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CJJ1086供水管井设计施工及验收规范

供水管井设计、施工及验收规范 

 CJJ10—86 四川省

主编单位:

中国市政工程西南设计院  批准部门:

中华人民共和国城乡建设环境保护部

  实行日期:

1986年12月1日

  关于批准颁发《供水管井设计、施工及验收规范》的通知 (86)城城字第236号

  根据原国家城市建设总局(80)城科字第51号文安排,由中国市政工程西南设计院负责组织编制的《供水管井设计、施工及验收规范》,现经我部审查,批准为部标准,编号为CJJ10—86,自一九八六年十二月一日起实行。

在实行过程中,如有问题或意见,请函告成都市外北曹家巷中国市政工程西南设计院《供水管井设计、施工及验收规范》管理组。

       城乡建设环境保护部   一九八六年五月十二日

第一章总则

  第1.0.1条本规范适用于生活饮用和工业生产供水管井的设计、施工及验收。

  第1.0.2条供水管井的设计、施工,应在具有必要的水文地质资料后进行。

当水文地质资料不能满足供水管井的设计、施工时,应按勘探开采井设计、施工。

  第1.0.3条供水管井所使用的材料,应符合本规范及现行标准的有关规定。

  第二章管井设计

  第一节现场踏勘

  第2.1.1条设计前,应根据任务要求,搜集和研究建井地区的有关资料。

  第2.1.2条现场踏勘时,应了解建井地区的地下水开发利用情况及施工条件,并核实已有资料。

  第二节井群布置及井位确定

  第2.2.1条井群位置(井位)的确定,应考虑下列因素:

  一、需水量和水质要求;

  二、地下水资源可靠;

  三、城镇规划和现有给水设施;

  四、施工、运行和维护方便;

  五、有足够的卫生防护范围;

  六、需水量增加时,有扩建可能。

  第2.2.2条井群的布置,应进行水文地质计算,经技术经济比较后确定。

遇地下水补给来源充足的大厚度含水层或多层含水层时,可设计分段或分层取水井组;与河流联通性良好的含水层,可设计傍河井群;岩溶地区地下水特别富集时,可设计同深度井组。

  第2.2.3条井群设计时,应设置长期观测孔。

观测孔的设计,应符合《供水水文地质勘察规范》(TJ27—78)的有关规定。

  第2.2.4条井群设计时,应设置备用井。

备用井的数量,可按生产井数10~20%停止工作时仍能满足设计水量确定,但不得少于一口。

  第2.2.5条井位与高大建筑物或重要构筑物,应保持足够的安全距离。

  第三节管井结构设计

  第2.3.1条管井结构设计,一般包括下列内容:

  一、井身结构;

  二、过滤器类型及井管配置;

  三、填砾的规格及位置;

  四、封闭的位置及所用材料;

  五、管井的附属设施如测水管、填砾管等。

  第2.3.2条井身结构应尽量简化。

井身设计应首先根据成井要求,确定井的最终直径,然后考虑成井工艺、岩石可钻性等因素,确定每段井径大小与深度,最后,确定井的开口直径。

  第2.3.2条松散层中管井的深度,应根据拟采含水层(组)的顶板埋藏深度、过滤器的合理长度、过滤器的安装位置、沉淀管的长度来确定。

  基岩地区的管井,应尽量穿透拟采含水构造带(岩溶发育带、断裂破碎带、裂隙发育带)。

  注:

如有确切资料,部分揭露含水构造带,就能满足需水要求时,管井亦可不穿透含水构造带。

  第2.3.4条设计井径时,应考虑管井的设计取水量和成井工艺等因素。

并满足下列要求:

  一、井径应比设计过滤器的外径大50mm,基岩地区在不下过滤器的裸眼井段,上部安泵段的井径应比抽水设备铭牌标定的井管公称内径大50mm。

  二、松散层中的管井井径,应用允许入井渗透流速(Vj)复核,并满足下式要求:

 

式中D——井径(m);

    Q——设计取水量(/s);

    L——过滤器工作部分长度(m);

    υj——允许入井渗透流速

k为渗透系数(m/s)。

  三、井的最终直径,应比沉淀管的外径大50mm。

基岩地区下部不下井管的管井,井的最终直径,一般不小于150mm。

  第2.3.5条井管一般包括井壁管、过滤管、沉淀管。

  井管直径,应满足下列要求:

