CN101363228A - 一种同时用于疏干和减压降水的管井及其工艺 - Google Patents

Abstract

一种同时用于疏干和减压降水的管井及其工艺，涉及建筑工程技术领域；所要解决的是深井降水功能井点的工艺优化的技术问题；该管井包括井管，井管内自上而下的真空泵、滤管、低于基坑底部平面的潜水泵，井管外自上而下的封孔止水粘土、滤料、低于基坑底部平面的止水粘土和滤料，还包括井管内设于潜水泵下所需深度的一规格与所设管井直径相匹配的、能方便调节设置深度和隔水效果应变功能的管井隔水塞装置。在疏干降水阶段，使隔水塞实现隔水功用以方便疏干降水，进入减压降水阶段，消除隔水塞隔水功用，实施对承压含水层的减压降水。本发明具有能降低工程费用，节约资源，加快施工进度，方便坑内作业，有利于施工安全，操控便捷的特点。

Description

一种同时用于疏干和减压降水的管井及其工艺

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，特别是涉及一种应用于地铁车站深基坑、工作井、风井、盾构、洞门、桥墩基坑和电厂漩流池(井)、高层建筑深基坑等地下空间工程的深基坑降水的管井(亦称深井)工艺结构的工艺优化技术；这种优化实现了以一个井点替代两个不同降水功能井点的技术突破。

背景技术

在地下空间开发利用的各类如地铁车站深基坑、工作井、风井、盾构、洞门、桥墩基坑和电厂漩流池(井)、高层建筑深基坑等地下空间工程中，由于地下水(潜水、承压水)的存在，对基坑开挖和地下建(构)筑物施工往往产生不利影响或构成安全威胁，需要借助疏干降水(使作业面相对干燥)和减压降水(消除承压水顶托力对基坑底板稳定所造成的威胁)措施来方便坑内作业，尤其保障地下施工过程的安全。

通常情况下，深基坑降水工程普遍使用深井降水(亦称管井降水)的方法，该方法一般包括两种工艺手段：一是以降低或疏干基坑深度内非承压含水层中的地下水为目的所采取的疏干管井降水；二是以降低基坑深度以下(有时也包括处于基坑深度内)承压含水层的水头压力为目的所采取的减压管井(亦称降压管井)降水。长期以来，上述两种降水目的所采用的疏干管井和减压管井降水的井点是分别设置的，从而导致基坑内井点布设数量不得不较多所带来的一些弊端：

——妨碍坑内开挖作业，影响开挖进度；

——井管被挖机撞坏的几率较高而影响正常降水运行，减压管井的破坏还会对基坑底板的安全稳定构成威胁；

——相同基坑环境条件下投入的井点材料、降水设备和施工等费用较大。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能降低工程费用，节约资源，加快施工进度，方便坑内作业，有利于施工安全，操控便捷的同时用于疏干和减压降水的管井及其工艺。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种同时用于疏干和减压降水的管井，包括井管(包括沉淀管、过滤器、井壁管)，井管内自上而下的真空泵、滤管、低于基坑底部平面的潜水泵，井管外自上而下的封孔止水粘土、滤料、低于基坑底部平面的止水粘土和滤料，其特征在于，还包括井管内设于潜水泵下所需深度的一规格与所设管井直径相匹配的、能方便调节设置深度和隔水效果应变功能的管井隔水塞装置。

进一步的，所述管井隔水塞装置为气囊式隔水塞。

进一步的，所述管井隔水塞装置为活塞式隔水塞。

本发明所述的一种同时用于疏干和减压降水的管井的制备工艺：

1)管井降水井点施工的常规工艺流程概括如下：井点定位后钻进成孔——终孔后的孔内泥浆稀释——井管(包括沉淀管、过滤器、井壁管)入孔安装——管外滤料围填——管外止水粘土围填——活塞与空压机联合洗井；洗井结束后管井便可择时启动降水运行；

其特征在于，

2)阻水塞装置安装步骤：继续完成“管内隔水塞安装——阻水效果检验”两道工序。隔水塞装置的设置深度应低于设计疏干水位以下几米，以便安装潜水泵，并为井内沉淀物留有一定空间。

进一步的，所述步骤2)中，隔水塞装置的安装与调控应当满足三个要求：一是确保装置达到设定深度，二是足以平衡承压水的顶托力，三是管井下部的承压水被完全阻隔。如此，可完全排除对上部含水层疏干降水的干扰。

