河床渗滤取水技术研究与应用修改稿

“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 31.1河床渗滤取水原理 31.2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 62.1渗滤取水水质净化机理 62.2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 123.1河床渗滤取水构筑物 123.2河床渗滤取水工艺流程 14四、河床渗滤取水工程勘察 164.1初步勘察 164.2详细勘察 184.3工程地质评价与建议 21五、河床渗滤取水工程设计 225.1渗滤取水工程参数设计 225.1.1滤床渗透系数计算公式选用 225.1.2基岩裂隙水渗透系数计算 225.1.3滤床垂直入渗速度计算公式选用 235.1.4滤床区地下潜流水可开采量的计算 245.1.5井、巷施工排水量计算 255.1.6出水量设计复核 275.2取水构筑物的设计 285.2.1竖井设计 285.2.2输水平巷与硐室的设计 295.2.3渗滤孔群的设计 30六、河床渗滤取水工程施工 336.1施工组织设计 336.2工程施工顺序 336.3取水构筑物施工 336.3.1竖井施工 336.3.2平巷、硐室施工 376.3.3渗滤孔施工 42七、工程应用 487.1已完工程 487.2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；另一种是河床潜流水通过基岩裂隙汇聚，从河底输水巷道基岩裂隙中浸出和涌出，这部分水称为裂隙渗透水。河床渗滤取水工程施工完成后如图3全景所示。图3：渗滤取水工程全景示意图1.2河床渗滤取水的优缺点1、渗流井利用渗流孔群的超深辐射可以拦截地下水的渗流，通过大量集取地下水激发地表水的大量补给，充分发挥地下水储存量的调节作用。2、渗流井的水质优良：首先汛期时水浊度不高，再者取水部位远离边岸靠近河心主流线，原水受人为污染影响小。3、由于主要工程构筑于地下，即使冬季结冰期较长，仍可全年供水；避免了常规地表水厂制水繁杂的工序管理，降低了工作强度及运行费用。4、采用地下施工，不会破坏天然含水层和河床。5、生产运行采用深井潜水泵，电机工作在水下近井底，静音效果极好，有利于创造水厂工作的舒适环境和保障员工身心健康。6、无常规地表制水工艺中，含化学药剂的废水排放，对环境无污染。7、工程构筑物隐埋于地下，地表占地少，征地矛盾小，对河流生态环境也无影响，同时具备防洪、防灾和良好的抗震性能。8、缺点：投资大、工期长、若井巷施工措施不力可能造成淹井的危险。二、渗滤取水水质净化机理与适用条件2.1渗滤取水水质净化机理渗滤取水技术的水质净化是河水慢速渗透，在穿过河床砂砾石层的过程中实现的。这种工艺的净水机理主要是利用天然河床表层的生物滤膜或泥膜的净化作用，而不是依靠砂砾石层的过滤作用。河水在穿过河床渗透时，水中的悬浮杂质被河床表层滤膜和砂卵石层截留而得到净化，这其中包括一系列物理化学和生物化学作用，有机械筛滤、生物吸附降解、沉淀、扩散、传递及静电吸附等作用。滤床净化作用如图4所示。图4：河床渗滤净化作用示意图在河水深度较小的河床底部，一般都发育有分布不连续的厚度较薄的生物滤膜。生物泥膜对该工艺的净水起着非常重要的作用，它截留了河床渗透水中97％以上的杂质和污染物，这些被截留的污染物及杂质的大部分由于河床表层水流的动态变化而不断被带走，因而不会产生累积性增厚而堵塞河床砂砾层。余下少量的杂质在河床上淤积形成滤膜，滤膜又会因河水的丰水枯水变化而更新形成新的滤膜，如此循环保持稳定的取水和净水作用。工程实践表明，高浊度或受微污染的河水通过天然河床砂砾石层后都能得到较好的滤净。河床渗滤取水技术是通过天然河床及河床表层泥膜的滤清、除菌、吸附溶滤等作用将地表江河水转化为符合国家饮用水标准的河床下潜流水。其中滤床泥膜的净化作用主要是①