  一、安泵段井管内径应比抽水设备铭牌标定的井管公称内径大50mm。

  二、过滤管的外径,应用允许入管流速复核,并满足下式要求:

式中Dg——过滤管外径(m)

  注:

缠丝过滤管算至缠丝外表面。

  Q——设计取水量(/s);

  L——过滤管的工作部分长度(m);

  n——过滤管表层进水面有效孔隙率(一般按过滤管表层进水面孔隙率的50%考虑);

  Vg——允许入管流速(数值按表2.3.5确定);

允许入管流速                 表2.3.25

含水层渗透系数κ(m/s)允许入管流速υg(m/s)

>12282~12241~8220~41<200.0300.0250.0200.0150.010

注:

①填砾与非填砾过滤器,均按上表数值确定。

②地下水对过滤管有结垢和腐蚀可能时,允许入管流速,应减少1/3~1/2。

 三、在基岩地区成井时,兼有护壁及止水作用的井管,其直径除满足上述要求外,尚应考虑成井工艺要求。

  第2.3.6条管井过滤器类型,可根据含水层的性质,按表2.3.6确定。

不同含水层适(可)用过滤器类型                     表2.3.6

含水层岩性适用过滤器类型可用过滤器类型

细、粉砂含水层双层填砾过滤器单层填砾过滤器

中砂、粗砂、砾砂及d20<2mm的碎石土类含水层单层填砾过滤器缠丝过滤器

d20≥2mm的碎石土类含水层胄架过滤器或单层填砾过滤器

基岩裂隙溶洞(充砂)含水层单层填砾过滤器

基岩裂隙溶洞(不充砂)含水层骨架过滤器

填砾过滤器的骨架,可采用穿孔管、穿孔缠丝管或钢筋骨架缠丝管。

  第2.3.7条松散层中的管井,应全部设置井管,设计动水位以上设井壁管,设计动水位以下的取水含水层(段)设足够长度的过滤管,其余井段设井壁管,底部设沉淀管。

沉淀管的长度,应根据含水层的岩性和井深确定,一般为2~10m。

  基岩地区的管井,上部安泵井段应设井管,下部井段是否设置井管,应根据岩层稳定性确定。

  第2.3.8条过滤器的长度和位置,应根据设计出水量、含水层岩性及技术经济等因素确定:

  一、含水层厚度小于30m时,可在设计动水位以下的含水层部位,全部设过滤器;

  二、含水层厚度大于30m时,宜根据试验资料确定过滤器的合理长度。

  第2.3.9条单层填砾过滤器的砾石规格,可按下列规定确定:

  一、η<10时的砂土类含水层:

  D50=(6~8)d50(2.3.9-1)

  注:

当砂土类含水层的η>10时,应除去筛分样中的部分粗颗粒后,重新筛分,直至η<10为止,然后根据这时颗粒分布累积曲线确定d50,并按式2.3.9-1确定填砾规格。

  二、d20<2mm的碎石土类含水层:

  D50=(6~8)d20(2.3.9-2)

  三、d20≥2mm的碎石土类含水层,管井可填入10~20mm的充填砾石或不填砾。

  式中,D50、d50、d20分别为填砾和含水层颗粒分布累积曲线上,过筛重量累计百分比为50%及20%时的颗粒粒径。

  η为含水层的不均匀系数。

  四、填砾应尽量用均匀砾石(填砾的不均匀系数小于2)。

  第2.3.10条填砾过滤器骨架管的缠丝间距或不缠丝穿孔管的圆孔直径(条孔宽度)t,一般按下式确定:

  t=D10(2.3.10)

  式中D10为填砾的有效粒径(mm)。

  第2.3.11条双层填砾过滤器的外层填砾规格,按2.3.9条的规定确定,内层填砾的粒径,一般为外层填砾粒径的4~6倍。

  第2.3.12条单层填砾过滤器的填砾厚度:

粗砂以上地层为75mm;中、细、粉砂地层为100mm。

  双层填砾过滤器的填砾厚度:

内层为30~50mm,外层为100mm。

  第2.3.13条双层填砾过滤器的内层砾石网笼上下端,均应设弹簧钢板四块或其他保护网笼装置。

  第2.3.14条填砾过滤器的填砾高度,一般按下列规定确定:

