地下水取水构筑物在给排水管道工程技术中的应用

1.5.2.1　地下水分类和取水构筑物分类

1.地下水分类

地下水存在于土层和岩层中。各种土层和岩层有不同的透水性。卵石层、砂层和石灰岩等，组织松散，具有众多的相互连通的孔隙，透水性较好，水在其中的流动属渗透过程，故这些岩层叫作透水层。黏土和花岗岩等紧密岩层，透水性极差甚至不透水，称为不透水层。如果透水层下面有一层不透水层，则在这一透水层中就会积聚地下水，故透水层又称为含水层，不透水层则称隔水层。地层构造往往就是由透水层和不透水层彼此相间构成，它们的厚度和分布范围各地不同。埋藏在地面下第一个隔水层上的地下水叫作潜水。潜水有一个自由水面。潜水主要靠雨水和河流等地表水下渗而补给。多雨季节，潜水面上升，干旱季节，潜水面下降。我国西北地区气候干旱，潜水埋藏较深，约达50～80m；南方潜水埋深较浅，一般在3～5m以内。

地表水和潜水相互补给。地表水位高于潜水面时，地表水补给地下潜水，相反则潜水补给地表水。

两个不透水层间的水叫层间水。在同一地区，可同时存在几个层间水或含水层。如层间水存在自由水面，称为无压含水层；如层间水有压力，称为承压含水层。打井时，若承压含水层中的水喷出地面，称为自流水。

在适当地形下，在某一出口处涌出的地下水称为泉水。泉水分自流泉和潜水泉，前者由承压地下水补给。这种泉水涌水量稳定，水质好。

地下水在松散岩层中流动称为地下径流。地下水的补给范围称为补给区。抽取井水时，补给区内的地下水都向水井方向流动。

2.地下水取水构筑物分类

由于地下水类型、埋藏深度、含水层性质等各不相同，开采和取集地下水的方法和取水构筑物型式也各不相同。取水构筑物有管井、大口井、辐射井、复合井及渗渠等，其中以管井和大口井最为常见。大口井广泛应用于取集浅层地下水，地下水埋深通常小于12m，含水层厚度在5～20m之内。管井用于开采深层地下水。管井深度一般在200m以内，但最大深度也可达1000m以上。渗渠可用于取集含水层厚度在4～6m、地下水埋深小于2m的浅层地下水，也可取集河床地下水或地表渗透水。渗渠在我国东北和西北地区应用较多。辐射井是由集水井和若干水平铺设的辐射形集水管组成。辐射井一般用于取集含水层厚度较薄而不能采用大口井的地下水。含水层厚度薄、埋深大、不能用渗渠开采的，也可采用辐射井取集地下水，故辐射井适应性较强，但施工较困难。复合井是大口井与管井的组合，上部为大口井，下部为管井。复合井适用于地下水位较高、厚度较大的含水层。有时在已建大口井中再打入管井成为复合井以增加井的出水量和改善水质。

1.5.2.2　管井构造、施工和管理

1.管井构造

管井由其井壁和含水层中进水部分均为管状结构而得名。通常用凿井机械开凿。按其过滤器是否贯穿整个含水层，可分为完整井和非完整井，如图1.5.1所示。管井施工方便，适应性强，能用于各种岩性、埋深、含水层厚度和多层次含水层的取水工程。因而，管井是地下水取水构筑物中应用最广泛的一种形式。

图1.5.1　管井

管井直径一般为50～1000mm，井深可达1000m以上。常见的管井直径大多小于500mm，井深也在200m以内。随着凿井技术的发展和浅层地下水的枯竭与污染，直径在1000mm以上、井深在1000m以上的管井已有使用。

在采用管井取水时，应充分考虑大多数含水层中含有细砂这一特点。管井易发生漏砂及堵塞现象。因此，管井中广泛采用填砾过滤器来防止这些现象的发生。常见的管井构造由井室、井壁管、过滤器及沉淀管所组成[图1.5.2（a）]。当有几个含水层且各层水头相差不大时，可用如图1.5.2（b）所示的多层过滤器管井。当抽取结构稳定的岩溶裂隙水时，管井也可不装井壁管和过滤器。

现将管井各部分构造分述如下：

图1.5.2　管井的一般构造

1—井室；2—井壁管；3—过滤器；4—沉淀管；5—黏土封闭；6—规格填砾

（1）井室。井室是用以安装各种设备（水泵、控制柜等）、保持井口免受污染和进行维护管理的场所。为保证井室内设备正常运行，井室应有一定的采光、采暖、通风、防水和防潮设施；为防止井室积水流入井内、井口应高出地面0.3～0.5m。为防止地层被污染，井口一般用黏土或水泥等不透水材料封闭。封闭深度根据水文地质条件确定，一般不少于3m。

抽水设备根据井的出水量、静水位、动水位和井的构造（井深、井径）等因素来决定。常用的抽水设备有深井泵、潜水深井泵和卧式水泵等。井室的型式在很大程度上取决于抽水设备（同时受气候、水源地卫生等条件的影响），因此，下面结合抽水设备的种类来介绍几种常见的井室结构。

1）深井泵房。深井泵由泵体、装有传动轴的扬水管、泵座和电动机所组成。泵体和扬水管安装在管井内，泵座和电动机安装在井室内，因此井室也就是深井泵房。深井泵房可以建成地面式、地下或半地下式。地面式深井泵房[图1.5.3（a）]在维护管理、防水、防潮、采光、通风等条件均优于地下式。大水量深井泵房通常采用地上式，但地下式深井泵站[图1.5.3（b）]便于城镇、厂区规划（常设在绿化带），防寒条件好，尤其适宜于北方寒冷地区，井室内一般无需采暖。

图1.5.3　深井泵站布置

1—井管；2—水泵机组；3—水泵基础；4—单向阀；5—阀门；6—压水管；7—推水管；8—安装孔；9—通风孔；10—控制柜；11—排水坑；12—人孔

2）深井潜水泵房。深井潜水泵由潜水电动机（包括电缆）、水泵和扬水管所组成。电动机和水泵一起浸没在动水位以下。电源通过附在扬水管上的防水电缆输送给电动机。为防止水中砂粒进入电机，在水泵进水段没有防砂机构。控制设备可以就近安装在室内，所以井室实际上就成了一个阀门井（图1.5.4）。如果阀门未采用电动装置，井室无须考虑通风设施。由于潜水泵具有结构简单、使用方便、重量轻、运转平稳和无噪声等优点，在小水量管井中，常常采用潜水泵。