滤清作用；②除菌作用；砂卵石层的净化作主要是③吸附作用；④溶滤作用；⑤拦截低粒级颗粒物；基岩的净化作用则较弱。总的来说，其滤床的滤净作用主要表现在以下几方面：

1、滤清作用：一定厚度、级配的砂卵石滤床（如图5所示）具有极良的滤清功能，可将高浊度的江河水过滤成浊度小于1NTU（相当于1L的水中含有1mg.的SiO2）的清洁水。图5砂卵石滤床结构示意图2、除菌作用：滤床表层泥膜中的微生物能直接吞噬细菌，并能分泌出起聚凝作用的酶，从而压缩双电层，使之吸附于砂卵石上，具有良好的除菌作用。3、吸附与溶滤作用：滤床的吸附作用有物理吸附和化学吸附。通过溶解、吸附、阳离子交替置换等作用可有效地降低许多有毒成份的浓度。4、保护作用：通过上述作用产生的地下潜流水，具有一定压力，在滤床砂卵石层中与地表渗透水在一定浓度下保持压力平衡，形成一个明显的水质界面，使潜流水水质全部得到更新。2.2河床渗滤取水的适用条件1、具有丰富的、流动的江河原水。取水河段河流需保持有一定的迳流量且为流动水体。非流动的湖泊、水库水体不宜采用，因其不能自动更新河床底部滤膜而易引起淤塞；流速低的地表水域，必须进行工程清淤，才能保障滤床表面的冲淤平衡。2、河床下松散层（砂卵石层）必须具有足够厚度及分布面积，砂卵石层被水体淹没形成天然滤床，才能保证对原水的净化作用，以保证渗滤水的水质。3、良好的工程地质条件，宜于地下构筑物建造。要求具有稳定的基岩地层，保证井巷构筑安全。输水巷道不宜穿越大型活动断裂带。输水井巷避开大型活动断裂带（一般基岩地层均可满足平巷毛洞的稳定性要求）。 三、河床渗滤取水构筑物与工艺流程3.1河床渗滤取水构筑物河床渗滤取水构筑物由渗流孔群、汇水硐室、输水巷道、集水竖井等组成。集水竖井穿过表土层延伸嵌入稳定基岩地层中，河底输水平巷及汇水硐室均构建于基岩中，具体组成如图6所示。图6：集水竖井、河底主输水巷道及其他构筑物剖面图1、集水竖井是渗滤取水工程取水构筑的重要组成部分，是汇水、集水和抽水泵组安置的空间。其既是输水平巷的施工通道，又是将来运行中巷道内维护、检修排水设施的场所。通常竖井位于江河边岸，垂直于河流或平行于河流布置。井口高程高于多年洪水水位线。井底嵌入稳定的基岩地层中，一般为钢筋混凝土现浇结构。如图7所示。图7：集水竖井2、河底输水平巷位于河床底部基岩地层中，是连接集水竖井和天然滤床的通道，也是施工的通道及运行中输水渠道。巷道一般除主巷外，根据取水量和滤床水文地质条件等，可有多条支巷，以扩大取水范围。若滤床与竖井距离很近，也可取消巷道构筑。输水平巷净断面一般为圆拱直墙式，混凝土预制块砌筑，为无压结构，向江心方向延伸。要有一定坡度的纵坡，其结构如图8所示。图8：河底输水平巷3、汇水硐室主要功能是渗滤孔群布置的钻探作业施工空间和汇集渗滤水。位于巷端或沿途，由一个或多个组成，是渗滤孔群的载体空间。汇水硐室形状一般为园柱形，硐顶为钢筋混凝土、硐身采取混凝土砌块支护封闭。4、渗滤集水孔群渗滤集水孔是取水工程中的重要组成部分，位于滤床下部，起护壁和拦截水中颗粒物（如泥砂等）的作用。根据砂砾（卵）石层的渗透性和取水量的大小，每隔一定距离，自硐室延伸向滤床或基岩含水层内钻凿取水孔，形成取水孔群。渗滤孔群从汇水硐室向上钻凿，揭穿基岩底层直达河床下天然滤床底部取水。滤孔由孔口导管、孔内护壁管材、孔身、孔端产水部位专用过滤器等组成。端部及部份孔身段过滤器长度一般为1-5m。3.2河床渗滤取水工艺流程渗滤取水技术是在河床底部基岩中开凿水平输水巷道，通过渗流孔群和基岩裂隙系统从河床底部集取河床渗透水的方法。该工艺是一种充分利用自然条件，将江河水转化为河床潜流水及河床渗透水，再通过河底反向钻孔群等工程取出地表，实现取水、制水一体化的技术。其工艺流程如图9所示：地表原水地表原水滤床渗滤孔群集水竖井、消毒与泵房合建输水平巷汇水硐室管网用户图9：河床渗滤取水工程工艺流程示意图河床渗滤取水工艺是涉及水文地质、工程地质、地表水文、钻探、给排水、土建、机械和电气等多学科的系统工程。主要由泵站、集水井、河底巷道、汇水硐室、渗滤孔群等构筑物组成。其具体做法是：选择合适的河段（河床底部砂砾层厚度适中，岩层起伏较小、且工程性质稳定），在岸边施工一定深度的集水竖井，自集水竖井中向河流方向施工一条或多条相应规格的水平向取水巷道，在河流中的巷道上部施工一定数量的渗井，将地表水体渗入巷道或汇水硐室中，并最终在集水竖井中取水。与传统净水方式相比该技术实现了取水和制水同步完成，从而不再需要宠杂的地表水净化设施和制水工序。具体取水净水过程及潜流水光流线如图10所示。图10：渗滤取水净水过程及潜流水流线示意图四、河床渗滤取水工程勘察在进行河床渗滤工程设计之前，必须先对工程场地进行工程勘察。勘察工作根据项目规模大小、性质等情况可划分初步勘察和详细勘察两个阶段，不同勘察阶段的成果，需达到相应设计阶段的要求。勘察过程中进行水文地质试验，试验包括下列内容：抽水试验、入渗试验、取江水者钻孔水样并进行水质全分析与重金属分析以及渗透系数计算等。4.1初步勘察4.1.1初勘的主要工作内容1、搜集拟建工程的有关文件和取水水源地水文地质工程地质资料以及工程场地范围的地形图；同时重点进行区域地质、历史地震和地震台网观测等资料的收集，以综合分析场区所在构造部位特点及其与取水构筑物的关系；2、初步查明地层岩性、地质构造、岩土体结构及其物理力学性质、地下水基本情况，并对场区所在的区域构造部位稳定性作出评价；3、查明不良地质现象的分布、规模、成因及其对场地的影响程度和发展趋势，并对场地的稳定性作出评价；4、初步查明场区天然取水滤床的发育规模、结构、级配、渗透性能和地下潜流水的赋存状态，初步圈定取水滤床区范围，并对取水滤床地下潜流水可开采动储量及水质状况作出评价；可根据推荐取水滤床区地下潜流水的渗透系数K值和a、b值，对地下潜流水可开采资料量进行初步评价，其保证率达到ρ=75%。5、初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性；6、初步查明初选取水构筑物竖井、平巷、机房的工程地质条件，并对影响取水构筑物布置方案的主要工程地质问题作出评价；7、初步查明平巷主要工程地质问题(如：深槽、破碎带)，并对取水构筑物施工中产生的最大排水量作出预测。4.1.2初勘主要工作手段初步勘察在收集分析已有资料的基础上，根据工作需要进行工程地质测绘与调查以及勘探、测试工作。初步勘察主要勘探一般以物探为主，控制性勘探孔为辅。4.1.3初勘主要工作要求1、对物探测试工作的要求控制取水滤床纵横断面的物探剖面不少于3～4条，剖面线间距50～100m，点距5～10m。2、对岩土试验的要求：①按《岩土工程勘察规范》GB50021-2009的有关规定进行岩土样的采集；②岩土物理力学试验主要进行以下物理力学试验指标的测试：岩石饱和抗压强度，抗剪强度，岩石完整系数，岩石基本质量指标，硐顶及边墙的围岩类别，计算巷道衬体最大水柱压力值，硐室衬体最大压力值等。③搜集利用已有地形和地质资料，分析竖井、平巷沿轴线的地形、地貌、地层岩性和地质构造等特点，重点分析沿轴线的线性构造、软弱界面、富水带等与平巷的关系。