本发明所述的一种同时用于疏干和减压降水的管井的使用工艺：其特征在于，使用步骤为：

1)先进行上部潜水层的疏干降水，经水密性检测验证隔水塞已完全阻断隔水塞上下的气水连通后，即可开始潜水层的疏干降水；直致疏干阶段的降水运行结束；

2)转入减压降水运行时，先将隔水塞装置调控到非工作状态，使井管内(隔水塞下部)承压水的压力得以释放，并将隔水塞装置从井内取出，形成了相同于常规减压管井的降水条件，随后即可开始减压降水的运行。

利用本发明提供的一种同时用于疏干和减压降水的管井及其工艺，由于采用。效果而联合深井井点的技术创新点就在于将该两种不同降水功能的两个分设的井点集合和体现于一个井点，从而较好地解决了因两种管井井点分别设置，

对于需要进行疏干和减压两种降水功能的基坑，“一井两用”的联合深井已在工程应用中展示了如下有益效果：

1、与常规功能的降水管井比较，联合深井显示了高效率、高效益的优势，节省了疏干井的投入或减少了疏干井的布设数量及封井费用，发挥了在同样规模和同一岩土工程环境条件下，较大幅度地降低了降水工程费用投入，节约了资源，突现了十分明显的经济效益和社会效益；

2、坑内井点布设数量的减少，加快了降水井点的施工进度，有利于压缩基坑工程总进度；同时方便了基坑开挖施工，有利于提高开挖进度，缩短基坑围护体的暴露时间；

3、坑内井点布设密度的降低，很大程度上减缓了井点对坑内结构施工的妨碍，方便了坑内作业；

4、坑内井点布设密度的明显降低，有利于机械开挖过程对井管的保护，从而维持正常降水运行，有利于确保基坑工程的施工安全和基坑周围的环境安全；

5、隔水塞装置系统具有投入较少、安装拆卸方便，隔水功用操控便捷和一定的重复使用率等优点。

根据上述表述的施工优特点，例举一项在建工程给予进一步地说明。

上海市浦东新区世博园某基坑降水工程，基坑开挖深度17～21.5米，基坑围护深度38～43米。根据该项目的地质报告反映，地面以下16米分布有⑤₂层微承压含水层，止水帷幕部分未完全隔断微承压水。根据前期抽水试验，单井出水量不小于3吨/小时，基坑东面与南面分别有地铁轨道交通的二地下车站，保护要求高。

工程初期按常规降水思路进行方案设计，将降压井与疏干井分开设置，根据以往经验，结合前期抽水试验结果，该基坑初步降水方案设计总井数量不少于200口。后期，降水方案经多方讨论，在基坑围护逆作法施工的工况条件下，初步降水设计方案带来了挖土施工极大的难度，并且容易碰坏井管。之后，将原设计方案进行了较大的修改，采用本发明的技术方案，降压井与疏干井合二为一，利用井内的隔水塞装置，对微承压水和潜水进行分阶段抽水，最终实施的优化方案总井数量为96口，满足了基坑开挖的顺利进行，同时也减少了抽水对周边环境的保护。

工程概要总结(针对上述5个方面优特点)：

节约降水井投入费用约35％；

基坑开挖进度压缩约10％；

对基坑底板施工(钢筋绑扎、砼浇筑和封井处理)的妨碍程度降低40％；

挖土机械损坏井管的几率明显降低(试用该方法的基坑区域未发生)；

一套隔水塞装置仅百余元(每口井配置一套)，费用增加甚少，受益颇多。

附图说明

图1为本发明实施例的同时用于疏干和减压降水的管井的结构示意图；

图2为本发明实施例的同时用于疏干和减压降水的管井中的隔水塞装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

由图1所示，本发明实施例所提供的一种同时用于疏干和减压降水的管井，包括井管(包括沉淀管、过滤器、井壁管)6，井管内自上而下的设于扬水口1及真空泵接口2，滤管5、低于基坑底部平面11的潜水泵8，井管6外(孔壁7内)由自然地面10自上而下的封孔止水粘土3、滤料4、低于基坑底部平面11的止水粘土和滤料，其特点是还包括井管内设于潜水泵下所需深度的一规格与所设管井6直径相匹配的、可方便调节设置深度和隔水效果应变功能的管井隔水塞装置9；在先行的疏干降水阶段，操控隔水塞，使其实现隔水功用，为潜水层的疏干降水运行创造了不受承压水干扰的必要条件；进入减压降水阶段时，操控隔水塞，使其消除隔水功用，实施对承压含水层的减压降水运行。根据制作的材料，所述隔水塞装置分为气囊式，活塞式等多种形式；由图2所示，气囊式隔水塞由气囊82和控制管81构成；由此，实现了由一口联合深井完成原先两口深井的降水功能。