  一、填砾高度应根据过滤管的位置确定,底部宜低于过滤管下端2m以上,上部宜高出过滤管上端8m以上。

但供生活饮用水的管井,第一含水层距地表过近时,不受此限。

  二、非均质含水层或多层含水层中两层相近,且颗粒组成有差异,无法满足本条第一款规定时,可根据具体情况,按下列规定处理:

  1、含水层颗粒组成差异不大时,则可按本条一的规定,全部填入根据细颗粒含水层确定的砾石。

  2、含水层颗粒组成差异较大,需要分层填砾时,不论细颗粒含水层在上还是在下,均应尽量使细颗粒含水层的砾石位置,下部低于细颗粒

   含水层2m以上,上部高出细颗粒含水层8m以上。

  第2.3.15条骨架过滤器的孔眼尺寸,一般根据孔的形状及含水层颗粒组成,按下列规定确定:

  圆孔直径t=(3~4)d20(2.3.15-1)

  条孔宽度t=(1.5~2)d20(2.3.15-2)

  条孔长度L=(8~10)t(2.3.15-3)

  注:

如根据上式计算,所得t值较大时,可适当减小,一般圆孔直径不大于21mm,条孔宽度不大于10mm。

  第2.3.16条管井的封闭,按下列规定设计:

  一、井管外上部的封闭,一般用优质粘土球或水泥浆封闭,厚度不得小于5m;

  二、水质不良的含水层,松散层用粘土球封闭,基岩用水泥浆封闭,封闭位置,一般超过拟封闭层上、下各5m;

  三、管井揭露多层含水层,需要分层开采时,对非开采含水层,可视其岩性及水头,选用粘土球或水泥浆封闭。

  第2.3.17条松散层中管井的测水管,可按下列规定设计:

  一、测水管的内径一般为38~50mm;

  二、下部的进水部分长度为2~3m;

  三、测水管宜紧靠井壁。

  第四节井管设计

  第2.4.1条供水管井的管材,应根据井水用途、地下水水质、管材强度及技术经济等因素选定。

第2.4.2条在地下水具有强侵蚀性的地区建井,设计井管时,应采取下列措施:

  一、选用耐腐蚀的管材,对抗腐蚀性差的管材应采取防腐措施;

  二、条件可能时,采用不缠丝的过滤管;

  三、缠丝采用不锈钢丝、铜丝或玻璃纤维增强聚乙烯滤水丝。

  第2.4.3条常用井管的管材质量宜满足下列要求:

  一、钢管:

  1、无缝钢管:

弯曲度不得超过1.5mm/m,外径公差+1.25%-1.5%,壁厚公差+12.5%-15%。

钢管两端应切成直角,并清除毛刺。

钢管内外表

   面不得有裂缝、折叠、轧折、离层、发纹和结疤缺陷存在。

  2、焊接钢管:

参照无缝钢管的质量要求。

  3、钢管壁厚不得小于8mm。

  二、铸铁管:

弯曲度不得大于表2.4.3的规定。

铸铁管的弯曲度                 表2.4.3

公称口径(mm)弯曲度(mm)

≤150200~450≥5002L1.5L1.25L

表中L代表管的有效长度的米数。

管体壁厚负偏差为(1+0.05T)mm。

T为标准壁厚(mm)。

长度偏差为-20mm。

管内外表面不允许有冷隔、裂缝、错位等妨碍使用的明显缺陷。

凡是使壁厚减薄的各种局部缺陷,其深度不得超过(2+0.05T)mm。

管端面应与轴线相垂直。

  三、钢筋混凝土管:

