CN102797260A - 降水井流量调节器 - Google Patents

Abstract

本发明属于土木工程施工领域，涉及一种降水井流量调节器，其包括流量控制阀（1）、水表（2）、封装箱（3）、连接器套件（4）和水管（51，52），所述的流量控制阀（1）和水表（2）连接，位于封装箱（3）内。采用本发明的装置能精确控制地下空间土木工程各施工工况的承压水位降深，既保证工程安全，又最大限度减少抽水量，防止过量抽水，减小对周边环境的影响。本发明结构简单，成本低，使用方便，不改变降水井结构、不影响降水井施工，尤其适用于深基坑开挖等需要抽取承压水降压同时周边环境保护要求高的工程。

Description

降水井流量调节器

技术领域

本发明属于土木工程施工领域，涉及一种降水井流量调节器。

背景技术

随着城市地下空间的发展，深基坑等土木工程的承压水问题日益突出，而复杂的周边环境对基坑的变形要求却越来越严格。当承压水层的上覆土厚度不足以抵抗承压水压力时，即会发生突涌破坏。针对工程的承压水问题，降压抽水是最常用的手段。对于承压水，其降深越大、降水范围越大、降水时间越长，对地表沉降、基坑变形和周边建筑的影响也越大。因此地下工程中一方面要对承压水进行降压治理以保证抗突涌的安全，另一方面要控制承压水治理所带来的周围环境影响。这就要求在实际降压实施过程中要把降压抽水与各施工工况结合起来，最大限度减少承压水的降深和出水量，做到“按需降压”。

现有技术普遍使用的承压水降深控制方法是：根据规范要求，由施工过程中承压水层的上覆土厚度计算出保证抗突涌安全的承压水降深，并考虑足够的安全系数，打设并开启足够的降水井，通过增开或关闭井点来调节承压水位降深，以满足工程要求。

该方法存在如下问题：1）通过开启或关闭某个井点来控制承压水水位降深，往往遇到少降或超降的情况，少降则面临突涌危险，而超降则会给周边环境带来不利影响；2）若采用可控流量的深井潜水泵控制降水井涌水量，则潜水泵投入成本较大，且维修和保护难度大，若采用降压过程中更换水泵的方式控制涌水量，则面临同样的问题，还会增加施工风险。

发明内容

本发明的目的在于为克服上述现有技术的缺陷，而提供一种降水井流量调节器。

本发明提供的降水井流量调节器在不改变原降水井结构、不增加施工难度、不明显提高成本的前提下，仍采用不可控制流量的深井潜水泵，而将降水井排水管断开接入本发明装置，通过本发明装置对降水井涌水量的控制实现承压水位降深的精确控制。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种降水井流量调节器，包括流量控制阀、水表、封装箱、连接器套件和水管，所述流量控制阀和水表连接，位于封装箱内。

所述的流量控制阀为手动调节阀门。

所述的水表为容积式水表或速度式水表。

所述的封装箱的两侧设有对称的圆孔，所述的水管的一端穿过圆孔分别与流量调节器和水表相连。

所述的降水井流量调节器的两端通过连接器套件与降水井排水管相连，其连接方式优选为卡套连接。

所述的水管与连接器套件的连接方式为卡套连接。

使用本装置时须将潜水泵排水管断开为两部分，将本装置安装在两截潜水泵排水管中间。

所述的降水井排水管的一端伸入到降水井中与井内深井潜水泵相连；另一端与连接器套件连接。

所述的降水井排水管一端与连接器套件连接，水管与连接器套件的连接方式为卡套连接；所述的排水管的另一端与工程排水系统连通。

所述的连接器套件包括可变口径部件和连接母件，所述的可变口径部件和连接母件之间为法兰连接；连接母件的一端与流量调节器水管连接，可变口径部件与潜水泵排水管连接。

所述的可变口径部件可配置多种口径，以满足不同降水井排水管的直径要求。

采用水位测定设备实时观测观测井内水位以确定承压水位，水位测定设备为便携式电测水位计，降压期间用于测定观测井内水位，以判断水位降深情况。与本发明装置无直接连接，属辅助使用装置。

所述的水位测定设备为孔隙水压力计和自动数据采集仪，以实时监测观测井内水位。

上述降水井流量调节器在使用时将流量控制阀及水表置于封装箱内，封装箱两端通过连接器套件与深井潜水泵排水管及连接即可，采用水位测定设备实时观测观测井内水位以确定承压水位，当承压水位降深与抗突涌安全要求的降深相比出现少降或超降，则调节封装箱内流量控制阀调整降水井的涌水量，通过多次调节最终实现精确控制工程各施工步骤的承压水位降深，既保证工程安全，又最大限度减少抽水量，防止过量抽水，控制对周边环境的影响。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的降水井流量调节器结构简单，成本低，使用方便，使用时只需将该装置与潜水泵排水管两端连接即可，不改变降水井结构、不影响降水井施工。通过水位测定设备可方便、准确了解承压水水位。本发明适用于深基坑开挖等需要抽取承压水降压并且周边环境保护要求高的工程，尤其适用于地铁车站深基坑、风井、盾构、桥墩基坑和高层建筑深基坑等地下空间土木工程，与降水井及观测井配合使用，通过控制降水井涌水量实现按需抽水。

附图说明

图1为本发明实施例中降水井流量调节器的结构示意图。

图2为本发明实施例连接器套件示意图。

图3为图2所示连接器套件的A-A剖面图。

图4为图2所示连接器套件的B-B剖面图。

附图标注：

1流量控制阀，       2水表，

3封装箱，           4连接器套件，

41可变口径部件，    42连接母件，

51水管，            52水管，

61降水井排水管，    62降水井排水管，

7降水井。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种降水井流量调节器，包括流量控制阀1、水表2、封装箱3、连接器套件4和水管51，52，流量控制阀1和水表2连接，位于封装箱3内。

