CN103526767A - 一种降水井封堵装置及封堵降水井的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降水井封堵装置及其应用方法，主要解决了现有技术中降水井封堵成功率低、封堵质量差、成本高、施工复杂等问题。该降水井封堵装置包括两端开口且下端用于连通降水井井口、上端封闭的钢筒（1），开设于钢筒（1）上端的封闭端面上并用于插入砼导管的通孔，以及用于封堵该通孔的橡胶塞（5）；在钢筒（1）上端的封闭端面上设有用于连通钢筒（1）内部与外界的液位观察管（3），且在该液位观察管（3）上还设有用于切换钢筒（1）内部与外界连通状态的开关装置（4）。本发明只需采用提高一个标号的普通砼，成本低、无污染、无空腔，无需回填石渣、无后续灌浆处理等工序，保证了砼与地基的结合质量，降低成本，节省时间。

Description

一种降水井封堵装置及封堵降水井的方法

技术领域

本发明涉及降水井封堵技术领域，具体的说，是涉及一种降水井封堵装置及应用该降水井封堵装置封堵降水井的方法。

背景技术

降水井是一种为降水打的井，并通过水泵抽取地下水，以降低地下水的水位；在地下结构施工中，属于一种常见的降水设施，如：深基坑（或地下室）施工中往往会出现渗水或涌水，为了保证干地施工，则一般采用降水井降低施工范围内地下水位，从而可保证降水井范围以外正常施工。施工完成后，需要将降水井进行封堵。

现有技术中，封堵降水井的施工主要包括以下几种：

一、用水灰比较小砼快速埋填降水井，这种方法不能保证砼质量，涌水越大封堵失败的风险越大；

二、在上述方法一的基础上，在降水井周边灌浆，阻塞涌水通道，减小涌水，该种方法虽然降低了封堵失败的风险，但是，大大增加了封堵成本、延长了工期；

三、采用特殊速凝砼或添加外加剂等埋填材料，快速埋填降水井，但该方法也只是降低了封堵失败的风险，而增加了施工成本，且会对周围环境造成严重破坏；

四、采用盲沟等将水引开，将降水井和底板同时浇筑，这种方法适用于周围有其它降水井的情况下，其缺点是盲沟处会造成质量缺陷，如果要通过灌浆等方式处理盲沟会大大增加成本并且处理效果难以保障。

进一步的，为了提高降水井封堵施工的工程质量，采用钢套筒置于降水井井口以上，浇筑完降水井周围砼后对钢套筒进行封堵，封堵后在封井位置以上进行砼浇筑。该种方式主要存在以下缺陷：（１）封井位置以下一般为空腔或回填石渣等，导致此处存在质量隐患，如果采用灌浆等方法处理又会大大增加成本并造成环境污染，并且此处质量仍然得不到保证；（2）后浇块与先浇块无法形成一个整体，扬压力过大时会造成后浇块抬动等质量隐患。

此外，在降水井的封堵施工中，常应用到一些辅助的用于封堵施工的封堵装置，如授权公告号为CN100557146C的中国发明专利“深基坑降水井快速封堵装置”，公开号为CN202492852U的中国发明专利“一种降水井封堵装置”，公开号为CN202175962U 的中国发明专利“一种降水井封堵系统”等等。上述封堵设备均存在结构复杂、成本较高，且不具备普遍适用性、适用范围窄等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构简单、设计合理、实现方便的降水井封堵装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种降水井封堵装置，包括两端开口且下端用于连通降水井井口、上端封闭的钢筒，开设于钢筒上端的封闭端面上并用于插入砼导管的通孔，以及用于封堵该通孔的橡胶塞；在钢筒上端的封闭端面上设有用于连通钢筒内部与外界的液位观察管，且在该液位观察管上还设有用于切换钢筒内部与外界连通状态的开关装置；其中，钢筒上端的封闭端为可拆卸式。