图1.5.4　地下式潜水泵站

1—井管；2—压水管；3—排水管；4—单向阀；5—阀门；6—安装孔；7—通风管；8—人孔；9—控制柜；10—排水坑；11—攀梯

3）卧式水泵房。采用卧式水泵的管井，其井室可以与泵房分建或合建。前一种情况的井室形式类似于阀门井；后一种情况的井室实际即为一般的卧式泵站，其构造按一般泵站要求设计。由于吸水高度的限制，常常用于地下水动水位较高情况下，而且这种井室大多设于地下。

4）其他形式的井室。对于地下水水位很高的管井，可采用自流井或虹吸方式取水，由于无须在井口设抽水装置，又无须经常维护，井室大多做成地下式，故其结构与一般阀门井相似。

装有空气扬水装置的管井，井室与泵站分建。井室设有气水分离器。出水通常直接流入清水池，故井室型式、构造与一般深井泵站大体相同。

（2）井壁管。设置井壁管的目的在于加固井壁、隔离水质不良的或水头较低的含水层。井壁管应具有足够的强度，使其能够经受地层和人工填充物的侧压力，并且应尽可能不弯曲，内壁平滑、圆整以利安装抽水设备和井的清洗、维修。井壁管可以是钢管、铸铁管、钢筋混凝土管、石棉水泥管、塑料管等。一般情况下，钢管适用的井深范围不受限制，但随着井深的增加应相应增大壁厚。铸铁管一般适用于井深小于250m范围，它们均可用管箍、丝扣或法兰连接。钢筋混凝土管一般井深不得大于150m，常用管顶预埋钢板圈焊接连接。井壁管直径应按水泵类型、吸水管外形尺寸等确定。当采用深井泵或潜水泵时，井壁管内径应大于水泵井下部分最大外径100mm。

井壁管的构造与施工方法、地层岩石稳定程度有关，通常有两种情况：

1）分段钻进时井壁管的构造。分段钻进法，如图1.5.5（a）所示，开始时钻进到h1的深度，孔径为d1，然后放入井壁管管段1，这一段管也称导向管或井口管，用以保持井的垂直钻进和防止井口坍塌。然后将孔径缩小到d2，继续钻进到h2深度，放入管段2。接着再将孔径减小到d3继续钻进到含水层底板，下入管段3，放入过滤器4。最后，将管段3拔起使过滤器露出，并在井内切短管段3，如图1.5.5（b）所示。同样，也将管段2在井内切短。井壁管最后的构造如图1.5.5（c）所示。两井壁管段应重叠3～5m，其环形空间用水泥封填。每段井壁管的长度由钻机能力和地层情况决定，一般是几十米至百米左右，有时可达几百米。相邻两段井壁管的口径差50mm左右。由上可见，此类井壁管的构造适用于深度很大的管井。

2）不分段钻进时井壁管的构造。在井深不大的情况下，都不进行分段钻进，而采用一次钻进的方法。当井孔地层较稳定时，在钻进中一般利用泥浆或清水对井壁之静压力，使井孔保持稳定，前者称泥浆护壁钻进法，后者称清水护壁钻进法。在钻到设计深度后，取出钻杆钻头，将井管一次下入井孔内，然后在过滤器与井孔之间填砾石，并用黏土封闭。当井孔地层不稳定时，则随钻进同时下套管，以防井孔坍塌。当钻到设计深度后，将井管一次下入套管内，并填砾，最后拔出套管，并封闭。此为套管护壁钻进法。不分段钻进的管井构造，如图1.5.2所示。

（3）过滤器。过滤器安装于含水层中，用以集水和保持填砾与含水层的稳定。过滤器是管井最重要的组成部分。它的构造、材质、施工安装质量对管井的单位出水量、含砂量和工作年限有很大影响，所以过滤器构造形式和材质的选择很重要。对过滤器的基本要求是：应有足够的强度和抗蚀性；具有良好的透水性且能保持人工填砾和含水层的渗透稳定性。

过滤器的类型很多，现仅就几种常用过滤器介绍如下。

图1.5.5　分段钻进时井壁管的构造

1）钢筋骨架过滤器（图1.5.6）。钢筋骨架过滤器每节长3～4m，由位于两端的短管1、直径为16mm的竖向钢筋3（间距30～40mm）和支撑环2（间距为250～300mm）焊接而成。此种过滤器一般仅用于不稳定的裂隙岩、砂岩或砾岩含水层。主要是作为其他形式过滤器的骨架，如缠丝过滤器、包网过滤器的骨架。钢筋骨架过滤器用料省，易加工，孔隙率大，但其抗压强度、抗腐蚀能力较低，不宜用于深度大于200m的管井和侵蚀性较强的含水层。

2）圆孔、条孔过滤器。圆孔、条孔过滤器可由金属或非金属管材加工制成，如钢、铸铁、钢筋混凝土及塑料等过滤器。它可用于砾石、卵石、砂岩、砾岩和裂隙含水层，而较多地用作其他过滤器的支撑骨架。

图1.5.6　钢筋骨架过滤器

1—短管；2—支撑环；3—钢筋；4—加固环

图1.5.7　过滤器周围的天然反滤层

过滤器孔眼的直径或宽度d与其接触的含水层粒径有关。适宜的孔眼尺寸能使洗井时含水层内细小的颗粒通过孔眼被冲走，而留在过滤器周围的粗颗粒形成透水性良好的天然反滤层，如图1.5.7所示。提高过滤器透水性、改善管井的工作性能（如扩大实际进水面积、减小水头损失），提高管井单位出水量、延长使用年限都有很大作用。表1.5.2为不填砾石的过滤器孔眼或宽度的数据。圆孔或条孔的间距由所采用管材的允许孔隙率确定。各种管材允许孔隙率为：钢管30%～35%、铸铁管18%～25%、钢筋混凝土管10%～15%、塑料管10%。

表1.5.2　过滤器的进水孔直径或宽度

注 1.d60、d50、d10是指颗粒中按重量计算有60%、50%、10%粒径小于这一粒径。
2.较细砂层取小值，较粗砂层取大值。

非金属过滤器中如塑料过滤器具有抗蚀性强、重量轻、加工方便等优点。以直径200mm硬质聚丙烯、聚乙烯过滤器为例，其重量仅为同口径钢质过滤器的15%，且可以一次铸压成型。

3）缠丝过滤器（图1.5.8）。缠丝过滤器是以圆孔、条孔过滤器或以钢筋骨架过滤器为支撑骨架并在外面缠丝构成。缠丝过滤器适用于粗砂、砾石和卵石含水层。缠丝一般采用直径2～3mm的镀锌铁丝，其间距可根据含水层颗粒组成，参照表1.5.2确定，