流量控制阀1为手动调节阀门。

水表2为容积式水表或速度式水表。

封装箱3的两侧设有对称的圆孔，水管51和52的一端分别穿过圆孔，分别与流量调节器1和水表2相连。

降水井流量调节器的两端通过连接器套件4与降水井排水管61，62相连，其连接方式为卡套连接。

水管51，52与连接器套件4的连接方式为卡套连接。

使用本装置时须将潜水泵排水管6断开为降水井排水管61和排水管62两部分，将本发明提供的装置安装在降水井排水管61和排水管62之间。

降水井排水管61的一端伸入到降水井7中与井内深井潜水泵相连；另一端与连接器套件4连接。

降水井排水管62一端与连接器套件4连接；排水管62的另一端与工程排水系统连通。

连接器套件4包括可变口径部件41和连接母件42（如图2～4所示），可变口径部件41和连接母件42之间为法兰连接；连接母件42的一端与水管51，52连接，可变口径部件41与潜水泵排水管61，62连接。

可变口径部件41可配置多种口径，以满足不同降水井排水管的直径要求。

水位测定设备为便携式电测水位计。

水位测定设备为孔隙水压力计和自动数据采集仪。

上述降水井流量调节器在使用时将流量控制阀1及水表2置于封装箱3内，封装箱3两端通过连接器套件4与深井潜水泵排水管61及62连接即可，采用水位测定设备实时观测观测井内水位以确定承压水位，当承压水位降深与抗突涌安全要求的降深相比出现少降或超降，则调节封装箱3内流量控制阀1调整降水井7的涌水量，通过多次调节最终实现精确控制工程各施工步骤的承压水位降深，既保证工程安全，又最大限度减少抽水量，防止过量抽水，控制对周边环境的影响。

图1为本发明实施例的结构示意图，将手动控制阀门1及速度式水表2固定于封装箱3内，封装箱3两端水管5接好连接器套件4，通过连接器套件4与已施工完成的降水井7的深井潜水泵排水管61及62连接，连接器套件间采用法兰连接，连接器套件与水管5、排水管61及62间采用卡套连接，防止出现渗水、脱落的现象。

图2为连接器套件4详图，连接母件42与水管5间采用卡套连接，可变口径部件41可根据潜水泵排水管61及62直径要求设计多种口径，采用卡套连接，与连接母件42采用法兰连接，针对排水管直径不同的潜水泵只需更换配套的可变口径部件41即可。

本实施例以深基坑工程的承压水控制为例，实施时，首先根据基坑的抗突涌稳定条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承压水的顶托力。即

$F=\frac{{\mathrm{\γ}}_s\·h_s}{{\mathrm{\γ}}_w\·h_w}\≥1.1$

（式中：F为抗突涌安全系数，γ_s为各层土的加权平均容重，h_s开挖面至承压含水层顶的深度，h_w承压水头高度。），利用上述公式计算出满足基坑各开挖工况的抗突涌所需承压水位降深。根据降水井设计方案施工坑内降水井及观测井，降水井施工完成后安装本发明降水井流量调节器，将封装箱3通过两端的连接器套件4与降水井的潜水泵排水管61及62连接即可。基坑开挖至临界深度时开启降水井抽水，采用便携式电测水位计作为水位测定设备测量观测井内承压水位，得到承压水位降深与该工况安全开挖所需降深相比较，若出现超降或少降，则调整降水井开启方案并调节密封箱内的手动控制阀门1调整该降水井涌水量，经过多次测量和调节实现精确控制基坑承压水位降深，在此过程中通过速度式水表2记录降水井的涌水量。

当基坑开挖至下一工况临界深度时，重复上述测量观测井水位和调整降水井涌水量的过程，通过本发明装置控制降水井涌水量，在满足安全开挖要求的前提下，尽可能减少抽承压水量，既保证了基坑的安全开挖，又尽可能的减少了抽承压水对周边环境的影响，直至基坑施工顺利结束。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种降水井流量调节器，其特征在于：包括流量控制阀（1）、水表（2）、封装箱（3）、连接器套件（4）和水管（51，52），所述流量控制阀（1）和水表（2）连接，位于封装箱（3）内。

2.根据权利要求1所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的流量控制阀（1）为手动调节阀门；

或所述的水表（2）为容积式水表或速度式水表。

3.根据权利要求1所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的封装箱（3）的两侧设有对称的圆孔，所述的水管（51）和（52）的一端穿过圆孔分别与流量调节器（1）和水表（2）相连。

4.根据权利要求1所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的降水井流量调节器的两端通过连接器套件（4）与降水井排水管（61，62）相连，其连接方式为卡套连接。

5.根据权利要求1所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的水管（51，52）与连接器套件（4）的连接方式为卡套连接。

6.根据权利要求4所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的降水井排水管（61）的一端伸入到降水井（7）中与井内深井潜水泵相连；

或所述的降水井排水管（62）一端与工程排水系统连通。

7.根据权利要求1所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的连接器套件（4）包括可变口径部件（41）和连接母件（42）。

8.根据权利要求7所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的可变口径部件（41）和连接母件（42）之间为法兰连接。

9.根据权利要求7所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的连接母件（42）的一端与水管（51，52）连接。

10.根据权利要求7所述的降水井流量调节器，其特征在于：所述的可变口径部件（41）的一端与潜水泵排水管（61，62）连接。

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