本发明属于地质工程技术领域，涉及一种渗流井，尤其是一种将多泥沙河水转化为地下水的渗流井结构。
背景技术：
渗渠(廊道)和傍河管井、大口径井、辐射井是传统的将河水转化为地下水的取水方法，是通过河谷区潜水含水层激发河流地表水渗漏补给来增大单井取水量的取水方式，主要适合于含沙量小沉积物颗粒纯净、透水性强的河流河谷区，通过冲洪积层的强透水性获得河流大强度补给，并且河流泥沙含量小基本不产生泥沙淤积与堵塞，能够连续转化河水来实现持续取水。但渗渠(廊道)和傍河管井、大口径井、辐射井这些取水方法在多泥沙河流河谷区取水效果就相应变差，将不适宜多泥沙河流河谷区以激发河流地表水的取水方式，这是由于多泥沙河流河谷区冲洪积沉积物厚度一般较小，河流沉积物中泥质含量也较高，含水层的透水性普遍不强，采用傍河管井、大口径井、辐射井方式取水，所影响的补给范围小，取水量将极为有限，难以满足取水水量需求；采用渗渠(廊道) 方法取水，虽可以通过增加长度来加大补给范围，但将开挖河床回填透水性强的砂砾石人造含水层，不仅严重破坏河床表层形态和下部含水层结构，由于河流泥沙含量高，河流地表水中的泥沙也将严重堵塞人造含水层，使得人造含水层的渗透性急剧降低取水量大幅锐减而致使渗渠取水工程达不到长期供水目的，这在我国西北地区的多泥沙河流河谷区尤为严重，加之渗渠开挖深度限制通常不能到达下伏岩层中，使得渗渠建设基础不稳定只能作为临时性取水方法来加以利用。并且这些取水方式都要从取水地段含水层地表由上往下揭穿含水层，这将必然存在破坏河床地段地表形态和潜水含水层结构的弊端。因此，需要探索一种新型打破常规的取水方法，尤其在我国西北多泥沙河流河谷地区，就是将多泥沙河水转化为地下水的新型渗流井取水方法，克服渗渠(廊道)和傍河管井、大口径井、辐射井等取水方法的弊端，来满足长期稳定供水对水源建设的需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种将多泥沙河水转化为地下水的渗流井结构。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
这种将多泥沙河水转化为地下水的渗流井结构，包括开设在河流附近的竖井以及与竖井相连通的平巷；所述竖井由地面穿过河流天然冲积层到基岩内；所述平巷开设在基岩内，并由竖井处通向河流底部；所述平巷一端与竖井连通，另一端设置有硐室，所述硐室朝河流方向开设有若干成辐射状分布的辐射孔；所述竖井的底部，于所述平巷连接位置的下方设置有用以储存泥沙的沉淀池。
进一步，上述辐射孔向上穿出基岩至河流天然冲积层中。
进一步，上述竖井内设置有水泵以及与水泵连接的出水管；竖井的上端出口处设置有防洪圈和施工平台。
进一步，上述平巷与竖井连接的一端低于设置硐室。
进一步，上述平巷包括与竖井连通、且向河流下方延伸的主平巷A，以及与主平巷A连通分别向河流上下游延伸的第一支巷和第二支巷；所述第一支巷和第二支巷上分别设置有多个硐室，每个硐室开设有多个辐射孔。
进一步，上述竖井由主筋、副筋和钢筋砼并浇注水泥形成多层结构的井壁。
进一步，上述平巷和硐室的横截面均为拱门结构。
进一步，上述辐射孔向硐室出水的一端设置有单向阀，辐射孔的另一端为进水端，进水端设置有能够防止大量泥沙进入孔内的滤水装置。
进一步，上述辐射孔包括孔壁管，所述滤水装置安装在孔壁管的进水端；所述滤水装置包括与孔壁管连接的滤水管，在滤水管的外端通过管靴连接有滤水管帽，在滤水管帽的内壁设置有用以与钻杆固定的钻杆卡口。
