滲井

水平方向的地下排水設備

滲井屬於水平方向的地下排水設備。當地下存有多層含水層,其中影響路基的上部含水層較薄,排水量不大,且平時滲溝難以布置,可採用立式(豎向)排水,設置滲井。滲井穿過不透水層,將路基範圍內的上層地下水,引入更深的含水層中,以降低上層地下水位或者全部排除。

在多層含水的地基上,如果影響路基的地下含水層較薄,且平式盲溝排水不易布置時,可考慮設置立式滲水井,向地下穿過不透水層,將上層含水引入下層滲水層,以利用地下水擴散排除。實際應用中,多應用於將邊溝排不出的水滲到地下透水層中而設置的充填碎、礫石等粗粒材料井鋪以倒濾層的豎井。

工作原理


滲井穿過不透水層,將路基範圍內的上層地下水,引入更深的含水層中,以降低上層地下水位或者全部排除。
滲溝滲井用於降低地下水位或攔截地下水。當地下水埋藏較深或有固定含水層時,宜採用滲井。
填充料含泥量應小於5%,按單一粒徑分層填築,不得將粗細材料混雜填塞。下層透水層範圍內宜填碎石或卵石,上層不透水範圍內宜填砂或礫石。井壁與填充料之間應設反濾層。
滲井頂部四周用黏土填築圍護,井頂應加蓋封閉。
滲井開挖應根據土質選用合理的支撐形式,並應隨挖隨支撐、及時回填。

應用


滲井施工不易,單位滲水面積造價高於滲溝,一般少用。近幾年,鋼波紋管作為新的滲井結構形式,施工簡便,應用漸廣。

分類及特點


滲井是立式孔洞,其露水面為立體分佈,深度越深,則滲水面越大,滲水量也越大,與自然滲水面的平面分佈相比,在相同的地面上,滲井的滲水量大於自然滲水量,且隨著滲井深度加深,滲水量成倍擴大。
古今滲井有兩大類,一類是人工井,由人力挖掘而成,由於人在井內作業的空間需要和安全需要,人工井均為大口徑淺井,佔地面積大、滲水面積小,古城鎮的滲井多為此類,不適合土地利用率高的現代城市採用;一類是機井,由鑽井機械挖掘而成,為小口徑深井,選擇不同的鑽井機械所挖機井的規格不盡相同,常用機井口徑在0.3m左右、深度在200m左右,佔地面積小而滲水面積大。採用機井建造滲井,能更有效地利用地下空間,地面略大於井口就可建井,可以因地制宜、見縫插針,還可以充分利用城市現有設施,而不需要大超模地改變。
總之,滲井是自然滲水原理的運用,打開了雨水入地之門,也打開了地下水資源寶庫之門,是對地下空間的有效利用,可以因地制宜建造,很適合土地利用率高的現代城市採用。

施工技術


(1)根據設計所確定的滲井位置,採用GPS或全站儀準確放出滲井中心,然後放出滲井輪廓;
(2)根據設計確定滲井護壁材料(混凝土或鋼波紋管)結構厚度,對滲井輪廓適當擴大后,即可下挖滲井;
(3)當採用鋼筋混凝土護壁時,下挖一定深度后,現場澆築鋼筋混凝土,等達到一定強度后,採用沉井的方式,在滲井輪廓內進行下挖,逐漸下沉護壁,並不斷接高護壁,不斷下挖,依次循環直至達到設計的滲井深度。
(4)當採用鋼波紋管護壁時,可按滲井輪廓先下挖4m后,將組裝完成的鋼波紋管(高度4m)整體吊入滲井,就位準確后,採用亞粘土或亞砂土將鋼波紋管外側的空隙填充密實,確保鋼波紋管與土壁的緊密接觸;其次,再將組裝完成的鋼波紋管(縮徑,高度3m),按照製作鋼筋混凝土護壁的方法完成挖井和下沉鋼波紋管后,再組裝鋼波紋管(縮徑,高度3m),再下挖,直至達到滲井的設計深度。
(5)無論採用鋼筋混凝土,還是採用鋼波紋管護壁,均要求在施工中不斷校正滲井的垂直度。
(6)在運營過程中,必須對下挖被交叉道路的邊溝、集水井、排水管、滲井等,定期進行養護,一方面清除堆放於邊溝、集水井、排水管、滲井中的雜物,另一方面清除集水井和滲井底部沉澱的泥土和雜物,從而保證水流暢通和正常的滲透作用

經濟效益


主線路基高度降低,經濟效益顯著:
(1)減少了路基永久佔地;
(2)減少了路基填方工程量
(3)取土場減少,減少了臨時用地;
(4)減少了邊坡防護和路側護欄等工程數量;
(5)因通道增加而取消了上跨主線的分離式立交或天橋,以及因主線路基高度降低,使上跨主線分離式立交或天橋橋樑高度降低和其引道降低和減短。

社會效益


(1)路基邊坡的圬工防護減少,植物防護增加,增加了公路與自然的融合。
(2)減少路側護欄的工程數量,並通過路基邊坡的進一步放緩,減少了事故車輛的損傷和二次事故的可能。
(3)對於農業以種植小麥玉米棉花和穀物為主的華北平原,節約土地意義重大。
(4)被交叉道路下挖並集中滲井方案的實施,可滲透或回灌補充地下水,有利於保護地質環境。
(5)路基填築技術難度減少,施工方便,路基質量可得到保證。