王　艷

摘要：文章針對鐵路供水水源現(xiàn)狀和特點，闡述了管井施工及運行維護對其壽命存在的影響，延長管井使用壽命的經(jīng)濟效益和必要性；總結了通過填礫、填礫粒徑均勻性、填礫層施工、濾水管制作、管井運行維護管理五個方面均可以適當延長管井使用壽命。

主題詞：管井施工；運行維護；壽命影響

1 延長管井使用壽命的意義

鐵路供水的特點是點多線長，沿線生活給水站供水水源多為取地下水，哈爾濱房產(chǎn)建筑段所轄：哈長線、濱洲線、拉濱線、濱綏線、綏佳線、北黑線、齊北線，現(xiàn)運行管井達70眼，隨著開采量的增加，淺層地下水逐漸減少，管井靜水位逐年下降，新開鑿管井的深度不斷加大，井深大多超過70米，北安、克山地區(qū)須達到100米以上。新開鑿管井投資高達10萬元左右，因此延長管井使用壽命，節(jié)約新建投資，提高經(jīng)濟效益是我們應探討的問題，要達到延長管井使用壽命的目標，管井的設計要科學合理、施工要質量優(yōu)良、管理要使用正確。

2 管井的一般構造

管井是垂直安裝在地下的取水構筑物，是地下水取水構筑物中采用最廣泛的一種形式，管井是由井室、井壁管、濾水管、填礫、沉降管組成。

井室是用以保護井口免受污染、安放水泵機組以及進行維護管理的場所。

井壁管為井管的不透水部分，目的在于加固井壁，隔離水質不良或水頭較低的含水層。

濾水管是安裝在取水層中用以集水和保持填礫與含水層的穩(wěn)定性，是管井的重要組成部分。

沉降管位于管井下部與濾水管相接，用以沉淀偶爾進入井內的細小顆粒和自水中析出的沉淀物。

3 填礫

管井的壽命主要取決于過濾器的壽命，過濾器是由濾水管和填礫組成的。填礫就是在濾水管的外側人工制造一個滲透性能良好的濾層，同時有選擇地允許含水層中一部分細顆粒物質進入井中，在填礫外側形成良好的天然濾層，既增加了井的產(chǎn)水量，也阻止了大顆粒沙礫進入井中，所以對填礫的成分、礫徑、厚度都有嚴格的要求。

在“供水管井設計、施工及驗收規(guī)范”（以下簡稱管井規(guī)范）中規(guī)定填礫厚度（現(xiàn)一般采用單層填礫）粗砂以上地層為75mm；中、細、粉砂地層為100mm。規(guī)定厚度為最小厚度，在管井施工中必須確保。

由于井身傾斜，井管彎曲需要增加填礫計算厚度，以保證最小填礫厚度。管井規(guī)范對井身施工質量標準規(guī)定100m以內傾斜不超過1度，井深100m以下段每100m不超過1.5度。100m深的井，在井身傾斜1度時，當井管上、下端位于井孔中間時，井管在中部將向一側彎曲67mm，因此，為避免因井身傾斜造成填礫厚度不均的問題，可在井管上每隔一段設置找中器，但找中器的外徑需比井孔直徑小30-50mm，由于在井管彎曲產(chǎn)生的側壓力作用下找中器的一部分被擠入地層，為確保最小填礫厚度，需加大鉆井孔徑以適當增加填礫厚度。

填礫粒徑均勻可以提高產(chǎn)水量延長管井壽命

管井規(guī)范規(guī)定，填礫粒徑不均勻系數(shù)小于2，在相同粒徑情況下填礫具有較大的孔隙率，孔隙大小接近，這樣在洗井過程中，天然含水層中的細顆?？纱┻^礫石進入井中，隨洗井抽水排出井外，天然含水層在接近填礫層的相當厚度范圍內形成透水性非常良好的濾層，從而提高了管井的產(chǎn)水量。此外由于孔隙大小接近，天然含水層中運動過來的細顆粒絕大部分從填礫層通過，減少截流，填礫層堵塞緩慢，管井使用壽命就會延長。在以細顆粒為主的含水層中填礫粒徑均勻，管井使用壽命延長的效果越明顯。

