CN1014915B - 地下建筑物渗排水方法 - Google Patents

Abstract

本发明是利用地下水位埋藏条件和自然渗排水功能，将地下建筑物中积存的雨水，通过渗排水通道排至地层深处。方法是在地下建筑物底部钻一孔，钻深至地下沙层，在孔内填石子，使积水渗排至潜水层。钻孔上方顶部放一尼龙网，滤除随水流人的泥土。本发明适用于各种地下建筑物，如地下管道及其人孔、地下室等的排水。排水效果好，经济效益显著。

Description

本发明属于一种地下建筑物的渗排水方法，是利用自然渗排水功能，将地下建筑物积存的雨水，通过排水通道，排至地层深入。

地下建筑物包括电缆管道及其人孔、通信电缆通道、隧道、电力电缆方沟、热力管道和暖气管道方沟、煤气管沟、地下电缆进线室、各种建筑物的地下室等。这些地下建筑物积水直接影响地下建筑物安装设备的安全和增加了日常维护工作的排水工作量。

目前，对于地下管沟和建筑物积存的雨水，采用人工排水、机电式水泵排水、自动排水和自然排水等。英国，是在人孔底部垂直向下装置一根排水管，当地下水位上升时，还装一个钢球浮子单向阀门，防止反灌。日本，是在人孔盖的口圈里，装设一根小管，将人孔外盖进入的雨水引至下水道，或在人孔旁边建筑一个渗水坑，以便存储进入的雨水。以上这些方法起到了某些排水作用，但都不能根治积水。美国专利US4271648设计的地下水排水系统，用专门设计的多孔空心轴，穿过地下建筑物的底部和边壁，延伸至地下水面以下的水源处，轴的一端有锥形端头，另一端上装有法兰接合头，与该处的管道联接，将接收进来的水从空心轴的孔眼中渗排出去。这种装置对钻入地下的孔轴要求较高，设计比较复杂。设备加工用费高。

本发明的目的是研制一种结构简单、经济而有效的地下建筑物渗排水方法，利用自然渗排水功能、解决各种地下建筑物的排水问题。

本发明的实现方法：在地下建筑物的底部钻一孔，穿过上层滞水水层（粘土层）与潜水层连通，并在钻孔里填以石子，使地下建筑物中积存的雨水，渗排至潜水层里，用较小的代价，便可以达到排积水目的。

地下水位按埋藏条件划分为上层滞水、潜水和承压水。上层滞水是当季节性降雨或地表水渗入到局部隔水层受阻而聚集起来的，是距地表最近的地下水。它分布范围很小，常常是雨季时存在，旱季时蒸发消失，是一种不稳定的地下水;潜水是埋藏在地表下的第一个稳定的隔水层，是具有自由水面的重力水，潜水从高水位流向低水位，其静水压表现不明显，故又称无压水;承压水是充满在两个隔水层之间的地下水。当其含水层中的地下水未被充满时，称为层间水，具有潜水性质，当含水层被充满时，如将其上隔水层钻通，地下水会涌出，并高于该处隔水层底板，如涌出地表面，称自流水。每种地下水层之间都有一个隔水层，大都是粘土层。根据地下水的分布情况，将上层滞水底部的隔水层钻通，上层滞水便会通过钻孔流入潜水层，如钻孔足够大时，上层滞水的水位便会逐渐下降，其水位逐渐趋于潜水的自由水面，本发明的渗排水方法就是根据以上原理设计的。

地下建筑物埋深较浅，可以认为是在上层滞水区划里的一个特殊局部隔水层。其渗排水效果与排水量有关，必须满足I₁+I₂＜Q。以上I₁为渗入地下建筑物的水量;I₂为流入地下建筑物的水量;Q为渗排出地下建筑物的水量。在上层滞水量不很大的情况下，很容易满足I₁+I₂＜Q的公式。在上层滞水量很大时，往往形成I₁+I₂≥Q，地下建筑物内积水水位不断上升，可达到与上层滞水的水位持平的程度。

