渗井属于水平方向的地下排水设备。当地下存有多层含水层,其中影响路基的上部含水层较薄,排水量不大,且平时渗沟难以布置,可采用立式(竖向)排水,设置渗井。渗井穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水,引入更深的含水层中,以降低上层地下水位或者全部排除。

在多层含水的地基上,如果影响路基的地下含水层较薄,且平式盲沟排水不易布置时,可考虑设置立式渗水井,向地下穿过不透水层,将上层含水引入下层渗水层,以利用地下水扩散排除。实际应用中,多应用于将边沟排不出的水渗到地下透水层中而设置的充填碎、砾石等粗粒材料井铺以倒滤层的竖井。

中文名

渗井

外文名

Seepage Well

作用

将地面水和上层地下水引向地下层

作用及优势

排涝、集雨、因地制宜

概念

在地层中开凿立式孔洞

性质

立式地下排水设施

工作原理

渗井穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水,引入更深的含水层中,以降低上层地下水位或者全部排除。

渗沟渗井用于降低地下水位或拦截地下水。当地下水埋藏较深或有固定含水层时,宜采用渗井。

填充料含泥量应小于5%,按单一粒径分层填筑,不得将粗细材料混杂填塞。下层透水层范围内宜填碎石或卵石,上层不透水范围内宜填砂或砾石。井壁与填充料之间应设反滤层。

渗井顶部四周用黏土填筑围护,井顶应加盖封闭。

渗井开挖应根据土质选用合理的支撑形式,并应随挖随支撑、及时回填。

应用

渗井施工不易,单位渗水面积造价高于渗沟,一般少用。近几年,钢波纹管作为新的渗井结构形式,施工简便,应用渐广。

分类及特点

渗井是立式孔洞,其露水面为立体分布,深度越深,则渗水面越大,渗水量也越大,与自然渗水面的平面分布相比,在相同的地面上,渗井的渗水量大于自然渗水量,且随着渗井深度加深,渗水量成倍扩大。

古今渗井有两大类,一类是人工井,由人力挖掘而成,由于人在井内作业的空间需要和安全需要,人工井均为大口径浅井,占地面积大、渗水面积小,古城镇的渗井多为此类,不适合土地利用率高的现代城市采用;一类是机井,由钻井机械挖掘而成,为小口径深井,选择不同的钻井机械所挖机井的规格不尽相同,常用机井口径在0.3m左右、深度在200m左右,占地面积小而渗水面积大。采用机井建造渗井,能更有效地利用地下空间,地面略大于井口就可建井,可以因地制宜、见缝插针,还可以充分利用城市现有设施,而不需要大超模地改变。

总之,渗井是自然渗水原理的运用,打开了雨水入地之门,也打开了地下水资源宝库之门,是对地下空间的有效利用,可以因地制宜建造,很适合土地利用率高的现代城市采用。

施工技术

(1)根据设计所确定的渗井位置,采用GPS或全站仪准确放出渗井中心,然后放出渗井轮廓;

(2)根据设计确定渗井护壁材料(混凝土或钢波纹管)结构厚度,对渗井轮廓适当扩大后,即可下挖渗井;

(3)当采用钢筋混凝土护壁时,下挖一定深度后,现场浇筑钢筋混凝土,等达到一定强度后,采用沉井的方式,在渗井轮廓内进行下挖,逐渐下沉护壁,并不断接高护壁,不断下挖,依次循环直至达到设计的渗井深度。

(4)当采用钢波纹管护壁时,可按渗井轮廓先下挖4m后,将组装完成的钢波纹管(高度4m)整体吊入渗井,就位准确后,采用亚粘土或亚砂土将钢波纹管外侧的空隙填充密实,确保钢波纹管与土壁的紧密接触;其次,再将组装完成的钢波纹管(缩径,高度3m),按照制作钢筋混凝土护壁的方法完成挖井和下沉钢波纹管后,再组装钢波纹管(缩径,高度3m),再下挖,直至达到渗井的设计深度。

(5)无论采用钢筋混凝土,还是采用钢波纹管护壁,均要求在施工中不断校正渗井的垂直度。

(6)在运营过程中,必须对下挖被交叉道路的边沟、集水井、排水管、渗井等,定期进行养护,一方面清除堆放于边沟、集水井、排水管、渗井中的杂物,另一方面清除集水井和渗井底部沉淀的泥土和杂物,从而保证水流畅通和正常的渗透作用。

经济效益

主线路基高度降低,经济效益显著:

(1)减少了路基永久占地;

(2)减少了路基填方工程量;

(3)取土场减少,减少了临时用地;

(4)减少了边坡防护和路侧护栏等工程数量;

(5)因通道增加而取消了上跨主线的分离式立交或天桥,以及因主线路基高度降低,使上跨主线分离式立交或天桥桥梁高度降低和其引道降低和减短。

社会效益

(1)路基边坡的圬工防护减少,植物防护增加,增加了公路与自然的融合。

(2)减少路侧护栏的工程数量,并通过路基边坡的进一步放缓,减少了事故车辆的损伤和二次事故的可能。

(3)对于农业以种植小麦、玉米、棉花和谷物为主的华北平原,节约土地意义重大。

(4)被交叉道路下挖并集中渗井方案的实施,可渗透或回灌补充地下水,有利于保护地质环境。

(5)路基填筑技术难度减少,施工方便,路基质量可得到保证。