本发明所提供的一种同时用于疏干和减压降水的管井的制备工艺：

1)常规施工工艺流程，

管井降水井点施工的常规工艺流程概括如下：井点定位后钻进成孔——终孔后的孔内泥浆稀释——井管(包括沉淀管、过滤器、井壁管)入孔安装——管外滤料围填——管外止水粘土围填——活塞与空压机联合洗井。

洗井结束后管井便可择时启动降水运行。

2)阻水塞装置安装步骤，

联合深井的施工工艺流程与管井降水井点的施工工艺流程是基本相同的，其区别是在常规施工工艺流程结束后，再继续完成“管内隔水塞安装——阻水效果检验”两道工序。隔水塞装置的设置深度应低于设计疏干水位以下几米，以便安装潜水泵，并为井内沉淀物留有一定空间。隔水塞装置的安装与调控主要满足三个要求：一是确保装置达到设定深度，二是足以平衡承压水的顶托力，三是管井下部的承压水被完全阻隔。如此，可完全排除对上部含水层疏干降水的干扰。

本发明所提供的一种同时用于疏干和减压降水的管井的使用工艺：

1)先进行上部潜水层的疏干降水，经水密性检测验证隔水塞已完全阻断隔水塞上下的气水连通后，即可开始潜水层的疏干降水；直致疏干阶段的降水运行结束；

2)转入减压降水运行时，先将隔水塞装置调控到非工作状态，使井管内(隔水塞下部)承压水的压力得以释放，并将隔水塞装置从井内取出，形成了相同于常规减压管井的降水条件，随后即可开始减压降水的运行。

Claims (6)

1.一种同时用于疏干和减压降水的管井，包括井管，井管内自上而下的真空泵、滤管、低于基坑底部平面的潜水泵，井管外自上而下的封孔止水粘土、滤料、低于基坑底部平面的止水粘土和滤料，其特征在于，还包括井管内设于潜水泵下所需深度的一规格与所设管井直径相匹配的、能方便调节设置深度和隔水效果应变功能的管井隔水塞装置。

2.根据权利要求1所述的同时用于疏干和减压降水的管井，其特征在于，所述管井隔水塞装置为气囊式隔水塞。

3.根据权利要求1所述的同时用于疏干和减压降水的管井，其特征在于，所述管井隔水塞装置为活塞式隔水塞。

4.一种权利要求1所述的同时用于疏干和减压降水的管井的制备工艺：其特征在于，工艺流程：

1)井点定位后钻进成孔——终孔后的孔内泥浆稀释——井管(包括沉淀管、过滤器、井壁管)入孔安装——管外滤料围填——管外止水粘土围填——活塞与空压机联合洗井；洗井结束后管井便可择时启动降水运行；

其特征在于，

2)阻水塞装置安装步骤：继续完成“管内隔水塞安装——阻水效果检验”两道工序；隔水塞装置的设置深度应低于设计疏干水位以下二米。

5.根据权利要求4所述的同时用于疏干和减压降水的管井的制备工艺，其特征在于，所述步骤2)中，隔水塞装置的安装与调控应当满足三个要求：一是确保装置达到设定深度，二是足以平衡承压水的顶托力，三是管井下部的承压水被完全阻隔。如此，可完全排除对上部含水层疏干降水的干扰。

6.一种权利要求1所述的同时用于疏干和减压降水的管井的使用工艺：其特征在于，使用步骤为：

1)先进行上部潜水层的疏干降水，经水密性检测验证隔水塞已完全阻断隔水塞上下的气水连通后，即可开始潜水层的疏干降水；直致疏干阶段的降水运行结束；

2)转入减压降水运行时，先将隔水塞装置调控到非工作状态，使井管内承压水的压力得以释放，并将隔水塞装置从井内取出，形成了相同于常规减压管井的降水条件，随后即可开始减压降水的运行。

Images