Q值应是一个常数，Q值的确定与渗排水通道周围的土质有关，在含水层里土质情况与渗水系数有关。渗透系数如下表。

土质类别    细砂    中砂    粗砂    砾石

渗透系数（米/昼夜）    2-5    5-15    15-30    30-70

从表中可见，土质颗粒愈小，其渗透系数愈小，如果是粘土，其渗透能力将为0。因此，Q值的大小是根据钻孔周围的土质决定的。不同地区的土层特点不同，多数情况，首先是填土层，然后是 黄土层、沙土层、砂砾。钻孔的深度必须钻至砂砾，约钻深2-5米，才能起到渗排水作用。钻孔设备采用成本较低的人工冲击钻，选用φ76-118毫米的钻孔直径为宜。

为了保证渗排水通道不致被泥土堵塞，采用滤水装置，保持排水通道畅通，使Q为一恒定值。

以下结合附图具体说明

图1是正常土质地下建筑物渗排水装置断面图。

图2是加管渗排水装置断面图。

结合图1，地下土层最上层是上层滞水区1，这是地表面水渗入到局部隔水层受阻而聚集起来的距地表面最近的地下水，以下依次是由粘土构成的局部隔水层2和由砂砾构成的潜水区3。

该渗水装置适用于滞水量不大的地区，在地下建筑物6的底部有一个渗水坑7，在渗水坑中用人工冲击钻垂直钻机钻一个φ76-118毫米的钻孔11，钻深约2-5米，至砂砾处4止，并在钻孔里填以石子5，如果钻孔周围是泥土，应钻得深些，以增加Q值，但钻至超过隔水层后，应立即停止钻进。如钻孔周围是砂子或砂砾可钻得浅些，钻孔后，在钻孔里填石子，一方面渗透性好，另一方面保护钻孔不致塌方：钻孔填石后，用1∶3的水泥砂浆恢复开凿处的基础。同时在钻孔上方顶部放置一块尼龙网8（如160目的尼龙网），再在其上铺以砂子12。该尼龙网起着滤水作用，防止泥土随水进入钻孔，当网上堆积过多的泥土时，可取出清除，并新换粗砂。

结合图2，加管的渗排水装置，适用于上层滞水量很大和长期积水的洼地。其结构与图1所示基本相同，所不同的是在钻孔里多加一根小径塑料管9。塑料管直径可为20-30毫米，在塑料管底部有约20厘米厚的石子层10与砂砾相接。

以北京地区部分实施情况分析，北京城区的潜水位一般低于15米，通信管道底部埋深一般为1.5米左右，人孔底部埋深一般为3米左右，如以钻孔深度2-5米计算，人孔的积水即可以渗排至地层深处。根据已施工的2700多个渗水人孔统计，90%以上达到了随时将水渗排至地层深处，另有10%未能达到渗排水要求，其原因是上层滞水过多，渗排水速度慢。此种情况可通过增加钻孔深度以扩大渗排水面积，解决提高排水速度问题。或者在钻孔里放一根小径塑料管，穿过局部隔水层（粘土），减小进入人孔的上层滞水，在塑料管底部填放一层约20厘米厚的石子与沙层相接。

本发明对于各种地下建筑物，如通信电缆管道及人孔、电力电缆方沟、热力管道方沟、暖气管道方沟、煤气管沟、电话局的地下电缆进线室、地下机房等均可适用于。通常设计地下建筑物时，都要采用一些防水措施，这些防水措施造价昂贵。有些建筑物，如通信电缆管道及其人孔，量大而施工战线长，防不胜防，往往采用防水措施后，仍积存大量的雨水。如采用本发明，排水效果好，经济效益显著，而且其间接经济效益远远大于直接经济效益。

Claims (4)

1、一种地下建筑物的渗排水方法，其特征是在地下建筑物的底部垂直钻孔，该孔穿过局部隔水层与潜水层连通，在钻孔里填以石子或粗沙，钻孔顶部装有使建筑物里积存的雨水渗排至潜水层的铺有沙子的尼龙网。

2、根据权利要求1所述的渗排水方法，其特征是在建筑物底部垂直钻孔，钻深至砂砾层。

3、根据权利要求1所述的渗排水方法，其特征是钻孔的直径为Φ76-118毫米。

4、根据权利要求1所述的渗排水方法，其特征是在钻孔里加一根直径为20-30毫米的塑料管，管子底部垫一层石子，该石子层与沙砾层相接。

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