弯曲度不得超过3mm/m,外径公差不超过±5mm,壁厚偏差不得超过±2mm。

内壁应光滑,管身无裂纹、缺损及暗伤,钢筋不得外露。

管两端应切成直角,并清除毛刺。

  第2.4.4条缠丝过滤管的骨架为穿孔管时,其穿孔形状、尺寸和排列方式应根据管材强度和加工工艺等因素确定。

  第2.4.5条缠丝过滤管的骨架为穿孔管时,其穿孔孔隙率,应根据管材强度、受力条件和设计出水量确定,一般为15~30%。

  第2.4.6条缠丝过滤管必须有纵向垫筋。

垫筋高度一般为6~8mm,其间距以保证缠丝距管壁2~4mm为准。

垫筋两端应有挡箍。

  第2.4.7条缠丝应采用无毒、耐腐蚀、抗拉强度大、膨胀系数小的线材,断面形状以梯形或三角形为宜。

  第2.4.8条缠丝不得松动。

缠丝间距偏差应小于设计丝距±20%。

  第2.4.9条钢筋骨架缠丝过滤管,应根据材料强度和受力条件设计。

  第2.4.10条井管应采取丝扣连接或焊接。

焊接井管的上下端,应经机械找平,下端面应有45°坡口。

  第三章管井施工

  第一节钻进

  第3.1.1条钻进方法的选择,应综合考虑地层岩性、井身结构、钻进工艺等因素。

一般参照下表确定:

钻进方法选择表

                                           表3.1.1

钻时方法主要工艺特点适用条件

回转钻进钻头回转切削、研磨破碎岩石,清水或泥浆正向循环。

有取芯钻进及全面钻进之分砂土类及粘性土类松散层;软至硬的基岩

冲击钻进钻具冲击破碎岩石,抽筒捞取岩屑。

有钻头钻进及抽筒钻进之分碎石土类松散层,井深在200m以内

潜孔锤钻时冲击、回转破碎岩石,冲洗介质正向循环。

潜孔锤有风动及液动之分坚硬基岩,且岩层不含水或富水性差

反循环钻进回转钻进中,冲洗介质反向循环。

有泵吸、气举、射流反循环三种方式附漂石、卵石(碎石)外的松散层;基岩

空气钻进回转钻进中,用空气或雾化清水、雾化泥浆、泡沫、充气泥浆等作冲洗介质岩层漏水严重或干旱缺水地区施工

第3.1.2条钻进中如遇漂石或坚硬岩层,造成钻进极为困难时,可进行井内爆破。

  第3.1.3条钻进中,应注意防斜,并按照《供水水文地质钻探与凿井操作规程》的规定进行测斜,发现井斜,应及时纠斜。

井深大于200m时,应安装钻具指重表,采用钻铤,加设扶正器。

  第3.1.4条井身质量,应符合下列要求:

  一、井身应圆正;

  二、井的顶角及方位角,不能突变;

  三、井深100m以内,井身顶角倾斜,不能超过1°;井深100m以下的井段,每100m,顶角倾斜不得超过1.5°。

  注:

冲击钻进时,顶角倾斜,可根据井口钢绳位移折算。

  第二节护壁与冲洗介质

  第3.2.1条在松散层中冲击钻进,如钻进用水的水源充足,并能使井内水位保持比静水位高3~5m时,应采用水压护壁。

  第3.2.2条在松散、破碎或水敏性地层中钻进,一般采用泥浆护壁。

泥浆的性能应根据地层的稳定情况、含水层的富水程度及水头高低、井的深浅以及施工周期等因素确定。

制作泥浆,应测定比重、含砂量、粘度、失水量四项泥浆指标。

  第3.2.3条在松散层覆盖的基岩中钻进,上部松散层及下部易坍塌岩层,可采用管材护壁,护壁管需要起拔时,每套护壁管与地层的接触长度宜小于40m。

  注:

护壁管系指套管及留作成井用的井管。

  第3.2.4条冲洗介质应根据地层特点和施工条件等因素合理选用。

一般按下列规定考虑:

  一、粘土、稳定地层,采用清水;

  二、松散、破碎或水敏性地层,采用泥浆;

  三、渗漏地层,缺水地区,采用空气;

  四、富水地层,严重漏失地层,采用泡沫。

  第3.2.5条制作泥浆,宜采用供钻进用的粘土粉;无粘土粉时,造浆粘土应经鉴定后选用。

当制作的泥浆性能不能满足钻进要求时,应对泥浆进行处理。

  第三节岩(土)样采取与地层编录

  第3.3.1条钻进过程中所采取的岩(土)样,应能准确反映原有地层的特征。

并应遵守下列规定:

