輻射井由一口大直徑的鋼筋混凝土管豎井自豎井內(nèi)的任一高程和水平方向向含水層打進(jìn)具有一定長度的多層、數(shù)根至數(shù)十根水平輻射管組成。國家節(jié)水灌溉北京工程技術(shù)研究中心在充分研究國內(nèi)外輻射井技術(shù)的基礎(chǔ)上,開發(fā)出了一種出水量大、施工簡單、成井深度深、適用地層廣、成井速度快和成本較低的輻射井技術(shù),該技術(shù)與國內(nèi)外輻射井相比,有以下優(yōu)點(diǎn):
一是豎井體積小、井壁薄,井管用材量大大減少。
二是井深較深、施工速度快,深度可達(dá)40米左右,成井時(shí)間一般為10天。
三是適用地層和范圍廣。國外輻射井技術(shù)至今不能在極細(xì)顆料的粉砂含水層中打水平孔,
而該中心輻射井技術(shù)解決了粉土、粉砂、細(xì)紗等細(xì)顆粒含水層以及中粗砂層、砂礫石層、卵石層的成井問題,使輻射井更適用于農(nóng)田灌溉排水、城市供水和基礎(chǔ)工程降水等。
四是出水量大。由于輻射井可以打深,能有效地開發(fā)較深含水層的地下水,獲得更大的水量。
五是投資低。在該中心開發(fā)的輻射井技術(shù)中,豎井采用鉆機(jī)成孔法成孔,漂浮法下井管成井。豎井可以打到100米深度,但由于目前水平輻射管施工技術(shù)和排砂設(shè)備達(dá)不到這一深度,因此豎井深度限制在40米左右。水平輻射管則采用中國水科院自行研制具有扭力、推力、拉力和水沖力的全液壓水平鉆機(jī)完成,施工方法分為直接頂進(jìn)法和套管法兩種。
這種輻射井技術(shù)適宜以下用途:
一是用于農(nóng)田灌溉。由于輻射井出水量是管井的8~10倍,且適用地層廣、可有效開發(fā)含水層中的地下水,因此它是開發(fā)淺層地下水用于農(nóng)田灌溉的理想井型。特別是在含水層分層較多且含水層較薄的地層,管井開發(fā)一般水量不大,如果用輻射井取水,結(jié)合噴灌、微灌等節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行灌溉,效果更佳。
二是用于井渠結(jié)合、井灌井排、旱澇堿綜合治理。在非含水層中打進(jìn)50米~60米長的輻射管,可以大面積有效降低地下水位,起到深暗管排水的作用,達(dá)到調(diào)控淺層水,地下水、地面水聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用和旱澇堿綜合治理的目的。一個(gè)10米深豎井,水平輻射管長50米~60米的輻射井,可以控制灌溉面積200畝左右,調(diào)控地下水面積400畝左右。
三是用于城鎮(zhèn)及工礦企業(yè)供水。在地下水資源豐富,特別是沿河岸地區(qū)采用此技術(shù)取地下水供水,不僅水量大、水源穩(wěn)定,而且水質(zhì)較好,管理運(yùn)行費(fèi)用較低。國外許多城市供水不直接引河水,而在河岸用輻射井取地下水。
四是用于基礎(chǔ)工程降水。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)工程降水是用管井、輕型井點(diǎn)等方法,但是一遇到大型基礎(chǔ)工程降水,或地層中存在上層滯水層,或跨越鐵路、高速公路、繁華市區(qū)、群房施工地下管線需要降水時(shí),傳統(tǒng)的降水方法就很困難了,而用輻射井降水便可解決。
五是用于尾礦壩,降低壩體浸潤線。為防止尾礦壩出現(xiàn)管涌垮壩,需要降低浸潤線,通常用輕型井點(diǎn)法,但此類井的壽命不長,而且需要長期安泵抽水,運(yùn)行費(fèi)用較高,輻射井技術(shù)便不存在此類問題。
北方灌區(qū)采用井渠結(jié)合,以渠補(bǔ)源,是合理利用地下水,實(shí)現(xiàn)灌區(qū)水資源高效利用的有效途徑,而且可以達(dá)到調(diào)控地下水位,調(diào)蓄天然降雨,達(dá)到綜合治理旱、澇、堿的目的。輻射井是開采淺層地下水,實(shí)現(xiàn)井渠結(jié)合的理想井型。
輻射井由一口大直徑的豎井和自豎井內(nèi)任意高程和任意方向打進(jìn)的多層、數(shù)根水平向的集水管組成。集水管平行于含水層,不受含水層厚度的限制,采集地下水的范圍廣,單井出水量大,調(diào)控能力強(qiáng),單井出水量為管井的5-8倍