在腐蚀性较强的地下水中宜用不锈钢等抗蚀性较好的金属丝。生产实践中还曾试用尼龙丝、增强塑料丝等强度较高、抗蚀性强的非金属丝代替金属丝。

图1.5.8　缠丝过滤器

1—钢筋；2—支撑环；3—缠丝；4—连接管；5—钢管；6—垫盘

4）包网过滤器（图1.5.9）。包网过滤器由支撑骨架和滤网构成。滤网一般由直径为0.2～1.0mm的铜丝编成，网眼大小也可根据含水层颗粒组成，参照表1.5.2确定。过滤器的微小铜丝网眼，很容易被电化学腐蚀所堵塞，因此，也有用不锈钢丝网或尼龙网代替黄铜丝网。

包网过滤器与缠丝过滤器相同，适用于粗砂、砾石、卵石等含水层，但由于包网过滤器阻力大，易被细砂堵塞，易腐蚀，因而已逐渐为缠丝过滤器取代。

5）填砾过滤器。以上述各种过滤器为骨架，围填以与含水层颗粒组成有一定级配关系的砾石层，统称为填砾过滤器。工程中应用较广泛的是在缠丝过滤器外围填砾石组成的缠丝填砾过滤器。

这种人工围填的砾石层又称人工反滤层。由于在过滤器周围的天然反滤层，是由含水层中的骨架颗粒的迁移而形成的，所以不是所有含水层都能形成效果良好的天然反滤层。因此，工程上常用人工反滤层（图1.5.10）取代天然反滤层。

图1.5.9　包网过滤器

1—钢管；2—垫筋；3—滤网；4—缠丝；5—连接管

图1.5.10　过滤器周围的人工滤层（填砾）

填砾过滤器适用于各类砂质含水层和砾石、卵石含水层，过滤器的进水孔尺寸，等于过滤器壁上所填砾石的平均粒径。

填砾粒径和含水层粒径之比应为

式中 D50——填砾中粒径小于D50值的砂、砾石占总重量的50%；

d50——含水层中粒径小于d50的砂、砾石占重量的50%。

填砾粒径和含水层粒径之比如能在式（1.5.1）的范围内时，填砾层通常能截留住含水层中的骨架颗粒，使含水层保持稳定，而细小的非骨架颗粒则随水流排走，故具有较好的渗水能力。

从室内试验观察，在式（1.5.1）级配比范围内，填砾厚度为填砾粒径3～4倍时，即能保持含水层的稳定。考虑到井孔的圆度、井孔的倾斜度及过滤器与井孔中心有偏差等因素，工程上规定了较大的厚度。在砾石、卵石、粗砂含水层中的填砾厚度，应根据含水层特征、填砾层数和施工条件等确定，一般可采用75～150mm。当施工条件许可时，加大填砾层厚度对改善管井工作条件十分有利。因增加填砾层厚度，实际上扩大含水层与填砾层接触面（即进水断面），降低进水流速，改善含水层渗透稳定性，同时也降低进水水头损失，有利于提高井的单位出水量。

填砾层在管井运行后可能出现下沉现象，为此，填砾层应超过过滤器顶8～10m，如图1.5.11所示。

过滤器缠丝间距须小于砾石粒径。

应该提及，填砾过滤器中滤管的缠丝或包网，在地下水中都不同程度地存在化学腐蚀或沉积，其结果使管井出现严重漏砂或堵塞，最终导致管井报废。为此，多年来人们在改进过滤器材质、过滤器构造及反滤层结构方面进行了研究，包括取消易腐蚀、易积垢的缠丝或包网，直接以穿孔管（圆孔或条孔）代替，用多层（均匀颗粒）填砾或单层（混合）填砾作人工反滤层等，取得了良好的效果。

6）砾石水泥过滤器。砾石水泥过滤器是由水泥浆胶结砾石制成，又称无砂混凝土过滤器。被水泥胶结的砾石，其孔隙仅一部分被水泥填充，故有一定透水性。砾石水泥过滤器的孔隙率与砾石的粒径、水灰比、灰石比有关，一般可达20%。

砾石水泥过滤器取材容易、制作方便、价格低廉。但此种过滤器强度较低、重量大，在细粉砂或含铁量高的含水层中易堵塞，使用时应予注意。如在这种过滤器周围填入一定规格的砾石，能取得良好效果。

图1.5.11　填砾过滤器的管井构造（单位：m）

1—含水层；2—黏土封闭；3—规格填砾；4—非规格填砾；5—井管找中器

（4）沉淀管。沉淀管接在过滤器的下面，用以沉淀进入井内的细小砂粒和自地下水中析出的沉淀物，其长度根据井深和含水层出砂可能性而定，一般为2～10m。井深小于20m，沉淀管长度取2m；井深大于90m取10m。如果采用空气扬水装置，当管井深度不够时，也常用加长沉淀管来提高空气扬水装置的效率。

前面曾提及，由于地层构造不同，实际还有许多其他形式的管井。如在稳定的裂隙和岩溶基岩地层中取水时，一般可以不设过滤器，仅在上部覆盖层和基岩风化带设护口井壁管，如图1.5.12（a）所示。这种管井，水流阻力小，使用期限长，建造费用低。但在强烈的地震区建井，仍需要有坚固的井壁管和过滤器。此外，在有坚硬覆盖层的砂质承压含水层中，也可采用无过滤器管井，如图1.5.12（b）所示。这种管井出水量的大小，直接影响含水层顶板的稳定性。因出水量大，则由此形成的进水漏斗也大，从而降低顶板的稳定性。对此，可在进水漏斗内回填一定粒径的砾石，防止漏斗的进一步扩大以提高顶板的稳定性。

2.管井施工

管井施工建造一般包括钻凿井孔、井管安装、填砾石、管外封闭、洗井等过程，最后进行抽水试验。现分述如下。

图1.5.12　无过滤器管井

（1）钻凿井孔。钻凿井孔的方法主要有冲击钻进和回转钻进。这两种方法用于钻凿20m以上的管井、给水工程中广泛采用。对于20m以下的浅管井，还可用挖掘法、击入法和水冲法等。

1）冲击钻进。冲击钻进主要依靠钻头对地层的冲击作用钻凿井孔。此法为我国劳动人民所创。数千年前人们就利用竹弓弹力、硬木桩和铁帽钻头开凿井孔。早在汉代我国的冲击钻进技术已有很高水平。当时四川的天然气井和盐井，就是用冲击法开凿的，井深可达120m。当然，钻进速度很慢，往往需数年甚至数十年才完成一眼井。

