺研究及其应用”立项报告，已于2009年4月获局批准。根据赣地矿发[2009]73号文《关于下达江西省地矿局2009年地质科研项目的通知》的精神，我院立即成立该科研项目组，并围绕中心目标任务开展研究工作。项目具体情况如下： 项目名称：河床渗滤取水技术——地下取水巷道施工工艺研究及其应用。 任务书编号：赣地矿字[2009]73号 项目性质：地质科研 项目周期：一年（2009年6月——2010年5月） 承担单位：江西省勘察设计研究院（江西省水文地质工程地质大队） 目标任务：组织有关技术人员参加河床渗滤取水技术相关理论与工艺的培训学习，做到全面掌握该技术的工艺原理、技术要点等内容；参观考察已建成的并深入调研或正在建设的类似市场项目，掌握该技术从勘查、设计到施工全过程的工艺流程及关键技术；条件具备后，可与技术成熟的公司进行合作，选择合适的市场项目做为切入点，进行该技术的试验性施工工作，时机成熟时可考虑成立相应的施工公司开始市场运作。 一、河床渗滤取水原理与优缺点 1.1 河床渗滤取水原理 渗滤取水技术主要是集取河床潜流水和河床渗透水。原理是利用取水系统自身运行产生的诱渗方式（在竖井中抽水形成一定降深，使河床砂砾石层底部含水层水 图1 河床砂卵石层 头降低，与河水产生压力差），诱导河水下渗，穿过滤床表面滤膜(泥膜)、河床下砂卵石层（如图1所示），再通过河底反向钻孔群、过滤器进入渗滤孔及汇水系统，形成取水的持续补给，并经过河床底部基岩中开凿的水平输水巷道等工程取出地表，实现取水和制水一体化。其原理如图2所示: 图2：“河床渗滤取水技术”工艺原理示意图 分析研究表明，在渗滤取水中，河水转化为河床渗透水有两种形式：一是河水经过河床砂砾石层过滤，直接从渗流孔群的渗透取水孔汇流进入河底输水隧（巷）道，这部分水称为渗流孔渗透水；另一种是河床