3、初步勘察阶段勘探点、线、网的布置的原则，以控制能够满足供水规模的整个取水滤床区的水文地质工程地质条件为主，并符合下列要求：①取水滤床陆域上、中、下游有控制性勘探孔，其个数不少于3～4个,水域勘探孔不少于6～7个，孔深进入平巷或硐室设计底板标高以下2～3m，竖井地段的孔深进入竖井设计底板标高以下5m。终孔后，用水泥砂浆封孔填实，保证后期施工不留隐患。②初步勘察阶段勘探线间距和勘察点间距及深度宜根据地貌、岩层类型按表1确定。表1河床渗滤取水工程初步勘察勘探线点间距确定表类型勘探点线布置原则线距（m）点距（m）深度心滩、低漫滩滤床（第四系砂砾卵石层）垂直地下水流向及地貌单元和垂直、平行地下构筑物100m～200m50m～100m进入第四系砂卵石层底部以下基岩1m左右下覆基岩为基岩裂隙水地层布置在富水地段100m～200m50m～100m进入取水平巷设计底板标高以下1～2m注：①富水地段指含水岩组地层或裂隙发育且破碎的地层；②对于基岩面起伏较大或岩层产状较陡地带，需查清岩层层序、基岩面起伏状况等时，控制孔可适当加密、加深。③沿竖井、取水构筑物平、支巷轴线可布置勘探剖面和少量控制性勘探孔，并辅助物探，其数量及深度视具体情况而定。4.2详细勘察河床渗滤取水工程详细勘察根据初步勘察阶段圈定的取水滤床范围及相应的取水构筑物布置方案，加密控制网点，对取水滤床地下潜流可开采资源量和取水构筑物的稳定性作出评价，对取水竖井和集水平巷的施工排水量进行预测，并为取水构筑物的设计提供相关地质参数。4.2.1详勘主要工作内容1、查明取水构筑物建设范围内岩土的类别、结构构造、厚度、分布、工程特性等，分析并评价围岩类别及其稳定性;2、查明取水滤床的发育规模、结构、级配、渗透性能和地下潜流水的赋存状态，评价滤床区地下潜流水可开采资源量;3、查明平巷沿轴线岩体的含水特征以及地下水和地表河水的补、给、排关系，重点查明地层岩性分界线、地下水富水层位分布及其对平巷的影响；4、查明平巷主要工程地质问题（如深槽、破碎带）及基岩的起伏状况，并对取水构筑物施工排水量作出预测；5、判定水和土对建筑材料的腐蚀性，并评价水质是否符合国家规定的有关用水标准；6、提供渗滤取水工程设计的地质参数建议值。4.2.2详勘主要工作要求1、详细勘察阶段在分析初步勘察成果或搜集分析相关资料的基础上，重点对穿越不同构造部位、岩性、深槽、破碎带的平巷轴线地段进行平面位置的工程地质测绘。2、详细勘察阶段的勘探点、线、网的布置符合下列要求：①在已确定的取水滤床区，按控制3/4的水域面积和1/4的陆域面积的方格网布置剖面，剖面线距40m，纵剖面线上勘探孔数量不少于4孔，横剖面线上勘探孔数量不少于3孔；②沿取水竖井、平巷或支巷的轴线布置勘探剖面线，剖面线上以小于50m的间距布置勘探孔，其中一般性勘探孔孔深进入平巷设计底板标高以下1m为宜。③控制性勘探孔集中布置在取水滤床陆域上、中、下游、取水竖井、平巷及其支巷的交叉点、取水硐室地段，其个数不少于5个，孔深进入平巷或硐室设计底板标高以下2～3m，竖井地段的孔深进入竖井设计底板标高以下5m。④水域勘探孔主要是查明取水滤床区第四系砂卵石层分布范围和厚度，其勘探孔的数量是滤床陆域勘探孔的3～5倍，孔深进入基岩以下1m为宜。⑤勘探孔终孔后，用水泥砂浆封孔填实，保证后期施工不留隐患。3、详细勘察阶段对物探测试工作的要求：①控制陆域滤床的物探纵横剖面不少于4条，其中：纵剖面2条，横剖面2条，剖面线间距小于50m,点距5m，每条电剖面进行复合对称剖面测试；②结合勘探孔和水文地质条件进行内插外延分析，提供水文地质物探报告及相应图件。4、详细勘察阶段对岩土试验的要求：①按《岩土工程勘察规范》GB50021-2009的有关规定进行岩土样的采集；②对来自竖井和穿越不同地层岩性的平巷地段的岩土样进行物理力学试验，试验项目除一般物性指标外，尚包括饱和抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、弹性模量、泊桑比等力学试验指标。4.3工程地质评价与建议4.3.1集水竖井稳定性评价及措施建议1、集水竖井勘探孔揭露岩、土取样试验的物理力学试验指标，从上至下分段按岩性确定围岩类别和岩体质量等级。2、通过测绘及勘探，确定了竖井围岩产状与裂隙产状的组合关系，岩石强中风化带发育深度，地下水动态变化，对竖井开挖时进行稳定性评价和采取的相应工程措施。3、通过竖井勘探孔抽水试验，获得渗透系数后，计算施工时竖井施工排水量。4.3.2平巷稳定性评价及措施建议1、按平巷穿越不同岩性和根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）分段评定围岩的类别和预测施工最大排水量。2、按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）要求，控制围岩稳定的岩石强度，岩体完整性，结构面状态，地下水和主要结构面产状五大因素之和总评分为基本判据进行综合稳定性评价，并确定硐顶和边墙围岩类别。3、对平巷水柱压力计算，通过江水不同季节水柱压力，由基岩裂隙水等传递的水柱压力亦将作用于隧洞衬体上，且较之围岩岩石强度应力大得多，其作用期将是在施工期。五、河床渗滤取水工程设计5.1渗滤取水工程参数设计5.1.1滤床渗透系数计算公式选用一般按单孔、潜水完整井，过滤器位于孔隙含水层下部井壁。井壁及井底进水，傍河取水计算K值。式中：K—砂卵石层渗透系数（m/d）L—过滤器长度（m）H—含水层厚度（m）Q—相应降深为S时的产水量（m3/d）S—相应降深（m）5.1.2基岩裂隙水渗透系数计算傍河抽水时，对第四系孔隙水用套管进行异径止水和单独对基岩裂隙水进行分层抽水。渗透系数公式选用：1、完整井，层流运动潜水井计算公式2、完整井承压水计算公式选用3、完整井潜水自流水计算公式选用5.1.3滤床垂直入渗速度计算公式选用1、边界条件：垂直入渗速度Vh和试验水头高度h产有下式曲线关系：Vh=a·hb。式中：a和b为系数，其值大、小取决于泥膜特征，渗床结构及渗透特征，见表2。表2a、b取值表不同江段滤床特征系数统计表拟建水厂江段滤床类型a值b值宜宾市第二水厂岷江飞机坝泥膜I类、7.6～9.40.80～0.86砂卵石层江津渝津自来水厂长江白沙镇泥膜I类、II类、砂卵石夹砂层2.09～7.800.57～0.68重铁南站取水工程长江九龙坡泥膜I类、3.3～6.20.75～0.80砂卵石层重庆广阳坝取水工程长江广阳坝泥膜I类、3.09～3.330.7砂卵石层重庆巫溪自来水厂大宁河城厢镇泥膜I类、4.5～6.00.66～0.72砂卵石层重庆井口水厂嘉陵江南溪口泥膜I类、2.8～5.20.73～0.76砂卵石层重庆嘉禾水务公司东阳自来水厂嘉陵江北碚泥膜I类、4.9～6.70.70～0.77砂卵石层渗滤取水工程的设计过程中因需要考虑滤床的非均质性和诸多未知因素—为保证滤床滤床表面不受淤塞影响，设计时只取入渗速度Vh=0.5～1.0m3/m2·d进行设计。2、滤床范围确定原则：天然滤床的垂向渗滤水的水量，在勘察阶段通过现场实验、进行模拟开采后再根据测试结果，计算出设计取水量所需的滤床面积F，然后进行相应设计：F=Q/Vh。当供水规模为3万m3/d时，滤床总面积不小于4万m2，有效面积为3万m2，其中：详勘最枯水位淹没面积的有效面积为3/4，初勘常枯水位淹没面积的有效面积为3/4，陆域面积为1/4。