现代冲击钻进是用冲击式钻机来完成。常用的钻机型号较多，性能各异，如CZ 20型钻机，其最大开孔直径为700mm，最大凿井深度为150m，而CZ 30型钻机，最大开孔直径为1200mm，最大凿井深度可达300m。因此，凿井施工前必须根据地层情况、管井孔径、深度以及施工地点的运输和动力条件选好钻机型号。

冲击钻进法钻进效率低，速度慢，但此法所用机具设备简单、轻便，故仍不失为水井施工的方法之一。有关冲击钻进法所需机具及施工方法这里不做详细介绍。

2）回转钻进。回转钻进主要依靠钻头旋转对地层的切削、挤压、研磨破碎作用、钻凿井孔。根据泥浆流动的方向或钻头形式，又可分为一般回转（正循环）钻进，反循环回转钻进和岩芯回转钻进。分述如下：

a.一般回转（正循环）钻进。一般回转钻进的机具装置，如图1.5.13所示。伸进井孔1的为空腹的钻杆。钻杆下端连接钻头2，上端连接提引水龙头3。钻杆的上部分为一节长度约7m的空腹方形钻杆4，此杆穿过钻机的方孔转盘5。当方孔转盘旋转时，即能带动方形钻杆、钻头一起旋转。钻杆的下部分为空腹的圆形钻杆6。随着钻井加深，可用接箍7接长圆形钻杆。提引水龙头3用滑轮8悬吊丁钻井架，并通过钢丝绳9接钻机的绞车，以便钻杆上下升降。提引水龙头有轴承装置，能保证钻杆随转盘自由转动。与提引水龙头连接的还有胶管10、泥浆泵12。常用的旋转钻头是鱼尾钻头。

回转钻进过程是：钻机的动力机通过传动装置使方孔转盘旋转。旋转的转盘带动钻杆旋转，从而使钻头切削地层。当钻进一定深度后（一节方形钻杆的长度），即提起钻杆并接长一段圆形钻杆，然后继续钻进。如此重复上述过程，直至设计井深。在钻进的同时，为清除孔内岩屑、保持井孔稳定以及冷却钻头，在泥浆池内调制一定浓度的泥浆，由泥浆泵吸取，通过胶管，经提引水龙头，沿钻杆腹腔向下从钻头喷射至工作面上。泥浆与岩屑混合在一起沿井孔与钻杆环状空间上升至地面流入泥浆池。泥浆在池内沉淀除去岩屑后，又被泥浆泵送至井下。这种泥浆循环方式的钻进，称正循环回转钻进，因岩屑能随钻进连续消除，故其效率和进尺速度较冲击钻进高。回转钻进法对松散岩层和基岩均适用。

图1.5.13　一般回转钻进的机具装置示意

1—井孔；2—钻头；3—提引水龙头；4—方形钻杆；5—方孔转盘；6—圆形钻杆；7—接箍；8—滑轮；9—钢丝绳；10—胶管；11—泥浆池；12—泥浆泵

b.反循环回转钻进。在正循环回转钻进中，往往由于井壁裂缝和坍塌，发生循环泥浆漏失或井壁与钻杆环状空间扩大，使泥浆上升流速降低，影响岩屑排出，降低进尺速度。反循环回转钻进是克服上述问题的一种方法。

反循环回转钻进原理如图1.5.14所示。泥浆泵5的吸水胶管与提引水龙头4相接，泥浆循环方向与正循环相反，工作面上的岩屑与泥浆由钻头3吸入，在钻杆2腹腔内上升，回流入泥浆沉淀池6内。在泥浆池内经沉淀去除岩屑后的泥浆，沿井壁与钻杆的环状空间下流至井底。这样，挟带岩屑的泥浆沿钻杆内上升流速不变，能保证岩屑的清除，进尺速度较正循环快，但反循环泥浆回流仅依靠吸泥泵的真空作用，因此钻进深度有限，一般只达100m左右。

c.岩芯回转钻进。岩芯回转钻进设备与工作情况和一般回转钻进基本相同，只是所用的是岩芯钻头。岩芯钻头只将沿井壁的岩石粉碎，保留中间部分，因此效率较高，并能将岩芯取到地面供考察地层构造用。岩芯回转法适用于钻凿坚硬的岩层。

近数十年来，由于石油、采矿事业的发展，促进了钻井技术的迅速发展。一些新型高效能的钻井设备，如多用钻机、全液压操纵钻机、柔杆钻机、高频冲击钻机、动力头钻机等都已成功地应用于石油、采矿等领域，其中某些新设备已开始应用于水井钻凿。可以预料，水井的钻凿技术今后将有更大发展。

凿井方法的选择对降低管井造价、加快凿井进度、保证管井质量都有很大的影响，因此在实际工作中，应结合具体情况，选择适宜的凿井方法。

（2）井管安装、填砾、管外封闭。当钻进到预定深度后，即可进行井管安装。在安装井管以前，应根据从钻凿井孔时取得之地层资料，对管井构造设计进行核对、修正，如过滤器的长度和位置等。井管安装应在井孔凿成后及时进行，尤其是非套管施工的井孔，以防井孔坍塌。井管安装必须保证质量，如井管偏斜和弯曲都将影响填砾质量和抽水设备的安装及正常运行。

井管安装除了一般的吊装下管方法以外，还有适用于长度大、重量大的井管安装的浮板下管法和适用于不能承受拉力的非金属井管安装的托盘下管法。浮板下管法（图1.5.15）是利用在井管中设置的密闭隔板（浮板），使在井管下沉时产生浮力，从而减轻吊装设备的负荷和井管自重产生的拉力。浮板在井管安装完成后用钻杆凿通即可。托盘下管法（图1.5.16）是利用混凝土或坚韧木材制成的托盘4来托持全部的井管1，借助起重钢丝绳2放入井孔内。当托盘放至井底后，提升中心钢丝绳5，抽出销钉3，即可收回起重钢丝绳，托盘则留在井底，下管工作即告完成。

填砾和管外封闭是紧接下管后的一道工序。填砾规格、填砾方法，不良含水层的封闭和井口封闭等质量的优劣，都可能影响管井的水量和水质。

图1.5.14　反循环回转钻进原理

1—转盘；2—钻杆；3—钻头；4—提引水龙头；5—泥浆泵；6—泥浆沉淀池

图1.5.15　浮板下管法

图1.5.16　托盘下管法

1—井管；2—起重钢丝绳；3—销钉；4—托盘；5—中心钢丝绳

填砾首先要保证砾石的质量，应以坚实、圆滑砾石为主，并应按设计要求的粒径进行筛选和冲洗，去除杂质和不合格的部分。

填砾时，要随时测量砾面高度，以了解填入的砾料是否有堵塞现象。为避免砾石堵塞及颗粒大小分层，填砾应均匀、连续地进行。

井管外封闭一般用黏土球，球径为25mm左右，用优质黏土制成，其湿度要适宜，要求下沉时黏土球不化解。当填至井口时应进行夯实。

（3）洗井和抽水试验。在凿井过程中，泥浆和岩屑不仅滞留在井周围的含水层中，而且还在井壁上形成一层泥浆壁。洗井就是要消除井孔及周围含水层中的泥浆和井壁上的泥浆壁，同时还要冲洗出含水层中部分细小颗粒，使井周围含水层形成天然反滤层。因此，洗井是影响水井出水能力的重要工序。