填礫層施工

首先要保證井孔質量，井身圓正、傾斜值符合管井規(guī)范要求。選擇優(yōu)質礫石、渾圓度好、潔凈的石英砂，礫石必須經(jīng)過認真、嚴格篩選符合設計規(guī)定的粒徑。填礫時應從管井四周均勻地、緩慢地填入，隨時測量填入量，嚴禁在一側大量傾倒將井管擠向另一側，造成填礫厚度不均，影響管井使用壽命。

4 濾水管制作

松散地層中管井一般采用金屬穿孔管纏絲的濾水管。管井規(guī)范要求，纏絲應是無毒、耐腐蝕、抗拉強度大的線材，斷面形狀以梯形或三角形為宜，纏絲不得松動，纏絲的間距偏差應小于設計絲距的±20%，以保證濾水管的孔隙率，現(xiàn)行的纏絲主要有鍍鋅鐵絲、低碳鋼塑料涂層纏絲、不銹鋼絲等幾種。

濾水管常受到水流侵蝕、微生物侵蝕、化學腐蝕、電化腐蝕等幾種腐蝕。

化學腐蝕、電化腐蝕是金屬濾水層最主要的腐蝕，而纏絲又是抗腐蝕能力最弱的部分。

鍍鋅鐵絲作為纏絲在纏繞過程中在濾水管的墊筋處產(chǎn)生彎折呈多邊形，在彎折處半徑比較小，彎曲變形大，鍍鋅層可能出現(xiàn)張開裂隙，內徑及兩側產(chǎn)生擠壓可能出現(xiàn)鍍鋅層與鐵芯脫離，使鐵芯失去保護，在電化腐蝕中鐵絲中的鐵成為電極電位較大的陽極被腐蝕，纏絲鐵被消耗掉。在化學腐蝕下由于生銹使鐵絲變粗，減小纏絲間隙，阻礙進水，直至強度喪失，造成管井涌砂。采用鍍鋅鐵絲的管井壽命多在10年左右。

低碳鋼塑料涂層纏絲、不銹鋼絲具有較強的抗腐蝕性能，是較適宜的纏絲種類。

5 管井運行維護管理

為了讓管井最大限度的發(fā)揮作用，有效地延長管井使用壽命，在成井施工抽水實驗后即已確定了該井的最大產(chǎn)水量，管井使用時根據(jù)動、靜水位情況合理匹配揚水機組，嚴格控制開采水量，不要超過試驗最大產(chǎn)水量值。不產(chǎn)生過量的進水流速，即在安全的進水流速下進行生產(chǎn)，所謂安全流速即在管井使用過程中保證不使含水層中的細顆粒流進井內，如果進水流速過高將帶動含水層中的細顆粒使這些細顆粒停留在過濾器附近的含水層并堵塞填礫，過濾器被堵塞后將更增加摩阻損失與進水流速。進水流速增加后將帶動較大顆粒使過濾器的堵塞更加嚴重，如此互為因果，造成管井損壞。當管井出水量不能滿足用水需求時，可另建新井或開發(fā)其它水源。

管井不應長期停用，管井長期停用會使井內水質變壞，纏絲腐蝕嚴重或結垢堵塞濾水管使管井報廢，尤其是硬度高、含鐵多水質影響更為嚴重。鐵路給水站設有備用管井水源的應定期輪換使用或每周運行一次。

對受微生物、有機鐵等堵塞的管井，應定期進行清洗，恢復管井出水量，延長管井使用壽命。

建立管井運行臺帳，詳細記錄揚水機組規(guī)格型號、運行電壓、電流、壓力、出水量、管井靜水位及水質變化情況。

總之，管井作為鐵路沿線生活站的供水水源，通過管井成井工藝的規(guī)范控制和正確的使用管理實現(xiàn)延長管井使用壽命，是保證鐵路運輸不間斷供水，穩(wěn)定職工情緒，提高經(jīng)濟效益的有效途徑之一。