減壓井

減壓井作為一種排水減壓措施，因其減壓理論成熟、施工簡單、效果明顯等，在堤防工程中受到了廣泛應用。減壓井主要用於降低大壩、堤防、水工建築物等透水地基中的地下水壓。減壓井系統對於滲流控制、防止砂沸或管湧具有顯著的效果。在中國，自從20世紀50年代以來，它就被用作一種處理透水堤基滲流問題的滲控措施。然而，減壓井的淤堵是導致其排水能力降低的一個嚴重問題。

機械淤堵的成因和機理包括：

（1）井口渾水倒灌會造成減壓井井壁的淤堵， 並可能經過濾網向濾層內擴展；

（2）減壓井施工過程中產生的泥漿會直接淤堵濾層，甚至在濾層與地層界面上形成泥皮，降低減壓井的減壓效果；

（3）反濾料級配或濾網設計不合理時，使從含水層中隨水流運動的細顆粒在反濾層及其附近過度集中，形成機械淤堵。

化學淤堵的成因和機理包括：

（1）地層中的針鐵礦、硫鐵礦等礦物是造成減壓井化學淤堵的物質來源；

（2）從地層向井內運動的水流是造成含鐵礦物的溶解（還原）和運移的水力學條件；

（3）井水錶面及井壁與大氣的接觸為

和

等化學淤堵物質的形成提供了氧化條件；

（4）減壓井停止出水的間歇運行期，氧化作用形成的化學淤堵物質吸附沉積在井壁，甚至進入濾層，造成減壓井的淤堵,所以化學淤堵有溯源特性，即在井壁發生，並向井結構、乃至地層中擴展。

生物淤堵的成因和機理包括：

（1）在減壓井水位變動帶容易形成藻類，從而淤堵減壓井；

（2）減壓井井壁上形成的鐵細菌和硫細菌也會造成減壓井淤堵；

（3）生物活動通過黏附堵塞作用、吸附作用及垢化作用促進減壓井機械和化學淤堵。 ^[1] 

（1）合理設計減壓井的濾層和濾網，做好井口保護，防止污水倒灌，鑽進施工中避免採用泥漿固壁，井結構材料均採用惰性材料，儘量保證井花管段在常年地下水位以下有足夠長度，將減壓井兼用作供水井以避免長時間間歇運行等，這些措施都能夠有效減少減壓井淤堵的發生；

（2）大降深洗井和活塞洗井，對已淤堵減壓井減壓效果具有一定的恢復作用；

（3）冰醋酸+絡合物和雙氧水洗井，在一定程度上可以消除減壓井的化學淤堵；

（4）定期殺菌處理可以減少生物活動對減壓井淤堵的影響；

（5）化學淤堵具有溯源性，生物淤堵、由灌淤引起的機械淤堵也是從井壁開始的，即使是顆粒源自含水層的機械淤堵，也可以通過合理設計使淤堵集中在可拆換過濾器中，所以可拆換過濾器的減壓井適用於大多數情況。其首次建設成本雖比常規減壓井增加約50%，但由於它可以通過拆換過濾器而恢復減壓井的功能，所以長期運行中的性能價格比常規減壓井高得多。試驗研究和實際運行已經證明它能有效阻礙淤堵向井外發展，並在自身被淤堵後可以通過更換而恢復減壓井的功能。 ^[1] 

影響減壓井運行效果的因素有很多，其中較主要的有減壓井貫入深度、井管直徑、井間距、出水口高程以及濾層透水性等，現分述如下：

（1）減壓井貫人深度指的是減壓井井管深入到強透水層內的長度。它與強透水層厚度的比值稱為貫入度，是減壓井在設計時的一個重要指標。而貫入深度大小，決定了減壓井進水段進水條件，將直接影響減壓井效果。

（2）井管直徑、井間距、出水口高程分別指減壓井井管的直徑尺寸、同一列井中井與井的距離以及減壓井排水通道安設位置的高程。在減壓井運行過程中，這些因素都將一定程度上影響其出水效果。

（3）濾層透水性指的是包圍在減壓井井管周圍濾層的滲透係數大小。在設計時，濾層的滲透係數一般比較大，但隨着減壓井運行時間延長，濾層往往會發生淤堵，又或者是在施工時由於技術與操作的原因，造成泥漿等雜質混入濾層，引起濾層滲透係數下降。由於濾層是減壓井進水口之前的一道屏障，濾層滲透係數下降，透水性降低，對減壓井的排水性能會造成很大影響。 ^[2] 

常用的壓縮空氣法、離心泵法、抽水洗井法等洗井方法形成的降深都較小，一般在3m以內，而且單純依靠抽水，不能有效促進淤堵物的流動甚至鬆動，所以很難徹底清除減壓井過濾系統內的細顆粒、Fe離子及膠結物等淤堵物質，最終降低了洗井功效。根據減壓井的淤堵機理以及洗井方法的不足，認為要想比較徹底的清除減壓井過濾系統的淤堵物，可以借鑑水力學方法，利用活塞式大降深抽注水洗井方法。

這種方法主要借鑑了水力學方法及物理上的活塞原理，採用大降深，並採用循環式的抽注水進行洗井。其優點在於：

（1）根據水力學原理，大降深形成的大坡降對於淤堵物的起動有明顯的作用。

（2）活塞式可以實現對淤堵物的正反兩個方向交替施力，利於淤堵物的鬆動，因為抽水可以抽出淤堵物，並實現正向的驅動淤堵物，而注水可以反向驅動淤堵物，使淤堵物向四周流散，抽注水循環進行有效促進了細顆粒、鐵鏽水及膠結物等淤堵物的鬆動乃至流動，增大了滲透性，利於淤堵物的有效清除。 ^[3]