淺談濉溪縣謝店水廠深井設(shè)計

王愛英

（濉溪縣水規(guī)費征收所， 安徽 濉溪 235100 ）

雙堆集鎮(zhèn)共23 個行政村，現(xiàn)狀規(guī)模水廠1 座—座雙堆水廠，覆蓋范圍為6 個行政村32741 人，根據(jù)現(xiàn)狀雙堆水廠的覆蓋范圍，《濉溪縣飲水型氟超標(biāo)地方病防治工作實施方案》和《濉溪縣 2019-2020年農(nóng)村飲水安全應(yīng)急工程規(guī)劃》均規(guī)劃在雙堆南部新建 1 座水廠—謝店水廠，供水范圍為雙堆集鎮(zhèn)南部17 個行政村77436 人，并將現(xiàn)狀的單村供水廠進(jìn)行并網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

1 水源選擇

1.1 選擇原則

（1）滿足區(qū)域水資源規(guī)劃及相關(guān)要求。

（2）原水水質(zhì)符合國家有關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

（3）盡量優(yōu)先選擇地表水，其次選用地下水。

1.2 選擇要求

（1）水源水量充足。地表水作水源枯水期的流量保證率應(yīng)不低于 95%；以地下水作水源時，其取水量應(yīng)小于可開采量。

（2）水源水質(zhì)滿足要求。地下水水源水質(zhì)應(yīng)符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848-2017）的要求；地表水水源水質(zhì)應(yīng)符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）或《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ3020-93）。

1.3 水源論證

1.3.1 地表水源

根據(jù)《淮北水資源公報》（2018年）雙堆集鎮(zhèn)澥河李大橋上水質(zhì)為Ⅳ類，地表水主要用于農(nóng)田澆灌。流域降水量小、變率大，河川徑流量小，年際變化大，年內(nèi)分配極其不均。其蓄水的豐盈程度與大氣的降水、蒸發(fā)密切相關(guān)，干旱時澥河往往干枯見底，水源保障率低。因此地表水不適合作為自來水水源。

1.3.2 地下水源

擬建水源井場地處在淮北的黃淮沖積平原區(qū)，地面平坦、開闊，第四紀(jì)土層非常發(fā)育，厚度達(dá) 150～200m 以上，層狀沉積韻律清晰。根據(jù)本項目《水文物探勘察報告》顯示：擬建水廠及周圍附近，第四紀(jì)土層土質(zhì)以粉質(zhì)粘土為主夾厚度不等的粉砂、細(xì)沙、粉土和粉質(zhì)粘土含（夾）鈣質(zhì)結(jié)核層和泥鈣質(zhì)膠結(jié)層。粉質(zhì)粘土中的鈣質(zhì)結(jié)核層、泥鈣質(zhì)膠結(jié)層和粉砂、粉土層為土層中的主要含水地層。其厚度越大、顆粒越大給水度也越大。在埋深 100m 范圍內(nèi)，有厚度不同、分布層段因地而異的數(shù)層含水層，含水層性質(zhì)為有一定承壓性。

參考項目區(qū)附近的深水井?dāng)?shù)據(jù)顯示：本區(qū)域埋150m 以上地層，含水層厚度一般3～10m，部分37m，且具有弱承壓、承壓性，單井抽水量30～40m3/d。

1.3.3 水源確定

根據(jù)以上水源分析，以及項目區(qū)內(nèi)劉樓水廠、馬溝水廠等水廠水源井《生活飲用水質(zhì)檢測報告》，項目區(qū)地下水除了氟化物超過國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，其余各項指標(biāo)基本符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過合適的處理之后，完全可以達(dá)到《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的供水水質(zhì)要求，因此本工程選取中深層地下水作為取水水源是可行的。通過實地踏勘，在水文勘探報告的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場外電接入情況， 本工程確定 1、2、3、5、6、7、8、9 號宜井為水源井，其中4 號宜井作為應(yīng)急備用水源井。

1.4 水源井位確定

謝店水廠水源井?dāng)M定位置位于謝店村前楊村，目前擬定水源點周邊500m范圍內(nèi)無中深層地下水機井取水工程，本工程在此取水，對周邊的用水戶基本無影響。