洗井工作要在上述工序完成之后立即进行，以防泥浆壁硬化，给洗井带来困难。

洗井之前应用抽筒清除井筒内泥浆。

洗井方法有活塞洗井，压缩空气洗井、联合洗井等多种方法。

活塞洗井法是用安装在钻杆上带有活门的活塞，在井壁管内上下拉动，使过滤器周围形成反复冲洗的水流，以破坏泥浆壁、清除含水层中残留泥浆和细小颗粒。活塞洗井效果好，洗井较彻底。对于非金属井管，因其机械强度较差，要防止在提拉活塞时损坏井管。如采用较轻软的活塞，减慢提拉速度，可防止井管损坏。

压缩空气洗井有多种方法，其中以喷嘴反冲洗井法设备较简单，效率较高，采用较广。喷嘴反冲洗井装置为：一很空气管伸入井管中，空气管上端与空气压缩机相接，井悬吊于井架，能升降；空气管下端焊有3～4支短管，其上有苦干小喷气孔。如此，压缩空气将以很高的速度经各喷气孔向井壁呈涡旋形喷射。借水气混合冲力能有效地破坏泥浆壁，井夹带泥浆、砂粒到井口外面。冲洗时自上而下或自下而上分段冲洗。对于细粉砂地层一般不宜采用此法。

联合洗井是压缩空气与活塞联合运用或泥浆泵与活塞联合运用，都能达到较好的洗井效果。

洗井方法很多，应根据施工状况、地层情况及设备条件，加以选用。

当洗井达到破坏泥浆壁、出水变清、井水含砂在1/5万～1/2万以下时（1/5万以下适用于粗砂地层，1/2万以下适用于中、细砂地层），就可以结束洗井工作。

抽水试验是管井建造的最后阶段，目的在于测定井的出水量，了解出水量与水位降落值的关系，为选择、安装抽水设备提供依据，同时采取水样进行分析，以评价井的水质。

抽水试验前应测出静水位，抽水时应测定与出水量相应的动水位。抽水试验的最大出水量一般应达到或超过设计出水量，如受设备条件限制，也不应小于设计出水量的75%。抽水试验时，水位下降次数一般为3次，至少为2次。每次都应保持一定的水位降落值与出水量稳定延续时间。

抽水试验过程中，除认真观测和记录有关数据以外，还应在现场及时进行资料整理工作，例如绘制出水量与水位降落值的关系曲线、水位、出水量与时间关系曲线以及水位恢复曲线等，以便发现问题，及时处理。

3.管井的管理

（1）管井的验收。管井竣工后，应由使用、施工或设计单位根据设计图纸及验收规范共同验收，检验井深、井径、水位、水量、水质和有关施工文件。作为饮用水水源的管井，应经当地的卫生防疫部门对水质检验合格后，方可投产使用。

管井验收时，施工单位应提交下列资料：(www.xing528.com)

1）管井施工说明书。该说明书系综合性施工技术文件，如管井的地质柱状图，其中包括岩层名称、厚度、埋藏深度、井的结构，过滤器和填砾规格、井位的坐标及井口绝对标高，抽水试验记录表，水的化学及细菌分析资料，过滤器安装、填砾、封闭时的记录资料等。

2）管井使用说明书。该文件包括该井最大开采量和选用的抽水设备类型和规格；水井使用中可能发生的问题及使用维修方面的建议；为防止水质恶化和管井损坏所提出的关于维护方面的建议。

3）钻进中的岩样。钻进中的岩样分别装在木盒中，并附岩石名称，取样深度和详细的描述。

上述资料是水井管理的重要依据，使用单位必须将此作为管井的技术档案妥为保存，以便分析、研究管井运行中存在的问题。如更换管理人员，应进行详细交接工作，使新的管理人员了解井的使用历史和存在的问题。

（2）管井的使用。管井使用的合理与否，将影响其使用年限。生产实践表明，很多管井由于使用不当，出现出水量衰减、涌砂、甚至导致早期报废。管井使用应注意下列问题：

1）抽水设备的出水量应小于管井的出水能力，并使管井过滤器表面进水流速小于允许进水流速，否则，有可能产生出水含砂量增加，破坏含水层渗透稳定性。

2）建立管井使用卡制度。每口管井都应有使用卡，使值班或巡视人员逐日按时记录井的出水量、水位、出水压力和电机电流、电压、温度，据以检查、研究出现异常现象的问题，以便及时处理。为此，管井应安装水表及观测水位的装置。

3）严格执行必要的管井、机泵的操作规程和维修制度。如深井泵运行应遵守预润手续；及时加注机、泵润滑油等。机泵必须定期检修，水井也要及时清理沉淀物，必要时还要进行洗井，以恢复其出水能力。

4）对于季节性供水的管井，在停运期间，应定期抽水，以防长期停用使电机受潮和加速井管腐蚀与沉积。对于地下式井室的管井和高矿化度地下水的地区，更应注意这一情况。

（3）管井出水量减少的原因和恢复或增加出水量的措施。

1）管井出水量减少的原因及恢复出水量的措施。管井在使用过程中，往往会有出水量减少现象，其原因很多，问题也较复杂。通常，有管井本身和水源两方面的原因。

属于管井的原因，除抽水设备故障外，一般多为过滤器或其周围填砾、含水层填塞造成的，主要有以下4种情况：

a.过滤器进水孔尺寸选择不当、缠丝或滤网腐蚀破裂、井管接头不严或错位、井壁断裂等原因，使砂粒、砾石大量涌入井内，造成堵塞。

b.过滤器表面及周围填砾、含水层被细小泥沙堵塞。

c.过滤器及周围填砾、含水层被腐蚀胶结物和地下水中析出的盐类沉淀物填塞。

d.因细菌繁殖造成堵塞。

在采取具体消除故障措施之前，应掌握有关管井构造、施工、运行资料和抽水试验、水质分析资料等，对造成堵塞的原因进行分析、判断，然后根据不同情况采取不同措施。近年，生产实践中采用井下彩色摄影、摄像等直接观测方法，为确切了解管井内部状况提供可靠根据。