3、河水的入渗速率的确定：河水的入渗速率主要是受滤膜的渗透性K、水位降深S、河床表层的水位H等多因素影响的参数，按下式确定：Vh=f（H、K、S）=a·Hb。5.1.4滤床区地下潜流水可开采量的计算1、最枯水位和常枯水位可开采资源量计算①水域地块：最枯水域面积、平均水深、平均厚度；常枯水域面积、平均水深、平均厚度。②陆域地块：最枯水位面积，分别确定上游、下游和侧向过水断面积即F上、F下、F侧和水力坡度值即：I上、I下、I侧。水域可开采资源量Q，按下式进行计算：Q1最枯=Vh·F1最枯Q2常枯=Vh·F1常枯常枯水位面积和水力坡度值确定同上。2、计算陆域地块地下潜流水可开采量计算公式：Q2=Q上+Q下+Q侧Q上=K·F上·I上Q下=K·F下·I下Q侧=K·F侧·I侧注：K在上、中、下游取水滤床抽水钻孔中取最低值较为恰当。3、平水期及洪水期可开采资源量计算平水期可开采资源量计算公式：Q平=V平·F总。洪水期可开采资源量计算：Q洪=V。·F总。4、对天然滤床地下潜流水可采资源量评价①滤床区地下潜流水可开采资源量将水头压力（h）的增高而按一定数学关系递增，且递增幅度较大。②在评价取水滤床地下潜流水可开采资源量时，初勘按常枯水位计算地下潜流水可开采保证率P=75%动储量为评价标准；详勘按最枯水位计算地下潜流水可开采保证率P=95%动储量为评价标准。③评价取水滤床孔隙水和基岩裂隙水是否符合国家有关用水标准，检测项目为全分析和重金属分析，并根据周边环境情况建议是否设立水源防护带等。5.1.5井、巷施工排水量计算（一）竖井最大施工排水量计算1、边界条件：开挖直径采用引用半径r。按开挖遇到一个和几个含水层情况，确定是潜水完整井或承压潜水完整井公式属不同季节确定。2、选用计算公式①潜水完整井式中：K—采用竖井钻孔抽水资料（m/d）R—不同江水位的影响半径（m）S—江水面至竖井底板距离（m）H—江水面至含水层底板距离（m）②潜水承压水完整井式中：M—江水面至承压含水层底板距离（m）注：如有几个承压含水层时，以最后承压含水层底板为准。H—一般情况下为零（因为降至底板）其它符号同上。（二）主平、支巷最大施工排水量计算1、边界条件：按不同季节江水水面分别计算主、支平巷基坑最大排水量Qmax。2、计算公式选用①潜水性质水平坑道计算公式选用式中：K—按巷段不同岩性钻孔选用K值（m/d）B—平支巷的长度（m）H—江水面至含水层底板距离（m）R—平巷影响带的宽度（m）②潜水承压水，水平坑道最大涌水量计算式中：Qmax—流向水平巷道降至平巷底板湧水量（m3/d）L—平巷段的长度K—平巷穿越各含水段渗透系数（m/d）H—各季节江水面至含水层底板距离（m）M—承压含水层的厚度（m）h—平巷底至含水层底板距离（m）。5.1.6出水量设计复核1、渗滤井总出水量，小于开采地区地下水充许开采量。2、渗滤孔设计出水量，小于过滤器的进水能力。过滤器的进水能力按下式计算：Qg=π·n·Vs·Dg·L式中：Qg——过滤器进水能力（m3/s）n——过滤器面层有效孔隙率，宜按过滤管面层孔隙率85%计算；Vs——过滤管允许进水流速（m/s）不得大于0.03m/sDg——过滤管外径（m）；L——过滤管（器）有效长度（m），宜按过滤管长度的85%计算。3、渗滤孔的出水量宜用单孔控制面积设计，单孔出水量小于所控面积的垂直入渗量，要用孔口控制法，控制单孔最大涌水量，同时用下式进行允许井壁进水流速复核。Q≤v1πDkL式中Q设计出水量(m/s)Dk开采段孔径(m)L过滤器长度(m)V1允许井壁进水流速(m/s)4、允许井壁进水流速宜按下式计算：V1=k/15式中k含水层的渗透系数（m/s）5、用水文地质勘察提供的水量计算数据，设计渗滤井的产水量时，必须校对其计算公式、获取数据时间、河水位是否是最枯水位？然后利用拟取水面积和入渗滤试验获取的渗入速度设计产水量。6、设计渗滤井水量注意拟取水的滤床条件，取水河段的水流速度，生物滤膜的发育情况等，再综合勘察提供的K值、入渗试验提供的V值、计算的静储量、动储量等参数按下式计算：Q=V.F。式中：Q——孔隙渗透水量，立方米/日V——垂向河水入渗速度，立方米/平方米/日F——取水影响面积，平方米7、设计单孔出水量要用入渗仪确定V，设定开采时的最大降深值（最大降深不超过含水层总厚度的二分之一）确定，确定影响半径计算取水面积，用取水面积确定渗滤孔的密度，再用干扰系数和类比法设计总产水量。5.2取水构筑物的设计河床反渗滤取水工程设计及施工包括下列内容：集水竖井，输水平巷，取水硐室，渗滤孔群，过滤器，设备选型，附属设施及检修预案等。5.2.1竖井设计竖井布置根据水量、取水方向、“天然滤床”位置、地质条件等因素综合比选后确定，布置在地下完整的基岩中，其断面形状多设计为圆形。竖井一般由锁口、井筒、壁座、水仓、井底组成。竖井尺寸满足设备安装的间距要求，并考虑施工排水、出渣和检修需要。（其中：锁口，是指根据竖井外型尺寸适量设计扩大的钢筋混凝土浇筑体，在不稳定地层用以促进井筒的稳定性；壁座就是为促进井筒延伸后的稳定性，在基岩强风化底界附近扩挖后的钢筋混凝土浇筑体）。竖井做永久支护衬砌和密封，锁口宜设计成有耳锁口。在松散地层与基岩接口处宜设置单锥或双锥壁座。5.2.2输水平巷与硐室的设计1、输水平巷路线宜选在沿线地质构造简单，岩体完整稳定，岩石坚硬，工程地质条件有利的地区，严禁穿越坝基，桥基等永久构筑物。2、洞轴线的选择遵循洞线垂直于地质构造线保持有足够角度（一般大于30度）的原则。在层状岩中布置隧洞，其夹角宜大于45度。3、隧洞埋藏深度，即洞顶岩体覆盖厚度，采用洞跨比方法，其比例结合具体地质情况分析确定，一般在0.1-0.9之间，河床反渗滤取水的江底隧洞洞顶岩体覆盖厚度一般为6-8米。4、渗滤井的隧洞线路，宜布置为直线，纵坡度满足运行和维修要求，并考虑施工和工程安全。有轨运输坡度一般为3‰—5‰，无轨运输一般为3‰—15‰。相邻支洞间的间距不小于30倍D。5、平巷洞线遇滤床内的深槽时，根据地形、地质及施工条件、进行绕槽、穿槽方案的技术经济比较。采用穿槽方案时，合理选择穿槽位置，对穿槽建筑物地基，隧洞连接部位，管棚施工，排水、注浆、封闭等加强工程措施。6、硐室的布置和尺寸根据渗滤孔群的布置，钻机类型，钻进工艺等因素确定。硐室与输水平巷的过渡带宜圆滑。7、输水平巷的横断面和尺寸，根据其用途、地质资料、地应力情况及施工条件等因素决定。有压隧洞宜采用图形断面，无压隧洞宜采用园拱直墙式断面。8、输水平巷的高宽比，与地应力条件相适应，最小尺寸不宜小于1.8m。5.2.3渗滤孔群的设计1、渗滤孔群设计包括下列内容：①渗滤孔位置及孔端直径；②过滤器材料、型号及安装位置；③导流管材料、规格及安装位置；④定向孔口管型号、控制器型号及位置；⑤孔口防喷及泄压装置。2、渗滤孔布置宜遵循以下原则：①地下水开采量接近补给量时，孔群宜布在垂直地下水流方向，呈横排或者扇形布置；②利用天然滤床的储水空间作为调节峰值水量时、孔群宜近似方格网状布置；③大型天然滤床含水层为多层且地下水补给充足地区可以分层布置渗滤孔；④基岩断裂带用不同角度呈线状布置渗滤孔；⑤碳酸岩类富水地层宜在其排泄带布置渗滤孔；⑥流沙层布置渗滤孔先搞清沙的粒径、厚度和位置，宜布设小角度孔，沙层厚度小于三米离江水体近的地方不宜布孔。3、渗滤孔的管材根据水的用途、地下水水质、孔深、管材强度、无污染和经济合理等因素综合确定。4、过滤器类型根据含水层性质按表3选用：表3渗滤孔过滤器类型选择表含水层性质过滤器类型基岩岩层稳定不安装过滤器岩层不稳定桥式或孔眼过滤器裂隙溶洞有充填内层贴砾过滤器（桥式孔眼双层过滤）裂隙溶洞无充填孔眼过滤器或不安过滤器碎石类d20＜2mmZh-1型过滤器D20≥2mm桥式孔眼双层过滤器砂土类粗砂、中砂细眼过滤器细砂、粉沙内层贴砾过滤器5、设计过滤器直径，根据设计出水量、过滤器长度、过滤管面层也隙率和过滤器进水流速确定。其材料根据水质情况和经济因素选择。6、当地下水具有腐蚀或容易结垢时，过滤器（管）的设计符合下列要求：①采用防腐蚀材料制作，对一般材料加强防腐处理；②含水层颗粒组成较粗的，宜采用孔眼过滤器；③桥式过滤器的材料，宜采用不锈钢板冲压制成。焊接用银焊或不锈钢点焊。7、在均质含水层中设计过滤器时、其长度符合下列规定：①含水层厚度小于5米时，过滤器进入含水层垂直厚度不超过1/3，长度视过滤器进入角度确定；②含水层厚度大于5米时，过滤器进入含水层垂直厚度不超过1/2，并根据含水层富水性、设计出水量及顶角确定其长度。8、非均质含水层中的过滤器，安置在主要出水部位，其长度符合下列规定：①层状非均质含水层，过滤器累计长度宜为30米；②裂隙、溶洞含水层，过滤器累计长度宜为30-50米。六、河床渗滤取水工程施工6.1施工组织设计施工前，进行现场踏勘，了解施工条件、裂隙水及施工排水等情况。现场踏勘后，编制工程施工组织设计。施工组织设计宜包括下列内容：1、工程任务及要求；2、施工技术措施；3、主要设备、人员、材料、费用和施工进度；4、设备安装、调试及验收要求。施工过程中准确进行测量、放线及校核，并作好通风、排气、低压照明、应急爬梯、排水等安全工作。钻爆符合相关技术规定的要求并采取安全措施。6.2工程施工顺序工程施工的顺序一般是先建立泵房，水仓等排水设施及防水设施。然后掘进江底隧道、硐室，最后施工各种渗滤钻孔。6.3取水构筑物施工6.3.1竖井施工一、竖井施工1、施工准备竖井开挖施工前，包括进行测量放线、场地平整、安装钻机等准备工作。1.1根据设计要求，按《水利水电工程施工技术规范》进行施工测量放样，建立平面和高程控制网，并确定施工平台开挖范围。1.2场地平整应满足钻机及其附件的布置和施工操作要求。1.3进行风、水、电等附属设施的安装，1.4开挖机械、钻机就位、调试。2、锁口圈梁施工2.1根据竖井施工要求，为保证结构稳定，在土方挖至圈梁底标高时，在周圈土立面上打设锚固筋，挂设钢筋网片，喷大于100mm厚砼。

