減壓井

減壓井作為一種排水減壓措施，因其減壓理論成熟、施工簡單、效果明顯等，在堤防工程中受到了廣泛應用。減壓井主要用於降低大壩、堤防、水工建築物等透水地基中的地下水壓。減壓井系統對於滲流控制、防止砂沸或管涌具有顯著的效果。在中國，自從20世紀50年代以來，它就被用作一種處理透水堤基滲流問題的滲控措施。然而，減壓井的淤堵是導致其排水能力降低的一個嚴重問題。

機械淤堵的成因和機理包括：

（1）井口渾水倒灌會造成減壓井井壁的淤堵，並可能經過濾網向濾層內擴展；

（2）減壓井施工過程中產生的泥漿會直接淤堵濾層，甚至在濾層與地層界面上形成泥皮，降低減壓井的減壓效果；

（3）反濾料級配或濾網設計不合理時，使從含水層中隨水流運動的細顆粒在反濾層及其附近過度集中，形成機械淤堵。

化學淤堵的成因和機理包括：

（1）地層中的針鐵礦、硫鐵礦等礦物是造成減壓井化學淤堵的物質來源；

（2）從地層向井內運動的水流是造成含鐵礦物的溶解（還原）和運移的水力學條件；

（3）井水表面及井壁與大氣的接觸為和等化學淤堵物質的形成提供了氧化條件；

（4）減壓井停止出水的間歇運行期，氧化作用形成的化學淤堵物質吸附沉積在井壁，甚至進入濾層，造成減壓井的淤堵，所以化學淤堵有溯源特性，即在井壁發生，並向井結構、乃至地層中擴展。

生物淤堵的成因和機理包括：

（1）在減壓井水位變動帶容易形成藻類，從而淤堵減壓井；

（2）減壓井井壁上形成的鐵細菌和硫細菌也會造成減壓井淤堵；

（3）生物活動通過黏附堵塞作用、吸附作用及垢化作用促進減壓井機械和化學淤堵。

（1）合理設計減壓井的濾層和濾網，做好井口保護，防止污水倒灌，鑽進施工中避免採用泥漿固壁，井結構材料均採用惰性材料，盡量保證井花管段在常年地下水位以下有足夠長度，將減壓井兼用作供水井以避免長時間間歇運行等，這些措施都能夠有效減少減壓井淤堵的發生；

（2）大降深洗井和活塞洗井，對已淤堵減壓井減壓效果具有一定的恢復作用；

（3）冰醋酸+絡合物和雙氧水洗井，在一定程度上可以消除減壓井的化學淤堵；

（4）定期殺菌處理可以減少生物活動對減壓井淤堵的影響；

（5）化學淤堵具有溯源性，生物淤堵、由灌淤引起的機械淤堵也是從井壁開始的，即使是顆粒源自含水層的機械淤堵，也可以通過合理設計使淤堵集中在可拆換過濾器中，所以可拆換過濾器的減壓井適用於大多數情況。其首次建設成本雖比常規減壓井增加約，但由於它可以通過拆換過濾器而恢復減壓井的功能，所以長期運行中的性能價格比常規減壓井高得多。試驗研究和實際運行已經證明它能有效阻礙淤堵向井外發展，並在自身被淤堵后可以通過更換而恢復減壓井的功能。

影響減壓井運行效果的因素有很多，其中較主要的有減壓井貫入深度、井管直徑、井間距、出水口高程以及濾層透水性等，現分述如下：

（1）減壓井貫人深度指的是減壓井井管深入到強透水層內的長度。它與強透水層厚度的比值稱為貫入度，是減壓井在設計時的一個重要指標。而貫入深度大小，決定了減壓井進水段進水條件，將直接影響減壓井效果。

（2）井管直徑、井間距、出水口高程分別指減壓井井管的直徑尺寸、同一列井中井與井的距離以及減壓井排水通道安設位置的高程。在減壓井運行過程中，這些因素都將一定程度上影響其出水效果。

（3）濾層透水性指的是包圍在減壓井井管周圍濾層的滲透係數大小。在設計時，濾層的滲透係數一般比較大，但隨著減壓井運行時間延長，濾層往往會發生淤堵，又或者是在施工時由於技術與操作的原因，造成泥漿等雜質混入濾層，引起濾層滲透係數下降。由於濾層是減壓井進水口之前的一道屏障，濾層滲透係數下降，透水性降低，對減壓井的排水性能會造成很大影響。

常用的壓縮空氣法、離心泵法、抽水洗井法等洗井方法形成的降深都較小，一般在3m以內，而且單純依靠抽水，不能有效促進淤堵物的流動甚至鬆動，所以很難徹底清除減壓井過濾系統內的細顆粒、Fe離子及膠結物等淤堵物質，最終降低了洗井功效。根據減壓井的淤堵機理以及目前洗井方法的不足，認為要想比較徹底的清除減壓井過濾系統的淤堵物，可以借鑒水力學方法，利用活塞式大降深抽注水洗井方法。

這種方法主要借鑒了水力學方法及物理上的活塞原理，採用大降深，並採用循環式的抽注水進行洗井。其優點在於：

（1）根據水力學原理，大降深形成的大坡降對於淤堵物的起動有明顯的作用。

（2）活塞式可以實現對淤堵物的正反兩個方向交替施力，利於淤堵物的鬆動，因為抽水可以抽出淤堵物，並實現正向的驅動淤堵物，而注水可以反向驅動淤堵物，使淤堵物向四周流散，抽注水循環進行有效促進了細顆粒、鐵鏽水及膠結物等淤堵物的鬆動乃至流動，增大了滲透性，利於淤堵物的有效清除。