进一步，上述孔壁管的出水端通过预埋渗流孔底座管固定在硐室壁支护混凝土的开孔内；所述滤水管和滤水管帽的周壁上开设有若干渗水孔；所述滤水管帽为锥桶形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
与渗渠相比，本发明是在河床含水层下伏岩层中修建硐室，在硐室内通过辐射孔由下往上揭穿含水层下部来渗流取水，不破坏河床表面地形和河水往含水层渗漏以及含水层渗流的天然结构，尤其是多泥沙河流河床表层和含水层颗粒孔隙间透水滤沙已形成良好的级配特征，即不会破坏含水层和河床表层已天然形成的适宜这种多泥沙河水透水滤沙的特性，保证了取水量的持续、稳定和高产。
与现有技术的辐射井相比，本发明通过主平巷可以将辐射孔的辐射取水补给范围大部分移动布设到河床下部，并且可以顺着河床上下游来串联布设，最有利的辐射距离与补给范围可以根据取水目标进一步加长和加大，取水量可达到辐射井的十几倍甚至数十倍。
进一步，本发明针对河床底部有淤积泥皮，沉积冲洪积含水层含有较高的泥质，河流对含水层的渗漏性和含水层的垂向渗透性相对要小，需要增大河流渗漏补给面积才能满足取水目标要求，通过主平巷到河床再顺河床往上、下游设计支平巷，在支平巷上按相应间距设置4-7个甚至更多的硐室，平巷上将顺河串联多个硐室，来针对性最大限度的增加渗流补给面积，能够保证达到1万m3/d左右的取水水量。
附图说明
图1为本发明的取水原理剖面示意图；
图2为本发明其中一种实施例结构示意图；
图3为本发明的竖井1剖面结构示意图；
图4为本发明平巷2的多层结构的井壁截面图；
图5为本发明硐室3的多层结构的井壁截面图；
图6为本发明辐射孔4的结构示意图。
其中：1为竖井；2为平巷；3为硐室；4为辐射孔；5为沉淀池；6 为出水管；7为水泵；8为防洪圈；9为施工平台；10为河流天然冲积层； 11为河堤；12为河流；13为基岩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1：本发明将多泥沙河水转化为地下水的渗流井结构，包括开设在河流12附近的竖井1以及与竖井1相连通的平巷2；所述竖井1 由地面穿过河流天然冲积层10到基岩13内；所述平巷2开设在基岩13 内，并由竖井1处通向河流12底部；所述平巷2一端与竖井1连通，另一端设置有硐室3，所述硐室3朝河流12方向开设有若干成辐射状分布的辐射孔4；所述竖井的底部，于所述平巷2连接位置的下方设置有用以储存泥沙的沉淀池5。
具体的：本发明辐射孔4向上穿出基岩13至河流天然冲积层10中。竖井1内设置有水泵7以及与水泵7连接的出水管6；竖井1的上端出口处设置有防洪圈8和施工平台9。平巷2与竖井1连接的一端低于设置硐室3。
在本发明的实施例中，平巷2具有多种形式，其中一种结构形式如图2所示：平巷2包括与竖井1连通、且向河流12下方延伸的主平巷 2A，以及与主平巷2A连通分别向河流上下游延伸的第一支巷2.1和第二支巷2.2；所述第一支巷2.1和第二支巷2.2上分别设置有多个硐室3，每个硐室3开设有多个辐射孔4。
参见图3：竖井1由主筋1.1、副筋1.2和钢筋砼1.3并浇注水泥形成多层结构的井壁。如图4和图5所示，平巷2和硐室3的横截面均为拱门结构。