2.2圈梁钢筋绑扎前，要提前对主筋及箍筋的形状尺寸进行校正，绑扎时，先画出箍筋位置，相邻箍筋开口应相互错开，并与主筋绑扎牢固，不得移位。

2.3梁底预留连接筋，分内外双层设置，环向间距不得过大，连接筋伸入圈梁的锚固长度不得小于0.8m，打入土中的预留长度不得小于0.5m。

2.4模板支设后，应严格按照设计要求检查各部尺寸，找方找正找中，并在模板内侧面提前涂刷脱模剂，但需干净、清洁，不得污染钢筋。模板支设应牢固，且拼缝严密，不得漏浆或移位。

2.5钢筋及模板验收合格后，即可进行圈梁砼施工，砼采用现浇砼，用振捣捧振捣密实，振捣适宜，切忌过振或漏振，圈梁表面用抹子找平。

2.6围护：待砼初凝后，沿圈梁外边缘砌筑一道闭合砖台，用机砖加水泥浆砌筑，高出原地面50mm，用于挡土、挡水，在砖台上用铁栏杆进行围护，以确保井下工作人员的安全。锁口部位通常位于地下水位以上、接近地表，砼构筑必须进行养护。在锁口完成浇筑24小时后，才能开始进行起重塔架的上置安装，承载运输荷载则必须在完成浇筑72小时后。3、竖井施工开挖采用人工开挖、风钻与爆破相结合的方法施工。开挖一般采用自上而下进行，可选用专用的成套施工设备施工.竖井采用开挖时，应遵守下列规定：1）必须锁好井口，确保井口稳定，防止井台上杂物坠入井内。2）井口处设置安全隔栅，以确保井下施工安全。3）井深超过10-15m时，人员上下宜采用提升设备。4）提升设备应有专门设计。5）漏水和滴水地段，应有防水、排水措施。6）Ⅳ、Ⅴ类围岩地段，应及时支护。“钢管桩”指为促进竖井松散土层厚度大于3米时的井段掘进和支护过程中井壁稳定性的一种预处理管棚工程措施。地下水位线以上井段，宜采用人工直接挖掘，分段挖掘与浇筑支护交错进行，单轮挖掘深度小于2.5m。用钢结构龙门架架设5t电葫芦进行土方垂直运输。竖井开挖采用对侧开挖，严禁整体施工，并且侧墙应随开挖随支护以防侧墙壁坍塌下沉。挖至粉细砂层时，为防止塌方，先在竖井四周打入注浆导管（导管为DN32*2.25的钢管），间距30厘米，长2.0米，然后注入改性化学浆液，使竖井四周粉细砂固化，再开挖，每次开挖深度不超过0.8-1.0米。竖井掘进至地下水位以下,井壁的股状地下水必须引流入井，并根据具体情况决定是否需要进行封堵。封堵工作必须在砼浇筑72小时后才能进行。施工过程中及时排除地下水，并不能对环境造成污染。4、竖井井身施工:1）竖井结构：锁口圈梁下的井身施工采用锚杆+钢格栅+钢筋网+连接筋+喷射砼进行支护。