  一、采取鉴别地层的岩土样,在非含水层中,宜每3~5m取一个;含水层中,每2~3m取一个;变层时,应加取一个。

  当有测井、扫描照相、井下电视配合工作时,鉴别地层的岩(土)样数量,可适当减少。

  二、采取颗粒分析样,在厚度大于4m的含水层中,宜每4~6m取一个,当含水层的厚度小于4米时,应取一个。

取样重量不宜少于下列数值:

  砂1kg    圆砾(角砾)3kg   卵石(碎石)5kg

  三、基岩岩芯的采取率,不宜小于下列数值:

  完整岩层70%     构造破碎带、风化带、岩溶带30%

  注:

在水文地质资料较多的地区建井,取样数可适当减少。

  第3.3.2条土的分类和定名,应按本规范附录一的规定执行。

  第3.3.3条土样和岩样(岩芯)的描述,应按表3.3.3的内容进行。

土样和岩样(岩芯)的描述内容

                                       表3.3.3

类别描述内容

碎石土类名称、岩性成分、浑圆度、分选性、粒度、胶结情况和充填物(砂、粘性土的含量)

砂土类名称、颜色、矿物成分、分选性、胶结情况和包含物(粘性土、动植物残骸、卵砾石等的含量)

粘性土类名称、颜色、湿度、有机物含量、可塑性和包含物

岩石类名称、颜色、矿物成分、结构、构造、胶结物、化石、岩脉、包裹物、风化程度、裂隙性质、裂隙和岩溶发育程度及其充填情况

第3.3.4条在钻探过程中,应对水位、水温、冲洗液消耗量、漏水位置、自流水的水头和自流量、井壁坍塌、涌砂和气体逸出的情况、岩层变层深度、含水构造和溶洞的起止深度等进行观测和记录。

  第3.3.5条对采取的土样、岩样(岩芯),应及时描述和编录。

妥善保管并至少保存至管井验收时为止。

  第四节井管安装

  第3.4.1条井管安装前,应作好下列准备工作:

  一、检查井身的圆度和深度,井身直径不得小于设计井径20mm,井深偏差不得超过设计井深的正负千分之二;

  二、泥浆护壁的井身,除自流井外,应先清理井底沉淀物,并适当稀释泥浆;

  三、按本规范第二章第四节的有关规定,检查井管的质量,不符合要求的井管,不得下入井内。

  第3.4.2条下管方法,应根据下管深度、管材强度及钻探设备等因素选择:

  一、井管自重(浮重)不超过井管允许抗拉力或钻探设备安全负荷时,宜用直接提吊下管法;

  二、井管自重(浮重)超过井管允许抗拉力或钻机安全负荷时,宜用托盘下管法或(和)浮板下管法;

  三、井身结构复杂或下管深度过大时,宜用多级下管法。

  第3.4.3条井身全部下管时,井管应封底;井管仅下入井身一部分时,井管必须座落在稳定岩层的变径井台上;若下部井段废弃不用,应以卵石或碎石回填并捣实后,才能下入井管。

  第3.4.4条井管应安装在井的中心,上口应保持水平。

井管与井深的尺寸偏差,不得超过全长的正负千分之二,过滤管安装位置偏差,上下不得超过300mm。

  第3.4.5条采用填砾过滤器的管井,安装井管时,应设找中器。

找中器的外径应比井径小30~50mm;找中器的数量应根据井深确定。

  第五节填砾及封闭

  第3.5.1条填砾前,应作好下列准备工作:

  一、除自流井外,宜再次稀释泥浆;

  二、按照设计,将计划填入井内的不同规格砾石的数量和高度进行计算,并准备一定的余量。

  第3.5.2条填砾的质量,应符合下列要求:

  一、按设计规格筛选,不合规格的砾石不得超过15%;

  二、磨圆度好,不得用碎石代替;