作为一种优选，所述钢筒上端通过与其端口匹配的钢筒盖封闭，所述通孔、液位观察管则均设置于钢筒盖上。

进一步的，为了节约成本，实现循环利用，所述钢筒盖通过法兰可拆卸式连接于钢筒上端。

再进一步的，为了避免后浇块不会与先浇块产生相对抬动、滑离等，确保先浇块与后浇块的整体结合性，所述钢筒为波形钢筒，其筒壁形状呈波纹形。

在一种实施方案中，所述橡胶塞为圆台形橡胶塞。

为了提高密封性能，所述通孔内设有紧贴其内壁的密封橡胶圈。

在一种实施方案中，所述液位观察管为具有两个端口且透明的中空管道，其一端与钢筒内部连通、另一端开口。

在一种实施方案中，所述开关装置设置于液位观察管上靠近钢筒的位置处。

在一种实施方案中，所述开关装置为阀门。

本发明还提供了应用上述降水井封堵装置对降水井进行封堵的方法，包括以下步骤：

（1）要浇筑降水井周围砼时，将钢筒放置于降水井上，用水泵抽取降水井内的水，保证降水井内一定水位；

（2）浇筑降水井及钢筒下部周围底板砼；

（3）待砼浇筑完毕并达到一定强度，将钢筒盖与钢筒上端通过法兰连接，并在二者的连接处设密封圈；一般地，底板砼的砼面低于钢筒盖与钢筒的连接处；

（4）用橡胶塞塞住钢筒盖上通孔内的密封橡胶圈；

（5）打开开关装置，钢筒及降水井内部与外界大气压连通，降水井内的水利用降水井内与外界大气压的压差，流至液位观察管内并上升，待液位观察管内水位稳定后，对该水位处进行标记；此高程即为降水井处水头高程，标记方式可直接在液位观察管上标记，也可选用其他装置进行标记，标记的作用在于记录下降水井处水头高程；

（6）关闭开关装置，然后取出橡胶塞，将砼导管通过密封橡胶圈插入降水井，直至砼导管管口靠近降水井井底；

（7）采用水下砼浇筑工艺向降水井井内浇筑砼，同时或随后打开开关装置，此时降水井内水由动水变为静水，满足水下砼浇筑条件，直至该砼面上升至步骤（2）中所浇注的底板砼面以上；

（8）关闭开关装置，将砼导管快速抽出并用橡胶塞塞住密封橡胶圈；

（9）打开开关装置，待步骤（7）中的浇砼达到符合施工标准的强度后，取下钢筒盖；

（10）将步骤（2）中底板砼面以上钢筒及其内砼除去，修补表面砼，完成降水井封堵。

进一步的，所述步骤（7）中降水井井内浇筑砼的砼面低于钢筒上端与钢筒盖的连接处。

若密封不严密，则在所述步骤（7）-（9）中，液位观察管内水位会有所下降，为了确保砼面以上水的压强，创造水下砼在静水中浇筑和凝固的条件，当液位观察管内水位低于所述步骤（5）中所做标记的位置处，则通过液位观察管上端管口向管内补水，直至管内水位等于或高于所做标记的位置处。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明中钢筒置于降水井口上，浇筑完降水井周围砼后对钢筒上端进行封闭，变动水为静水，创造水下砼浇筑条件，然后将砼导管从通过钢筒盖插入至降水井内并延伸靠近降水井井底，采用水下砼浇筑工艺向井内浇筑砼，一方面，变动水为静水，创造水下砼浇筑条件，无论该降水井处涌水有多大，水压力有多大，均不限制此方法的应用，可实现高质量的浇筑，成本低，无污染。另一方面，克服了现有采用装置封井技术中，在封井位置以上进行砼浇筑，而封井位置以下为空腔或回填石渣等，导致此处存在质量隐患，以及采用灌浆等方法处理又会大大增加成本并造成环境污染的缺陷，本发明无需回填石渣等，可保证砼与地基的结合质量，无空腔，无需后续灌浆处理等工序，降低成本，节省工期。

（2）本发明中钢筒为波形钢筒，具体的说，钢筒的筒壁形状呈波纹形，不仅确保了先浇块与后浇块的整体结合性；而且，当基坑底板受较大的扬压力时，波纹形的筒壁可限制先浇块和后浇块在竖直方向上的自由度，有效地避免了后浇块与先浇块产生相对抬动、滑离等缺陷。

（3）本发明中钢筒盖与钢筒的连接方式为可拆卸式连接，封堵施工完成后，可先行取下钢筒盖，然后仅将多余的钢筒（底板砼面以上的钢筒）除去，钢筒盖及其上的部件均可循环利用，极大地节约了施工成本。

（4）本发明中钢筒与钢筒盖的连接处以及钢筒盖上的通孔处均经过密封处理，保证了本发明实施时良好的密封性能。

（5）本发明中所采用的零部件均由普通材料制作，其造价低廉，与现有技术相比，不仅具备新颖性和创造性；而且，降水井内水量大小、井点处水头高低对封堵作业没有影响，使得本发明具有极强的普遍适用性，具备非常高的实用性，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本发明中应用钢筒抽取降水井内水的状态图。