参见图6：本发明的辐射孔4向硐室3出水的一端设置有单向阀3.8，辐射孔4的另一端为进水端，进水端设置有能够防止大量泥沙进入孔内的滤水装置。辐射孔4包括孔壁管3.3，滤水装置安装在孔壁管3.3的进水端；滤水装置包括与孔壁管3.3连接的滤水管3.4，在滤水管3.4的外端通过管靴3.5连接有滤水管帽3.6，在滤水管帽3.6的内壁设置有用以与钻杆固定的钻杆卡口3.7。孔壁管3.3的出水端通过预埋渗流孔底座管 3.2固定在硐室壁支护混凝土3.1的开孔内；滤水管3.4和滤水管帽3.6 的周壁上开设有若干渗水孔；滤水管帽3.6为锥桶形。
综合以上所述，本发明将多泥沙河水转化为地下水的渗流井取水方法，其构筑的工程结构主要由辐射孔群、硐室、平巷(主平巷和支平巷) 和竖井四部分组成(图2)。
竖井：是渗流井取水最终汇集和安装水泵提水的筒状结构(图3)，布设于河谷侧部不影响河流防洪的高漫滩或一级阶地上，内径一般不小于3.5m以满足出渣提升和通风、排水管道安装的要求，井深依据勘查查明的第四系含水层厚度和平巷布设深度确定，其中第四系层段一般采用沉井法施工，下伏岩层段采用全断面爆破法施工，钢筋混凝土支护。
平巷：主要是起到连接硐室和竖井间进行输水作用，一般分主平巷和支平巷，由竖井到河床段为主平巷，由河床附近主平巷顶端分别顺河流上、下游方向开挖的平巷为支平巷(图4)。平巷高度不小于1.8m，并要能够满足通风管道安装和出渣通行对净断面尺寸的基本要求，钢筋混凝土支护。
硐室：是集中采用专用钻机施工辐射孔群的场所(图5)，高度、宽度比平巷大，一般净断面不小于(高)3.0m×(宽)3.0m×(长)3.0m，有一个侧面与平巷相通，双排钢筋的混凝土支护，在支护混凝土中预装辐射孔钻进通道底座管。
辐射孔群：采用辐射孔施工专用钻机，由硐室壁往斜上方施工多眼辐射孔(图6)，形成辐射孔群，辐射孔总孔数应根据取水靶区含水层厚度、岩性结构、透水性等确定，单孔深度长短结合，孔径Φ127mm，渗流孔进入第四系3-5m为宜，并跟管下入特制的Φ108mm滤水管。
以下结合实施例对本发明进一步详细说明：
黄河河段为著名的多泥沙河流，河谷第四系冲洪积含水层厚 12-18m，岩性以泥质砂砾卵石夹透镜状粉土为主，采用傍河管井等方式取水，单井取水量仅为100m3/d左右，采用本发明渗流井取水方法，设计竖井深井深33.0m(不含防洪圈2.5m)，在竖井内地面以下27.0m-29.2m 处，走向东偏北，垂直黄河开挖输水主平巷55m，由到黄河主平巷端口往黄河上游和下游，分别开挖北支平巷和南支平巷各120m，在支平巷南、北顶端和中间间隔60m分别开挖硐室各一个，共计五个硐室，每个硐室内分别向斜上方施工若干眼辐射孔，辐射孔进入第四系冲洪积含水层下部3-5m，并跟管下入特制的Φ108mm滤水管。建成后取水量达10866m3/d，圆满解决了当地城镇生活饮用和农灌用水需求。
实施例2
本实施例为应用本发明在黄土丘陵沟壑区黄河岸边建设应急供水渗流井：
设计竖井深井深33.9m(含防洪圈4.0m)，在竖井内地面以下 23.0m-25.4m处，走向约95°向黄河开挖输水主平巷70m，由到黄河主平巷端口往黄河上游和下游，分别开挖北支平巷、南支平巷120m和60m，在支平巷南、北顶端和中间间隔60m分别开挖硐室各一个，共计四个硐室，每个硐室内分别向斜上方施工若干眼辐射孔，辐射孔进入第四系冲洪积含水层下部3-5m，并跟管下入特制的Φ108mm滤水管。试验证明：取水量达8600m3/d，水质良好，彻底解决了生活供水水源问题。