2）锚杆：每开挖一品钢格栅的深度，沿坑壁斜向下往工作坑壁内打入钢筋，钢筋梅花形布置。3）钢架间距：首榀钢架中心距圈梁底严格按照图纸要求施工，但隧道洞口上皮1.0m范围应该加设至三榀，为保证结构安全，竖井土方及钢架施工每次只能施工一榀，待锚喷砼初凝后再向下开挖施工。4）连接筋设置：钢架的连接筋须与圈梁预留的连接筋焊成一体，连接筋设置分内外两层，搭接单面施焊长度不小于0.18m，并与钢架主筋焊接牢固，连接筋单根平均长度约为0.9m，采用预留方法，先将多余长度打入土中，以便待下榀钢架施工进行焊接。5）网片绑扎：连接筋施焊完成后，沿钢架内主筋外缘周圈铺设钢筋网片，网片采用单面点焊加工，网片搭接采用绑扎：外侧接点全部绑扎，中间接点间隔绑扎，搭接长度要足。6）喷砼：网构钢架安装完成后，要及时自检，找中、找平，检查结构厚度与焊接情况，合格后即可进行C30砼喷射，厚20㎝，喷射要求同于隧道正洞施工，当施工至隧道洞口位置时，沿隧道中线开始预留马头门，中线每侧预留宽度应不小于隧道结构的外尺寸。7）竖井底板施工：竖井底板底板砼应与最低一道竖井钢架同时施工，提前预留提升及集水坑位置，但要符合设计要求，并要留够连接筋搭接长度。6.3.2平巷、硐室施工平巷、硐室施工即为隧道施工。隧道施工方法常有盾构法、浅埋暗挖法及新奥法。盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。钢筒的前端设置有支撑和开挖土体的装置，钢筒的中段安装有顶进所需的千斤顶；钢筒的尾部可以拼装预制或现浇隧道衬砌环。盾构每推进一环距离，就在盾尾支护下拼装（或现浇）一环衬砌，并向衬砌环外围的空隙中压注水泥砂浆，以防止隧道及地面下沉。盾构法一般适合于遂道较长的项目。浅埋暗挖法，也称矿山法，是一项边开挖边浇注的施工技术。其原理是：利用土层在开挖过程中短时间的自稳能力，采取适当的支护措施，使围岩或土层表面形成密贴型薄壁支护结构的不开槽施工方法，主要适用于粘性土层、砂层、砂卵层等地质。新奥法，称为“锚喷构筑法，是充分利用围岩的自承能力和开挖面的空间约束作用,采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段,对围岩进行加固,约束围岩的松弛和变形,并通过对围岩和支护的量测、监控,指导地下工程的设计施工。其一般应遵循的原则有：1、尽量采用大断面开挖，以减少对围岩的扰动；2、采用光面爆破或预裂爆破，避免应力集中；3、根据围岩特征采用不同支护类型和参数，及时施作喷射砼和锚杆初期支护探制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分；4、在软弱围岩地段，支护应及时闭合；5、对围岩和支护进行动态观察量测，根据量测结果及时修改初期支护参数和施工方案，合理安排施工程序；6、二次衬砌原则上在围岩和初期支护变形基本稳定后进行，但遇软弱围岩，特别是洞口段砼衬砌要跟紧。隧道开挖的方法一般只有切削法和钻爆法，切削法指直接采用各种类型的掘进机、劈岩机、盾构等机械直接开挖。钻爆法施工根据围岩类别不同可采用全断面一次开挖法和台阶开挖法两种施工方法。全断面一次开挖法就是将全部设计断面一次开挖成型，再修筑衬砌。台阶开挖法是将设计断面分上半部断面和下半部断面两次开挖成型；或采用上弧形导坑超前开挖和中核开挖及下部开挖(即台阶分部开挖法)结合河床渗滤取水项目特点，施工一般采用矿山法或新奥法。1、平台留有施工排水管道口，应急爬梯必须按设计要求安装至平台，并作好正常的维护，使其随时处于能使用状态。2、超前钻探必须是回转、定向、导向工艺钻进和取芯的，钻孔直径不得小于91mm，依序放列，岩芯采取率不得小于70%。每轮超探孔深一般不大于30m，每轮探孔宜有3～5m的重迭段，孔端误差小于1m。3、注浆压力与江河水位水柱压力相当；注浆过程中起压并达到2小时后可停止注浆，孔口采用封堵装置进行封堵以保持压力。使孔内浆体维持压力24小时和初凝后，才能撤除临时的孔口管和封堵装置以及进行巷道掘进工作。4、临时预支护方式在一般情况下不得影响到下步正式衬砌支护，正式、永久的衬砌支护必须及时进行，并确保其稳定和安全可靠。5、洞壁股状地下水渗出段和每20～40m巷段对其归流、引流，并将其疏导至巷内排水边沟内。6、边墙砌体为砼，巷、硐顶砌体为钢筋砼。砌体养护期满14天后可用于巷、硐的永久衬砌。7、对墙脚曝露后已松软的岩体进行清除处理，然后在用砂浆整平后的基垫层上进行墙体砌筑；在边墙不确定部位应设有引流管。6.3.3、钻孔爆破(一)钻爆设计1、开挖应采用光面爆破（爆破开挖时，沿设计开挖轮廓钻孔装药，在开挖区主爆破孔之后起爆，以获得比较平整壁面的爆破。）或预裂爆破技术（沿设计开挖轮廓面先行爆破而形成一定宽度的贯穿裂缝，以防止开挖区以外岩体受到破坏的爆破）。2、爆破设计应根据设计图纸、地质情况、爆破器材性能及钻孔机械等条件，设计爆破参数，并在施工中不断总结经验，调整参数，设计内容包括：1）掏槽方式；2）炮孔布置，深度及角度；3）装药量及装药结构、堵塞方式；4）起爆方法和顺序；5）爆破设计图。爆破设计图包括：炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及设计施工有关的必要文字说明。3、光面爆破和预裂爆破的主要参数，应通过试验确定，试验参数可用工程类比法或参照下表：1）光面爆破参数岩石类别周边孔间距E（cm）周边孔抵抗线W（cm）线装药密度g（cm）硬岩55～6560～80300～350中硬岩45～6060～75200～300软岩35～4545～5570～120注：孔深小于4m，炮孔直径40～50mm，药卷直径20～25mm。2）预裂爆破参数岩石类别周边孔间距E（cm）崩落孔至预裂面距离（cm）线装药密度g（cm）硬岩40～5040350～400中硬岩40～4540200～250软岩35～403570～120注：孔深小于4m，炮孔直径40～50mm，药卷直径20～25mm。3）深孔预裂爆破参数炮孔直径不宜大于75mm，孔距为孔径的7～10倍，硬岩及炮孔直径较小时取较大值，反之取较小值；不偶合系数一般取2～4。线装药密度，可用工程类比法试选或下式估算：Qx＝0.188aR0.5（g/m）式中：a—预裂孔孔距，cm；R—岩石极限抗压强度，Pa(kgf/cm2)4、光面爆破及预裂爆破的效果，应达到下列要求：1）残留炮孔痕迹，应在开挖轮廓面上均匀分布。炮孔痕迹保存率，一般硬岩不少于80％，中硬岩不少于70％，软岩不少于50％。2）相邻两孔间的岩石平整，孔壁不应有明显得爆破裂隙。3）相邻两轮炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大处斜值，不应大于20cm。4）预裂爆破的预裂缝宽度，一般不宜小于0.5cm。(二)钻爆作业1、钻孔质量应符合下列要求：1）钻孔孔位应根据测量定出的中线、腰线及开挖轮廓线确定。2）周边孔应在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线调整的范围和掏槽孔的孔位偏差不应大于5cm，其它炮孔的孔位偏差不得大于10cm。3)炮孔的孔底，应落在爆破图所规定的平面上。4）炮孔经检查合格后，方可装药爆破。2、炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联接，应由经过训练的炮工，按爆破图的规定进行。3、引爆方法：1)竖井爆破宜采用塑料导爆管引爆。在杂散电流较大或用吊罐法施工时，则必须采用。2）预裂爆破宜采用导爆索引爆。3）导井或零星爆破，可用导火索引爆。(三)爆破安全规定1、爆破材料的运输、储存、加工、现场装药、联线、起爆及瞎炮处理，必须遵守《爆破安全规程》的有关规定。爆破材料应符合施工使用条件和国家规定的技术标准。每批爆破材料使用前，应进行有关的性能检验。2、进行爆破时，人员应撤离至受飞石、有害气体和冲击波影响的范围之外，且无落石威胁的安全地点。3、爆破作业应有专人统一指挥，确保点炮人员全部及时撤离。4、爆破前应将施工机具撤离至安全地点。对难以撤离的施工机具、设备，应加以妥善防护。5、爆破后，应对井壁松动的危石进行处理。对地质条件较差的地段，应采取喷砼等临时支护措施。6.3.4渗滤孔施工渗滤孔施工工艺：预埋孔口管→钻机定位→钻机钻进→安装过滤器→检验、试验→封孔。