属于第一种情况的堵塞，应更换过滤器、或修补封闭漏砂部位。弹力套筒补井是一种较好补井方法。此法是将2mm厚钢板卷成长度3～5m（视补井需要）的开口套筒，如图1.5.17（a）所示，然后将套筒卷紧，如图1.5.17（b）所示，安置在特制的紧固器上，送入井下预定位置，最后松开紧固器，套简则借自身弹力张开[图1.5.17（c）]，紧紧贴在井管上，达到封闭目的。

属于第二种情况的堵塞可用下列方法：

a.用安装在钻杆上的钢丝刷，在过滤器内上下拉动，清除过滤器表面上的泥沙。

b.活塞洗井。

c.压缩空气洗井。

第三钟情况系化学性的堵塞。地下水含有盐类，是天然的电解质，浸在其中的金属过滤器必然产生程度不同的电化学腐蚀。不仅电位不同的金属，如镀锌铁丝与钢管、或铜网与钢管、铸铁管均易于产生电化学腐蚀，而且钢管、铸铁管由于本身材质不纯，也会产生电化学腐蚀。尤其是，当地下水含有溶解氧时（如水井抽水，水位升降与空气接触曝气），更会加速电化学腐蚀。腐蚀产物，逐渐在管壁上结垢，使过滤器堵塞。此外，地下水溶解有钙、镁等盐类，由于井孔抽水，地下水压力降低，使溶于水中的气体（二氧化碳、硫化氢等）析出，破坏了地下水的化学平衡，使水中盐类沉积于过滤器及其周围的含水层，形成不透水的胶结层。上述化学性堵塞，除在设计管井时考虑相应的措施外，在维护中可用酸洗法来清除。常用浓度为18%～35%的工业盐酸清洗。为防止酸液侵蚀过滤器及注酸设备，应加入缓蚀剂（甲醛的水溶液）。注酸可采用图1.5.18所示的简易装置。洗毕，应立即抽水，防止酸洗剂的扩散，以保证出水水质。

图1.5.17　弹性套筒横断面

应该注意，注酸洗井必须严格按操作规程进行，以保证安全。

属于第四种情况，因细菌繁殖而堵塞的管井，可用氯化法或酸洗法使其缓解。

属于水源方面引起管井出水量减少的原因有：

a.地下水位区域性下降，使管井出水量减少。区域水位下降一般发生在长期超量开采的地区，对于此情况除在设计时应充分估计到地下水位可能降低的幅度而采取相应措施外，还应调整现有抽水设备的安装高度，必要时需改建取水井，使之适应新的水文地质情况。

b.含水层中地下水的流失。地下水流失可能是地震、矿坑开采或其他自然与人类活动的结果，使地下水流入其他透水层、矿坑或其他地点。

2）增加管井出水量的措施。

a.真空井法。此法系将井管的全部或部分密闭，井孔抽水时，使管井处于负压下进水（实质上是增加水位降落值），以达到增加出水量的目的。由于抽水设备不同，真空井有多种形式。图1.5.19所示为适用于卧式泵的真空井。图1.5.20所示为深井潜水泵真空井的一种型式。

图1.5.18　简易注酸装置

1—储酸器；2—胶皮管；3—注酸管；4—胶皮活塞

图1.5.19　对口抽真空井

1—井管；2—密闭法兰；3—阀门；4—手压泵；5—卧式离心泵

图1.5.20　深井潜水泵真空井

1—密闭法兰；2—起吊用的吊环；3—分隔装置；4—潜水泵；5—电动机

b.爆破法。在坚硬裂隙岩溶含水层中取水时，常因孔隙、裂隙、溶洞发育不均匀，影响地下水的流动，从而影响水井的出水量。往往同一含水层各井的出水量可能因此相差很大。在这种情况下，采用井中爆破法处理，以增强含水层的透水性。

这种方法通常是将炸药和雷管封置在专用的爆破器内，用钢丝绳悬吊在井中预定位置，用电起爆。当含水层很厚时，可以自下而上分段进行爆破。爆破的岩石、碎片用抽筒或压缩空气清理出井外。

应该指出，爆破法不是对所有含水层都有效。在松软岩层中爆破时，在局部高温高压作用下，含水层可能变得更为致密或裂隙被黏土碎屑所填充，减弱了透水性，得到相反的效果。在坚硬岩层中，爆破能形成一定范围的破碎圈和振动圈，容易造成新的裂隙密集带，沟通其他断裂或者岩溶富水带，效果显著。因此，在爆破前，必须进行含水层岩性、厚度和裂隙溶洞发育程度等情况分析，拟定爆破计划。

c.酸处理法。对于石灰岩地区的管井可采用注酸的方法，以增大或串通石灰岩裂隙或溶洞，增加出水量。图1.5.21为基岩井孔注酸装置示意图。注酸管用封闭塞在含水层上端加以封闭，注酸后以980kPa以上的压力水注入井内，使酸液渗入岩层裂隙中。注水时间约2～3h左右，酸处理后，应及时排除反应物，以免沉淀在井孔内及周围的含水层中。

1.5.2.3　大口井、辐射井、复合井和渗渠

1.大口井

（1）大口井的形式与构造。大口井与管井一样，也是一种垂直建造的取水井，由于井径较大，故名大口井（图1.5.22）。大口井是广泛用于开采浅层地下水的取水构筑物。大口井直径一般为5～8m，最大不宜超过10m。井深一般在15m以内。农村或小型给水系统也有采用直径小于5m的大口井，城市或大型给水系统也有采用直径8m以上的大口井。由于施工条件限制，我国大口井多用于开采埋深小于12m，厚度在5～20m的含水层。大口井也有完整式和非完整式之分，如图1.5.22所示。完整式大口井贯穿整个含水层，仅以井壁进水，可用于颗粒粗、厚度薄（5～8m）埋深浅的含水层。由于井壁进水孔易于堵塞，影响进水效果，故采用较少。非完整式大口井未贯穿整个含水层，井壁、井底均可进水，由于其进水范围大，集水效果好，含水层厚度大于10m时，应做成非完整式。

图1.5.21　基岩井孔注酸方法示意

1—注酸管；2—夹板；3—井壁管；4—封闭塞；5—裂隙基岩

图1.5.22　大口井

大口井具有构造简单，取材容易，使用年限长，容积大能兼起调节水量作用等优点，在中小城镇、铁路、农村供水采用较多。但大口井深度浅，对水位变化适应性差，采用时，必须注意地下水位变化的趋势。