  三、宜用硅质砾石。

  第3.5.3条填入井内的不同规格砾石,应进行筛分,并将筛分成果列入报告书。

  第3.5.4条填砾方法,一般采用静水填砾法或循环水填砾法;必要时,可下填砾管将砾石送入井内。

  第3.5.5条填砾时,砾石应沿井管四周均匀连续地填入,填砾的速度应适当。

随填随测填砾深度,发现砾石中途堵塞,应及时排除。

  第3.5.6条双层填砾过滤器,笼内砾石应在地面装好并振实后下入井内。

笼外及其以上8m,均应填入外层规格的砾石。

  第3.5.7条采用缠丝过滤器的管井,井管外空隙较大时,应回填粒径为10~20mm的砾石。

  第3.5.8条封闭用的粘土球或粘土块,应采用优质粘土。

粘土球(块)的大小,一般为20~30mm,半干时投入,投入速度应适当。

  第3.5.9条封闭用的水泥浆,一般采用泥浆泵泵入或提筒注入。

  第3.5.10条在钻探过程中,使用水泥浆封闭,应待水泥凝固后,进行封闭效果检查,不符要求时,应重新进行封闭。

  第3.5.11条管外封闭位置偏差,上下不得超过300mm。

第六节洗井及抽水试验

  第3.6.1条洗井方法应根据含水层特性、管井结构和钻探工艺等因素确定。

  第3.6.2条洗井必须及时。

可采用活塞、空气压缩机、水泵、复磷酸盐、酸、二氧化碳等交替或联合的方法进行。

  第3.6.3条洗井的质量应符合下列要求:

  一、达到设计抽降时,前后两次试抽的单位出水量之差应小于10%;

  二、井水含砂量应符合本规范第4.0.1条第二款的规定。

  第3.6.4条为了确定管井的实际出水量,洗井后必须进行抽水试验。

  第3.6.5条抽水试验的下降次数,一般为一次,下降值不小于设计抽降。

需要时,下降次数可适当增加。

  第3.6.6条抽水试验的水位和水量的稳定延续时间,基岩地区为8~24h;松散层地区为4~8h。

  第3.6.7条抽水试验的观测要求应按《供水水文地质勘察规范》(TJ27—78)的有关规定执行。

  第七节水样采取

  第3.7.1条抽水试验结束前,应根据分析项目,在出水管口采取足够数量的水样,及时送交有关单位化验。

  第3.7.2条水样采取应符合下列要求:

  一、取样用的容器应充分洗涤,取细菌检验的水样瓶应作灭菌处理;

  二、检验不稳定成分的水样,采样时应同时加放稳定剂;

  三、水样采取后,应严密封口,并贴上水样标签。

  第四章管井验收

  第4.0.1条管井竣工后,应由设计、施工及使用单位的代表,在现场按下列质量标准验收:

  一、管井的单位出水量与设计单位出水量基本相符。

管井揭露的含水层与设计依据不符时,可按实际抽水量验收;

  二、管井抽水稳定后,井水含砂量不得超过二百万分之一(体积比);

  三、超污染指标的含水层应严密封闭;

  四、井内沉淀物的高度不得大于井深的千分之五;

  五、井管的安装误差,应在本规范第3.4.4条规定的允许值内;

  六、井身的弯曲度应在本规范第3.1.4条第三款规定的允许值内。

  第4.0.2条管井验收时,施工单位应提供下列资料:

  一、井的结构、地质柱状图;

  二、岩(土)样及填砾的颗粒分析成果表;

  三、抽水试验资料;

  四、水质分析资料;

  五、管井施工及使用说明书。

  附录一土的分类和定名标准

土的分类和定名标准

类别名称定名标准

碎石土类漂石块石卵石碎石圆砾角砾圆形及亚圆形为主,粒径大于200mm的颗粒超过全量的50%棱角形为主,粒径大于200mm的颗粒超过全重的50%圆形及亚圆形为主,粒径大于20mm的颗粒超过全重的50%棱角形为主,粒径大于20mm的颗粒超过全重的50%圆形及亚圆形为主,粒径大于2mm的颗粒超过全重的50%棱角形为主,粒径大于2mm的颗粒超过全重的50%

砂土类砾砂粗砂中砂细砂粉砂粒径大于2mm的颗粒超过全重的25~50%粒径大于0.5mm的颗粒超过全重的50%粒径大于0.25mm的颗粒超过全重的50%粒径大于0.074mm的颗粒超过全重的85%粒径大于0.074mm的颗粒超过全重的50%

粘性土类粉土粉质粘土粘土塑性指数≤10塑性指数10<≤17塑性指数>17

注:

碎石土和砂土类定名时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。

附录二规范用词说明

  1、表示很严格,非这样作不可的用词:

  正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”。

  2、

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