图2为本发明中降水井封堵装置的结构示意图。

图3为本发明中应用降水井封堵装置的注砼的状态图。

其中，附图标记所对应的名称：1-钢筒，2-钢筒盖，3-液位观察管，4-开关装置，5-橡胶塞，6-密封橡胶圈，7-底板砼，8-砼导管，9-基础，10-降水井，11-抽水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种降水井封堵装置，主要应用于深基坑（或地下室）施工中降水井的封堵作业。该降水井封堵装置主要包括钢筒1和与之匹配的钢筒盖2两部分，进一步的，钢筒盖上开设有贯穿钢筒盖的通孔，该通孔内塞有橡胶塞5，作为优选，该橡胶塞为圆台形橡胶塞；此外，在钢筒盖上还设有一根与其连接的液位观察管3，通过该液位观察管与钢筒内部可与外界大气压连通，控制二者连通状态的部件设置为开关装置4，一般地，选用阀门作为开关装置，阀门设置在液位观察管上并靠近液位观察管与钢筒盖的连接处，阀门打开，液位观察管处于畅通状态，钢筒内部则与外界大气压连通，阀门关闭，液位观察管处于闭合状态，钢筒内部与外界大气压隔离。

钢筒呈两端开口的中空结构，其材质不作特别限定；降水井挖设于基础9下，本发明在应用时，将钢筒置于降水井10的井口上，其下端开口与降水井井口匹配，作为常识，钢筒的下端口径应当大于或等于降水井的井口口径，一般地，钢筒上下端口径保持一致，但是，若有其他工况需求时，对钢筒的上下口径也可作相适应的改变，说明书附图中钢筒上下两端口径的大小比例不应当限制本发明的保护范围；钢筒的上端采用钢筒盖封闭，二者通过法兰可拆卸式连接，该设计的优点是钢筒盖可从钢筒上取下，循环利用，节约施工成本；同时，为了保证密封性，在二者的连接处设有密封圈。

一般地，目前市面上的钢筒为直筒形，即筒壁为光滑的弧面，如：圆柱体的侧面，采用该种结构的钢筒在浇筑降水井及钢筒下部周围底板砼7时，钢筒的下部会预埋至底板砼面以下，若基坑底板受较大的扬压力时，后浇块与先浇块会产生相对抬动、滑离等，影响工程质量。本实施例针对上述缺陷，将钢筒设计为波形钢筒，具体的说，钢筒的筒壁形状呈波纹形，不仅确保了先浇块与后浇块的整体结合性；而且，当基坑底板受较大的扬压力时，波纹形的筒壁可限制先浇块（钢筒外的浇砼）和后浇块（钢筒内的浇砼）在竖直方向上的自由度，有效地避免了后浇块与先浇块产生相对抬动、滑离，影响工程质量的缺陷。

钢筒盖上开设的通孔用于插入砼导管，在无需向降水井内注砼时，则该通孔通过上述的橡胶塞塞住，以保持钢筒及其下降水井内部的密封性。为了进一步提高橡胶塞的密封性能，在通孔内安装有紧贴其内壁的密封橡胶圈6，橡胶塞则塞入该密封橡胶圈内。

本实施例中，液位观察管为具有两个端口且透明的中空管道，其一端与钢筒内部连通、另一端开口。透明设计便于观察管内液位变化，其可以是全透明，也可以是一部分透明，本领域技术人员可以根据实际工况进行选择。进一步的，透明管道可选用软管，其优点在于，可随意摆放，方便实施。

采用上述的降水井封堵装置封堵降水井的方法如下：

前期工作

首先，用水泵通过抽水管11抽取降水井内的水，使降水井内保证一定水位，其中，水位的高低并没有特别限定，本领域技术人员可根据实际工况选择降水井内的水位高度；其次，将钢筒放置于降水井上，且以钢筒的下端开口完全覆盖降水井井口为最佳，放置好钢筒后，浇筑降水井及钢筒下部周围底板砼，然后，将钢筒盖与钢筒上端通过法兰连接，并在二者的连接处设密封圈，考虑到钢筒盖的循环利用，底板砼的砼面应当低于钢筒盖与钢筒上端的连接位置处。盖上钢筒盖以后，用橡胶塞塞住钢筒盖上通孔内的密封橡胶圈。完成上述工作之后，打开开关装置，钢筒内部（包括降水井内部）与外界大气压连通，钢筒及降水井内与外界大气压存在压差，且此时钢筒及降水井内压强大于大气压强，因此，降水井内水在压强的作用下冲入设置在钢筒盖上的液位观察管内，并上升到一定高度，待压强平衡以后，液位观察管内的水位基本稳定，施工人员观察该水位，并在液位观察管相对应的位置做上标记。