大口井的一般构造如图1.5.23所示。它主要由井筒、井口及进水部分组成。现分述如下：

1）井筒。井筒通常用钢筋混凝土或砖、石等做成，用以加固井壁及隔离不良水质的含水层。

用沉井法施工的大口井，在井筒最下端应设钢筋混凝土刃脚（图1.5.24），在井筒下沉过程中用以切削土层，便于下沉。为减小摩擦力和防止井筒下沉中受障碍物的破坏，刃脚外缘应凸出井筒5～10cm。井筒如采用砖、石结构，也需用钢筋混凝土刃脚。刃脚高度不小于1.2m。

图1.5.23　大口井的构造（单位：m）

1—井筒；2—吸水管；3—井壁透水孔；4—井底反滤层；5—刃脚；6—通风管；7—排水坡；8—黏土层

图1.5.24　大口井的外形

大口井外形通常为圆筒形，如图1.5.24所示。圆筒形井筒易于保证垂直下沉；受力条件好，节省材料；对周围地层扰动很少，利于进水。但圆筒形井筒紧贴土层，下沉摩擦力较大。深度较大的大口井常采用阶梯圆形井筒。此种井筒系变断面结构，结构合理，具有圆形井筒的优点，下沉时可减小摩擦力。

2）井口。井口为大口井露出地表的部分。为避免地表污水从井口或沿井壁侵入，污染地下水，井口应高出地表0.5m以上，并在井口周边修建宽度为1.5m的排水坡。如覆盖层系透水层，排水坡下面还应填以厚度不小于1.5m的夯实黏土层。在井口以上部分，有的与泵站合建在一起，如图1.5.25所示，其工艺布置要求与一般泵站相同；有的与泵站分建，只设井盖。井盖上部设有人孔和通风管，如图1.5.23所示。在低洼地区及河滩上的大口井，为防止洪水冲刷和淹没人孔，应用密封盖板。通风管应高于设计洪水位。

3）进水部分。进水部分包括井壁进水孔（或透水井壁）和井底反滤层。

a.井壁进水孔。常用的进水孔有水平孔和斜形孔两种，如图1.5.26所示。

水平孔施工较容易，采用较多。壁孔一般为100～200mm直径的圆孔或100mm×150mm～200mm×250mm矩形孔，交错排列于井壁，其孔隙率在15%左右。为保持含水层的渗透性，孔内装填一定级配的滤料层，孔的两侧设置不锈钢丝网，以防滤料漏失。水平孔不易按级配分层加填滤料，为此也可应用预先装好滤料的铁丝笼填入进水孔。

图1.5.25　与泵站合建的大口井（单位：mm）

图1.5.26　大口井井壁进水孔形式

斜形孔多为圆形，孔倾斜度不超过45°，孔径10～200mm，孔外侧设有格网。斜形孔滤料稳定，易于装填、更换，是一种较好的进水孔型式。进水孔中滤料可分两层填充，每层为半井壁厚度。

与含水层相邻一层的滤料粒径，可按下式确定：

式中 D——与含水层相邻一层滤料的粒径；

di——含水层颗粒的计算粒径。细、粉砂，di=d40；中砂，di=d30；粗砂，di=d20。d40、d30、d20分别表示含水层颗粒中粒径小于d40、d30、d20占总重量的40%、30%、20%。

两相邻滤料层粒径比一般为2～40。

当含水层为砂砾或卵石时，亦可用孔径为25～500mm不装滤料的圆形或锥形孔（里大外小）。

b.透水井壁。透水井壁由无砂混凝土制成。透水井壁有多种形式，例如，有以50cm×50cm×20cm无砂混凝土砌块构成的井壁；也有以无砂混凝土整体浇制的井壁。如井壁高度较大，可在中间适当部位设置钢筋混凝土圈梁，以加强井壁强度，一般每1～2m设一道。梁高通常为0.1～0.2m。

无砂混凝土大口井制作方便，结构简单，造价低，但在细粉砂地层和含铁地下水中易堵塞。

c.井底反滤层。除大颗粒岩层及裂隙含水层外，在一般含水层中都应铺设反滤层。反滤层一般为3～4层，成锅底状，滤料自下而上逐渐变粗，每层厚度为200～300mm，如图1.5.27所示。含水层为细、粉砂时，层数和厚度应适当增加。由于刃脚处渗透压力较大，易涌砂，靠刃脚处滤层厚度应加厚20%～30%。

井底反滤层滤料级配与井壁进水孔相同。

大口井井壁进水孔易于堵塞，多数大口井主要依靠井底进水，故大口井能否达到应有的出水量，井底反滤层质量是重要因素，如反滤层铺设厚度不均匀或滤料不合规格都有可能导致堵塞和翻砂，使出水量下降。

（2）大口井的施工。大口井的施工方法有大开槽法和沉井法，分别介绍如下：

1）大开挖施工法。在开挖的基槽中，进行井筒砌筑或浇筑以及铺设反滤层等工作。大开挖施工的优点是：可以直接采用当地材料（石、砖），便于井底反滤层施工，且可在井壁外围填反滤层，改善进水条件。但此法施工土方量大，施工排水费用高。一般情况，此法只适用于建造口径小（D＜4m），深度浅（H＜9m）或地质条件不宜于采用沉井法施工的大口井。

2）沉井施工法。在井位处先开挖基坑，然后在基坑上浇筑带有刃脚的井筒。待井筒达到一定强度后，即可在井筒内挖土。这时井筒靠自重切土下沉。随着井内继续挖土，井筒不断下沉，直至设计标高。如果下沉至一定深度时，由于摩擦力增加而下沉困难时，可外加荷载，克服摩擦力，使井下沉。

井筒下沉时有排水与不排水两种方式。

排水下沉即在下沉过程中进行施工排水，使井筒内在施工过程中保持干涸的空间，便于井内施工操作。优点是施工方法简单，方便；可直接观察地层变化；便于发现问题及时排除障碍，易于保持垂直下沉；能保证反滤层铺设质量。但排水费用较高。在细粉砂地层易于发生流砂现象，使一般排水方法难于奏效，必要时要采用设备较复杂的井点排水施工。

图1.5.27　井底反滤层（单位：mm）

不排水下沉即井筒下沉时不进行施工排水，利用机械（如抓斗、水力机械）进行水下取土。优点是能节省排水费用；施工安全；井内外不存在水位差，可避免流砂现象的发生。在透水性好、水量丰富或细粉砂地层，更应采用此法。但施工时不能及时发现井下的问题，排除故障比较困难。必要时，还需有潜水员配合，且反滤层质量不容易保证。

