[发明专利]一种具有冲洗功能的管井填砾层

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有冲洗功能的管井填砾层，特别是涉及一种具有冲洗功能的回灌井填砾层，这种填砾层配备了清洗通道，可以在地面上实施对填砾层的清洗，方便、快捷、高效。

背景技术

利用管井进行地下水人工回灌已广泛用于增加地下水补给源、稳定地下水位、控制地面沉降、改变地下水温度从而为生产及生活提供冷热源、改善地下水水质和地下水源热泵系统回灌等诸多方面。

但是，地下水回灌过程中都会出现回灌水量减少和水位上升的问题，也就是说，当保持一定的回灌水量时，随着回灌时间的增长，井内回灌水位逐渐地或迅速地上升，甚至水从井口溢出；当保持一定的水头时，随着回灌时间的增长，回灌水量就逐渐地或迅速地减少，甚至水灌不进去。这种现象说明随着回灌时间的增长，井内的过水路径变得越来越不通畅，也就是通常所说的水井发生了堵塞。造成水井堵塞的主要原因有（1）物理堵塞：砂砾、、杂物和空气等造成的堵塞；（2）化学堵塞：溶解于水中的氧与地下水中的多种成分发生化学反应生成不溶于水的有一定硬度的结垢物以及井管在水中腐蚀生锈形成的结垢物造成的堵塞；（3）生物化学堵塞：微生物进入地下水中，与铁细菌和硫酸还原菌繁殖产生结垢物造成的堵塞等。根据大量井内水下视频观测资料，回灌井在使用一段时间后，均会产生结垢物附着在过滤器内壁上和充填在过滤器的孔（缝）隙内，经视频仔细观察，在不同区域内，结垢物的颜色、形态、结构和结垢的程度等都有一定差异，尤其结垢的程度差异更大，有的回灌井使用不到半年时间，其过滤器内壁上的结垢物厚度竟然超过5cm。这些结垢物是造成水井堵塞回灌量减少的主要原因。目前，清除结垢物的主要方法是洗井，保持回灌量稳定或减缓衰减的主要方法是回扬。根据大量洗井前后、回扬前后回灌水量及水位的观测数据对比，在保持及时洗井和回扬的情况下，大多数回灌井在洗井后回灌水量都能恢复到成井初期或接近成井初期的回灌量。但是，随着回灌井使用年限的增加，回灌水量仍有衰减的趋势，甚至个别回灌井使用几年时间就灌不回去水了。这说明水井堵塞的部位不只局限在过滤器的孔（缝）隙间和内壁上，过滤器外侧的填砾层中也会慢慢地结垢，同时，也容易充填杂物和砂砾，而填砾层中的堵塞物很难清洗甚至无法清洗掉，形成了永久性堵塞，使回灌水量越来越少直至一点水也回灌不下去了，造成回灌井无法正常工作，也缩短了井的使用寿命。

填砾层是管井的重要组成部分，它是管井与含水层之间的过水层，是人工填制的，它分布在过滤器外侧约80—200mm范围内，砾料的粒径根据含水层的颗粒粒径确定，通常2—30mm。填砾层是渗透性良好的过水通道，它能减小水力坡度，避免产生紊流。抽水时砾料层提供充足的水源，减少了出水对含水层的吸力，避免地层砂石坍塌或被携带进入井内；回灌水时填砾层可吸入足够的水量，均匀地向含水层扩散，减少对地层的冲击力，避免冲塌地层。填砾层是在成井时一次性充填固定在地下（过滤器周围）的，因此，保护填砾层不发生堵塞是十分重要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有冲洗功能的管井填砾层，这种填砾层由砾料和多根不锈钢管（或塑料管）组成，每根不锈钢管（或塑料管）上留有多个小孔。利用这些带小孔的不锈钢管（或塑料管）作为通道，充入高压气体或注入高压水，从而可以实施对填砾层的清洗。另一方面，这些带小孔的不锈钢管（或塑料管）还可以排泄回灌水中携带的部分气体，缓解气相堵塞问题。

采用的技术方案

一种具有冲洗功能的管井填砾层，这种填砾层由砾料和多根不锈钢管（或塑料管）组成。砾料的粒径根据含水层的颗粒粒径按国家或地方规范进行确定，不锈钢管（或塑料管）总长 度与井管长度一致，管径15--25mm，壁厚2--4mm。不锈钢管（或塑料管）分布在钻孔孔壁和井管之间，即分布在砾料中，环形布置2--3排，最外排尽可能靠近钻孔孔壁。

不锈钢管（或塑料管）与井管同步下入钻孔孔内，不锈钢管（或塑料管）接头可用快速接头或焊接方式连接，管与管之间用钢筋固定。在井池内设置一个集流箱，将多根不锈钢管（或塑料管）的上端分别与集流箱固定连接且相通，集流箱上设有多个介质输入管（介质为高压气体或高压水）。集流箱的设置便于充气或注水。