2 機井設(shè)計

2.1 水源井設(shè)計

2.1.1 水源井出水量以及數(shù)量確定

從水文地質(zhì)條件分析，謝店水廠水源地應(yīng)以開發(fā)深層水為主，主要考慮深層水單井出水量大，不易污染，不與農(nóng)業(yè)灌溉用水發(fā)生矛盾等因素。謝店水廠設(shè)計供水規(guī)模為 4700m3/d，屬于Ⅲ型供水工程，備用水量按10%計算，設(shè)計水源井井群開采量 5170m3/d。根據(jù)《雙堆集鎮(zhèn)謝店水廠水源井勘探報告》及項目區(qū)內(nèi)范圍的其他成井資料，工程水源為第四系孔隙水，當(dāng)井深 150m 時，Q=35m3/h，謝店水廠總設(shè)計取水規(guī)模計算結(jié)果為4700m3/d（水廠自用水按 5%技術(shù)），按每天機泵抽水時間按20 小時計算，則謝店水廠水源井設(shè)計供水量應(yīng)≥246.75m3/h，規(guī)劃新建9 眼水源井（8 用1 備），設(shè)計每眼管井出水量35m3/h。全部機井位于廠區(qū)周邊，井位相距≥500m。

2.1.2 水源井設(shè)計

參照雙堆水廠水源井，本工程水源井井深150m。井型與結(jié)構(gòu)：均采用管井。水源井影響半徑計算，廠外南側(cè)間隔 500 米布置 1 眼。另外，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，擬建水源井周邊 500m（大于影響半徑）之內(nèi)無其它機井。水源井出水量基本不受影響。

井管埋深在50～150m 時，采用直徑325×8mm 鋼管濾水管，濾網(wǎng)采用70 目雙層尼龍紗濾網(wǎng)，濾料選用粒徑2～4mm 水洗級配砂礫。井管埋深在0～50m 之間時，井管采用內(nèi)徑325×8mm 鋼管沉淀管，采用粘土封土固井。為防止抽水后礫料下沉和最大限度地提高管井出水量，礫料應(yīng)沿透水管周圍全部填礫。反濾層填料3 層，每層300mm，自管井外壁向外每層填料厚度分別為 8mm，4mm，2mm。為防止污水入井，井口以下 50m 采用粘土球回填固井。根據(jù)計算設(shè)計井孔 D=1250mm。

表1 設(shè)計參數(shù)表

2.2 深井泵設(shè)計

每眼水源井配套深井泵一臺，井管出口依次設(shè)有軟連接、止回閥、閘閥、遠(yuǎn)傳壓力表、液位傳感器等設(shè)備。輸水管道管材選用PE 管，通過輸水干管輸送到水廠清水池。

2.2.1 泵設(shè)計揚程

通過計算水泵到清水池的水頭損失，加上水泵抽水時的井內(nèi)動水位與井口地面之間的高差和進(jìn)出水管路局部水頭損失，算出水泵設(shè)計揚程為63.55m。

2.2.2 泵設(shè)計流量

根據(jù)計算水源井設(shè)計取水流量為30.84m3/h。

2.2.3 泵選型

根據(jù)揚程和流量，選用的泵型號為200QJ20-81/6 深水泵5 臺，電機功率7.5kw；200QJ32-78/6 深水泵4 臺，電機功率11kw。

2.2.4 泵房設(shè)計

泵房設(shè)計尺寸為：L×B×H=4.0m×4.00m×3.45m，磚混結(jié)構(gòu)，井室上設(shè)吊裝孔。每井占永久征地0.042 畝，共計需征地0.5 畝。

3 機井施工

施工前，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，了解施工條件、地下水開采情況等，現(xiàn)場踏勘后，應(yīng)編制管井施工組織設(shè)計。鉆井選用沖擊鉆進(jìn)行施工，鉆進(jìn)過程中小于或等于100m 的井段，其頂角的偏斜不得超過 1.0°，大于 100 米的井段， 每百米頂角偏斜的遞增速度不得超過 1.5°。井段的頂角和方位角不得有突變。下置井管時，井管必須直立于井口中心，上端口應(yīng)保持水平。井管的偏斜度，應(yīng)符合井身要求。過濾器安裝深度的允許偏差為+300mm。填礫時，濾料應(yīng)沿井管四周均勻連續(xù)填入，隨填隨測。井管外圍用粘土封閉時，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)粘土做成球（塊）狀，大小宜為20～30mm，并應(yīng)在半干（硬塑或可塑）狀態(tài)下緩慢填入。成井結(jié)束進(jìn)行洗井和抽水試驗，檢查出水量和含沙量，并取水進(jìn)行化驗。

4 機井預(yù)算

水源井定額采用 2002年水利部水總（2002）116 號文頒發(fā)的《水利建筑工程概算定額》，缺項子目采用 2008年安徽省頒布的《安徽省水利水電建筑工程概算補充定額》。

5 結(jié)語

謝店水廠水源地應(yīng)以開發(fā)深層水為主，主要考慮深層水單井出水量大，不易污染，不與農(nóng)業(yè)灌溉用水發(fā)生矛盾。本文從水源、出水量、井管、井泵、機井施工各方面詳細(xì)闡述了謝店水廠深井設(shè)計的要點，為類似工程設(shè)計提供參考。