由上可知，沉井法施工有很多优点，如土方量少；排水费用低；扰动程度轻；对周围建筑物影响小。因此，在地质条件允许时，应尽量采用沉井施工法。

2.辐射井

（1）辐射井的形式。辐射井是由集水井与若干辐射状铺设的水平或倾斜的集水管（辐射管）组合而成。按集水井本身取水与否，辐射井分为两种形式：一是集水井底（即井底进水的大口井）与辐射管同时进水；二是井底封闭，仅由辐射管集水，如图1.5.28所示。前者适用于厚度较大的含水层（5～10m），但大口井与集水管的集水范围在高程上相近，互相干扰影响较大。后者适用于较薄的含水层（不大于5m）。由于集水井封底，对于辐射管施工和维修均较方便。

图1.5.28　单层辐射管的辐射井

按补给情况，辐射井可分类为：集取地下水的辐射井，如图1.5.29（a）所示；集取河流或其他地表水体渗透水的辐射井，如图1.5.29（b）、（c）所示；集取岸边地下水和河床地下水的辐射井，如图1.5.29（d）所示。

图1.5.29　按补给情况分类的辐射井

按辐射管铺设方式，可分单层辐射管的辐射井（图1.5.28）和多层辐射管的辐射井。

辐射井是一种适应性较强的取水构筑物。一般不能用大口井开采的、厚度较薄的含水层以及不能用渗渠开采的厚度薄、埋深大的含水层，可用辐射井开采。此外，辐射井对开发位于咸水上部的淡水透镜体，较其他取水构筑物更为适宜。

辐射井又是一种高效能地下水取水构筑物。辐射井进水面积大，其单井产水量居各类地下水取水构筑物之首。高产辐射井日产水量在10万m3以上。

辐射井还有以下优点：管理集中，占地省，便于卫生防护等。

应该指出，辐射管施工难度较高。辐射井产水量的大小，不仅取决于水文地质条件（如含水层透水性和补给条件）和其他自然条件，而且很大程度上决定于辐射管的施工质量和施工技术水平。

（2）辐射井的构造。以下就辐射井两个组成部分，即集水井和辐射管的构造介绍如下：

1）集水井。集水井的作用是汇集从辐射管来的水；安放抽水设备以及作为辐射管施工的场所；对于不封底的集水井还兼有取水井之作用。据上述要求，集水井直径不应小于3m。我国多数辐射井都采用不封底的集水井，用以扩大井的出水量。但不封底的集水井对辐射管施工及维护均不方便。

集水井通常都采用圆形钢筋混凝土井筒，沉井施工。

2）辐射管。辐射管的配置可分为单层或多层，每层根据补给情况采用4～8根。最下层距含水层底板应不小于1m，以利进水。最下层辐射管还应高于集水井井底1.5m，以便顶管施工。为减小互相干扰，各层应有一定间距。当辐射管直径为100～150mm时，层间间距采用1～3m。

辐射管的直径和长度，视水文地质条件和施工条件而定。辐射管直径一般为75～100mm。当地层补给条件好，透水性强，施工条件许可时，宜采用大管径。辐射管长度一般在30m以内。当设在无压含水层中时，迎地下水水流方向的辐射管宜长一些。

为利于集水和排砂，辐射管应有一定坡度向集水井倾斜。

图1.5.30　复合井

辐射管一般采用厚壁钢管（壁厚6～9mm），以便于直接顶管施工。当采用套管施工时，亦可采用薄壁钢管、铸铁管及其他非金属管。辐射管进水孔有条形孔和圆形孔两种，其孔径或缝宽应按含水层颗粒组成确定，参见表1.5.2。圆孔交错排列、条形孔沿管轴方向错开排列。孔隙率一般为15%～20%。为了防止地表水沿集水井外壁下渗，除在井口外围填黏土外，最好在靠近井壁2～3m的辐射管上不穿孔眼。

对于封底的辐射井，其辐射管在井内出口处应设闸阀，以便于施工、维修和控制水量。

3.复合井

复合井是大口井与管井的组合。它由非完整式大口井和井底以下设有一根至数根管井过滤器所组成（图1.5.30）。实际上，这是大口井和管井上下重合的分层或分段取水系统。它适用于地下水位较高，厚度较大的含水层。复合井比大口井更能充分利用厚度较大的含水层，增加井的出水量。在水文地质条件适合的地区，比较广泛地作为城镇水源、铁路沿线给水站及农业用井。在已建大口井中，如水文地质条件适当，也可在大口井中打入管井过滤器改造为复合井，以增加并水量和改良水质。据模型试验资料表明，当含水层厚度较厚3～6，m为含水层厚度，r0为大口井半径）或含水层透水性较差时，采用复合井，水量增加较为显著。

4.渗渠

渗渠即水平铺设在含水层中的集水管（渠）。渗渠可用于集取浅层地下水，如图1.5.31所示。也可铺设在河流、水库等地表水体之下或旁边，集取河床地下水或地表渗透水，如图1.5.32所示。由于集水管是水平铺设的，也称水平式地下水取水构筑物。渗渠的埋深一般在4～7m，很少超过10m。因此，渗渠通常只适用于开采深度小于2m，厚度小于6m的含水层。渗渠也有完整式和非完整式之分。

图1.5.31　渗渠（集取地下水）

1—集水管；2—集水井；3—泵站；4—检查井

渗渠通常由水平集水管、集水井、检查井和泵站所组成（图1.5.31）。

集水管一般为穿孔钢筋混凝土管；水量较小时，可用穿孔混凝土管、陶土管、铸铁管；也可用带缝隙的干砌块石或装配式钢筋混凝土暗渠。钢筋混凝土集水管管径应根据水力计算确定。一般在600～1000mm左右。管上进水孔有圆孔和条孔两种。圆孔孔径为20～30mm；条孔宽为20mm，长度60～100mm左右。孔眼内大外小，交错排列于管渠的上1/2～2/3部分。孔眼净距满足结构强度要求。但孔隙率一般不应超过15%。

集水管外需铺设人工反滤层。铺设在河滩下和河床下渗渠反滤层构造分别如图1.5.33所示。反滤层的层数、厚度和滤料粒径计算，和大口井井底反滤层相同。最内层填料粒径应比进水孔略大。各层厚度可取200～300mm。

图1.5.32　平行于河流布置的渗渠

图1.5.33　渗渠人工反滤层构造

渗渠的渗流允许速度可参照管井的渗流允许流速。

为便于检修、清通，集水管端部、转角、变径处以及每50～150m均应设检查井。洪水期能被淹没的检查井井盖应密封，用螺栓固定，防止洪水冲开井盖涌入泥沙，淤塞渗渠。