在取水硐室采用MGJ-50钻机按设计取孔位置沿渗滤孔设计方位、角度在岩石上钻直径Φ219，深度1.5～3.0m不等的裸孔，再用事先制作好的钢塑管放入孔中，其中心线必须与设计孔的中心线重合或平行，最后用膨胀性水泥浆从管口封闭，一般沿孔壁管外形状、间隙压入或注入后封闭即可。砂、卵、砾石层采用同步跟管钻进一次置入过滤器的方法，金钢石钻进，配套钻具配扩孔器，钻进时不得中断冲洗液，以防止烧钻。潜孔锤钻进，钻机控制转数，孔深超20m应加导向扶正器，防止斜孔。（一）钻机定位定向孔口管安装后、正式的取水钻探前，钻机复位并根据设计的钻孔方位和角度采用地质罗盘调整、校正钻机和桅杆。若孔口管出现误差，则必须进行孔身段纠正。（二）钻进导向

由于受钻具长度限制，一般要求钻进5-7m后开始加置导向器，孔深30米内加一个、30-50m加两个。

取水钻进工艺一般为气动潜孔锤于孔端主动冲击、刻削、领进，钻机电动加压于钻杆并跟进，气动、电动协调同步进行，其间由导气钻杆联结。为避免孔身钻进受岩层节理面、结构面的影响，造成钢质合金钻杆抗挠性降低孔身段走向产生偏差，要求孔身段钻进必须进行钻探导向。（三）钻进施工参数渗滤孔的施工参数是根据综合地质钻探、勘察的相关数据，施工中必须及时根据准确记录孔身段有关的施工数据，以确定过滤器安装长度。（四）过滤器安装1、过滤器的安装因取水条件的特殊要求，过滤器必须是随钻进进程同步安装到位。过滤器的形式有孔眼过滤器、桥式过滤器、注砂过滤器、贴砾过滤器等。贴砾滤水管（见图11）：是以防锈弹支撑管体，形成高抗压软式结构，无纺布内衬过滤，使泥沙杂质不能进入管内，从而达到净渗水的功效。丙纶丝外烧被覆层具有优良吸水性，能迅速收集土体中多余水份。橡胶筋使管壁被覆盖层与弹簧圈管体成为有机一体，具有很好的全方位透水功能，渗透水能顺利渗入管内，而泥砂杂质被阻挡在管外，从而达到透水、过滤、排水一气呵成之目的。当钻身进入强风化层地界底界附近，退出钻具，待检测孔斜、孔深、标定了基岩出水裂隙部位等后，即可安装取水过滤器。按设计的过滤器长度一次性配置，前置一次性主动钻头、后置导向尾管，钻杆反丝联结头通过过滤器与前孔锤、主动钻头联结，传递钻进动力。（图12）过滤器安装钻进压力参数、振冲声音和水量明显变化，同时见孔内有不同于岩屑的淤泥或细砂物质（持续数分钟）随水流出，可判断为刚击穿基岩面。至基岩面起算，继续钻进的深度即为拟安装已配装过滤器的长度。待到位后，反向旋转即可退出潜孔锤、钻杆，主动钻头、后置导向尾管和过滤器作为取水设施留置于孔内，至此单孔成孔钻探结束。在退出钻具的过程中，观察出水的混浊度变化，待孔内护壁管完成安装并出清水时，用孔口控制器或盲板进行封孔处理。从钻孔击穿基岩面——过滤器安装钻进——退出钻具放水——护壁管安装——水清封孔这一系列过程，持续时间应在24小时内。2、护壁管安装过滤器安装完成，在根据基岩段孔身长度、24小时内进行护壁导流管材的安装。护壁导流管设计为PE管，安装前必须分段（不小于5米）于管周缠绕干麻丝固定、封堵管外来水和保护孔壁，各分管通过对接管进行连接。3、孔口控制器安装待孔内涌水经观测为水清砂净（或必须的水质分析取样），单孔水量测定后，即可安装孔口水力控制阀门，与地面的联结管道可在取水孔全部完成后统一安装。至此，单孔取水施工全部结束。（五）钻进应急措施当发现过头钻进时，立即停钻，切忌急于处置，应按下述要求和措施进行操作：

