浅析水源工程大口井设计要点

浅析水源工程大口井设计要点

闫飞

中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

摘要：本文以河口村大口井为例，进行系统的大口井结构设计计算，包括出水量计算、大口井下沉施工验算等。

关键字：大口井出水量下沉稳定

1大口井简介

大口井是一种收集浅层地下水的取水构筑物，在我国沿江河分布的城镇、农村水源工程中应用较广，井径2m～8m，井深5m～15m，单井出水量一般500～10000m3/d。一般要求大口井距河道近，含水层埋藏浅、透水性强，便于补给；由于经过含水层过滤，大口井出水浊度低，只需消毒净化即可为城镇、农村居民供水。

大口井按取水方式可分为完整井和非完整井，完整井井底坐落在相对不透水层，井底不能进水，只靠井壁进水；非完整井井底尚未到相对不透水层，井底和井壁均能够进水。按施工方法分为沉井和大开挖。按几何形状可分为圆形和截头圆锥形两种。圆筒形大口井制作简单，下沉时受力均匀，不易发生倾斜，即使倾斜后也易校正，圆锥截头圆锥形大口井具有下沉时摩擦力小、易于下沉、但下沉后受力情况复杂、容易倾斜、倾斜后不易校正的特点。

本文以河口村大口井为例，首先选址应选在距河道较近的河岸，布置尽量避开河流冲刷严重地段，顶高程还应考虑防洪安全。以下重点对大口井设计进行浅析，包括出水量计算和下沉计算。

2大口井出水量计算

2.1基本参数

（1）大口井尺寸

大口井内径3m，井高18m，其中地下水位以下约12m，采用钢筋混凝土结构。其中，大口井内径与深度应出水量要求，成反比关系。

（2）砂砾石渗透系数

地基土为砂砾石，厚度12m，渗透系数为30～60m/d。一般可按经验下限30m/d进行大口井出水量计算。

（3）水位降深

根据《机井技术规范》（SL256），机井水位降深应通过抽水试验在持续抽水期测得，本工程实测水位降深3m。

（4）影响半径

大口井影响半径随土的性质、含水层厚度和抽水持续时间等因素而变，计算根据《市政工程计算速查手册》中潜水库萨金公式计算确定。

r—井的半径，计算采用1.5m。

经计算，出水量为2301m3/d，符合当地经验取值。同时，应保证大口井内水泵工作时大口井计算出水量是水泵运行水量的1.5～2.0倍。

3大口井下沉稳定计算

3.1基本参数

根据《给排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137-2002），砂砾石单位摩阻力标准值为15～20kPa，井壁外侧采用阶梯形并采用灌砂助沉时，灌砂段单位摩阻力标准值可取7～10kPa。河口村大口井下沉计算单位摩阻力标准值取为8kPa。

3.2大口井下沉计算

（1）施工方案

大口井采用沉井法施工，大口井井壁为阶梯形，并用灌砂助沉。首先在场地开挖2m深基坑布设含刃脚的首节沉井，随后分节浇筑安装，分节下沉。下沉完毕后，用原状土回填基坑。

（2）下沉计算

根据《给排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137-2002），为保证沉井能在自重作用下克服井壁摩阻力而下沉，需计算下沉系数。

4结论

大口井在城镇、农村水源工程中应用广泛，本文以完工工程为实例，对河口村水源大口井设计成果进行了全面复核验算，认为原设计可行，大口井实际出水量大于水厂需水量，满足了村庄人饮供水要求，工程直径运行正常。

参考文献：

（1）SL256-2000《机井技术规范》[S]；

（2）CECS137-2002《给排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》[S]；

（3）《市政工程计算速查手册》[M]，武汉：华中科技大学出版社，2008.