1、检查排水泵组及备用泵组工作和性能状态，必须保证其良好状态和有足够备用，若多台钻机同时作业还应加大，其备用排水能力应当更充分）。

2、在孔内预置便于应急操作的封堵盲板和各种辅助设施；检查沉砂设施，以防过量涌砂未经拦截而直接进入竖井内损坏排水泵组；安排有丰富经验的钻探技术人员进行具体操作。推钻时，切忌过载强进、强退，应在气动振冲的同时由电动耐心地试探性的顶进、后退，直到完全松动、自由。3、钻具近退至孔口时，必须暂停退出，操作孔口封堵的人员所有准备工作就位，当钻具退出孔口后的最短时间内，必须用盲板将孔口封上。4、若因故未能有效控制孔口，造成与江河水穿通后巷内逐渐充水、设备被砂砾石掩埋，人员不必惊慌，必要时需有序撤离。（六）施工注意事项1、输气管道是钢质的，管径宜大，联结部位必须可靠；在输气端、用气端均宜设置贮气装置和气压表，监测最低施工气压不小于4Kg。2、孔口管的嵌岩段进行特殊处理，以防止水流在管外流动而不能得到有效控制和同时使孔口管按设计要求固定。管外周用干燥麻丝缠缚（安装前进行）；通过管内压力压浆，挤入管周与岩体间空隙（安装后进行）；孔口管与硐室墙体结合部位用水泥砂浆固定。3、孔口管定位定向要求的各取水孔方位、俯或仰的角度，采用罗盘（选用测量仪校正）调整、校正钻机和桅杆，并仔细验证其参数后方能进行定位、定向安装。4、钻机定位、定向孔口管安装后、正式的取水钻探前，钻机复位并根据设计的钻孔方位和角度采用地质罗盘调整、校正钻机和桅杆。孔口管出现误差，则必须于孔身段进行纠正；孔身段方位角度误差小于1.0°；仰角度误差小于2.0°牢固无松动，无大量水渗出。5、渗滤取水钻孔要求钻进5～7m后开始加置导向器，孔深30m内加一个、30-50m加两个。若为潜孔锤钻进，其间隔在10m左右。6、孔身进入强风化层底界附近，退出钻具，待检测孔斜、孔深标定了基岩出水裂隙部位后，即可安装取水过滤器。过滤器端部不得置入砂卵石层滤层浅部2m范围内，否则必须变更和调整过滤器长度。7、渗滤孔群数量和孔端间距，可根据总取水量和滤床水文地质特性确定。施工时，孔口均安置水力控制阀（见图13）。井下工程结束后，对水力控制统一找开，进行放水。图13七、工程应用7.1已完工程工程实例一：五里店渗流井工程取水构筑物设计五里店渗流井工程按出水量3700M3/D设计，平面布置见图14。根据渗流井取水原理，工程应沿河床布设，主井不宜距河床太远，否则工程难度增大，工期长，不便施工，且投资增大。图14竖井：井深28M，圆形，采用钢筋混凝土结构。井外径3.6M，净断面直径3M。井壁混凝土厚度300MM，在水位下预留进水孔，井壁进水。井上部建泵房，钢筋混凝土结构。井底设一潜水泵，型号250QJ-150-40。平巷：在竖井±0.00下23m处开挖输水平巷。主平巷长28m，支平巷长200m，每隔50m设一个硐室。平巷横断面为圆拱直墙式，毛断面为高3.25m*宽4.1m,净断面为高3m*宽3.5m。上拱采用钢筋混凝土预制构件，厚度250mm；基础采用混凝土现浇，厚度500mm；侧墙为混凝土现浇，厚度300mm。硐室：在输水平巷的不同部位修筑取水硐室5个，硐室为圆拱直墙形。毛断面为高3.25mm*宽4.1mm，净断面为高3m*宽3.5m（见图1）。顶部为钢筋混凝土结构，厚度250mm；基础采用混凝土现浇，厚度500mm；侧墙为混凝土现浇，厚度300mm。表4典型渗滤取水工程渗滤水与江水水质比较表指标GB5749-85标准单位江津白沙工程巫溪工程沙坪坝工程长江水渗滤水大宁河水渗滤水嘉陵江水渗滤水PH值6.50-8.507.47.387.47.67.67.8总固体<1000mg/l200228411260242233色度<15度1385201322浊度<3度95017800791NO3-<20mg/l7.820.721.90.55--Ca2+mg/l42.0851.24HCO3-mg/l122160.74NH4+mg/l<0.050.040.050.023.10.09总Fe<0.3mg/l0.350.060.080.04<0.040.12细菌总数<100个/l99019350249017工程实例二：竖井建于悖牛川河床岸边，深度20m，井壁采用砼支护，内径3m。在竖井内向河床方向开挖平巷，平巷顶面埋深为基岩以下5m，净截面尺寸为1.7m×1．5m(高×宽)。设计硐室5个，间距为50m，硐室顶面高出平巷顶面1.8m，每个硐室的尺寸为3m×3.5m×3m(高×宽×长)。硐室内布设辐射孔10个。孔径108mm，单孔长度以进入第四系孔隙含水层(含强风化带)3m。工程实例三:四川沱牌曲酒公司取水工程四川沱牌曲酒公司取水工程,位于四川省射洪县柳树镇.到1999年9月投产，施工队伍为四川九O九公司。取水工程由直径5.2m集水竖井深36m，1.5m×2m导水平巷327.8m，集水硐室4座，渗流孔54个，现场取样56组，为了保证水量，地下硐室渗流孔施工结束时进行了单孔放水试验，水量多在500～1500m3/d，极个别孔达到2000m3/d以上;最后启动十台抽水设备，抽水三个落程，88个小时，实际抽水量达32775m3/d.7.2在建项目一、江西新干县县城5万吨/日供水工程江西新干县县城5万吨/日供水工程，采用河床反向渗滤取水技术。取水场区位于赣江大桥上游店背和李家段，距新干县城6km，南昌市127km。北岸为冲刷岸，地貌类型以冲积平原及岗阜地貌类型为主。冲积平原位于河流西侧，属河流Ⅰ级阶地；岗阜地貌位于北侧，岗顶浑圆，为砾岩、砾岩剥蚀残丘，河岸边有局部区域基岩裸露。Ⅰ级阶地阶面较平整，标高31.60～34.30m（黄海高程）之间，与最枯水位线间高差约7.0m，阶地前沿由缓坡与水涯线连接。阶地下游侧为常年性沂江河汇入口，并由其将该阶地自西高东切割，切深约7.0m。该工程主体结构由泵房、竖井、总长度为815的江底隧道、六个取水硐室组成。1、土建部分（井巷工程）1）集水竖井井位布设于赣江滨江护堤内，井口标高为40.30m，井底标高为-5.70m，井深46.0m。井筒为圆形，内净径6.0m，壁厚0.5m，C30钢筋砼现浇全支护。井底有5m段为导井沉砂积淤段，施工期间作为施工排水设施安置部位和将来巷内维护、检修排水的置泵空间。2）输水平巷主巷自竖井内标高-0.76m，沿走向正北偏西60°向江心方向延伸，并于主巷440m处和正北0°方向设1号支巷、455m处正西偏南30°方向设2号支巷二段、2号支巷120m处正西偏南60°方向设2号支巷一段。主巷长455m，1号支巷长120m，2号支巷两段共长240m,总长815m。巷道净断面为2.0×2.0m2，圆拱直墙式，壁厚0.25m，C25砼预制块砌筑，纵坡坡度0.3%。其主要功能为竖井至硐室的施工通道和过水断面。3）集水硐室分别于主巷上设1、2、3号硐室，1号支巷上设4号硐室，2号支巷设5、6号硐室。硐形为圆柱形，净内径4.5m、净高3.5m。硐室的支护采用初期支护方式。其主要功能为取水钻探施工作业和渗滤孔布置的空间。2、渗