中期工作

液位观察管内水位标记完成后，关闭开关装置，此时，钢筒及降水井内部不与外界连通，二者内部处于密封状态；然后，取出钢筒盖上的密封橡胶塞，将砼导管8通过密封橡胶圈插入降水井，直至砼导管管口靠近降水井井底，一般地，砼导管管口距离降水井井底20cm为佳，如图2所示；砼导管插入完成后，采用水下砼浇筑工艺向降水井井内浇筑砼，同时或随后打开开关装置，值得说明的是，采用水下砼浇筑工艺的先决条件在于水必须为静水，而现有技术中，在对于降水井封堵施工时，降水井内水始终为动水，满足不了静水作业的要求，采用本发明中公开的封堵装置及封堵方法，在该步骤时，降水井内水即从动水变为静水，从而满足了水下砼浇筑工艺的先决条件——静水，这也是本发明设计的核心原理；浇筑砼待该砼面上升至底板砼面以上或与之齐平，停止砼浇筑，关闭开关装置，并将砼导管快速抽出并用密封橡胶塞迅速塞住密封橡胶圈，一般地，水下砼浇筑工艺可采用泵送式或浇水下自密实砼；然后，打开开关装置，待钢筒及降水井内的砼达到符合施工标准的强度后，取下钢筒盖，在此过程中，应当保证液位观察管内水位不低于所作标记处，若液位观察管内水位低于前期工作中所做标记的位置处，则通过液位观察管上端管口向管内补水，直至管内水位等于或高于所做标记的位置处。此外，考虑到钢筒盖的循环利用，钢筒及降水井内的浇砼面应当低于钢筒盖与钢筒上端的连接位置处。

后期工作

取下钢桶盖之后，除去底板砼面以上钢筒及其内砼，并修补表面砼，从而完成降水井封堵。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于，当降水井处水头较低时，可在仅降水井上放置去掉钢筒盖的钢筒，钢筒的高度应当满足高于降水井处水头，然后即可先后直接采用水泵抽水及砼导管向降水井内注砼，进行封堵。该方案的原理与实施例1一样，均是将降水井内水由动水变静水，降水井处水头达到一定高度后，即不在上升，而保持静止，即满足了水下砼浇筑工艺的先决条件。需要说明的是，该方案在一定范围内，结构较为简单，操作较为方便，不过，其适用范围差于实施例1的方案。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种降水井封堵装置，其特征在于，包括两端开口且下端用于连通降水井井口、上端封闭的钢筒（1），开设于钢筒（1）上端的封闭端面上并用于插入砼导管的通孔，以及用于封堵该通孔的橡胶塞（5）；在钢筒（1）上端的封闭端面上设有用于连通钢筒（1）内部与外界的液位观察管（3），且在该液位观察管（3）上还设有用于切换钢筒（1）内部与外界连通状态的开关装置（4）；钢筒（1）上端的封闭端为可拆卸式端面。

2.根据权利要求1所述的一种降水井封堵装置，其特征在于，所述钢筒（1）上端通过与其端口匹配的钢筒盖（2）封闭，所述通孔、液位观察管（3）则均设置于钢筒盖（2）上，且该钢筒盖（2）通过法兰可拆卸式连接于钢筒（1）上端。

3.根据权利要求1所述的一种降水井封堵装置，其特征在于，所述钢筒（1）为波形钢筒，其筒壁形状呈波纹形。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种降水井封堵装置，其特征在于，所述橡胶塞（5）为圆台形橡胶塞。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种降水井封堵装置，其特征在于，所述通孔内设有紧贴其内壁的密封橡胶圈（6）。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种降水井封堵装置，其特征在于，所述液位观察管（3）为具有两个端口且透明的中空管道，其一端与钢筒（1）内部连通、另一端开口。

7.根据权利要求1至3任一项所述的一种降水井封堵装置，其特征在于，所述开关装置（4）为阀门，其设置于液位观察管（3）上靠近钢筒（1）的位置处。

8.应用如权利要求1至7所述的降水井封堵装置封堵降水井的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将钢筒放置于降水井上，用水泵抽取降水井内的水，保证降水井内一定水位；

（2）浇筑降水井及钢筒下部周围底板砼；

（3）待钢筒外的砼浇筑完毕并达到一定强度，取出泵管，将钢筒盖与钢筒上端通过法兰连接，并在二者的连接处设密封圈；

（4）用橡胶塞塞住钢筒盖上通孔内的密封橡胶圈；

（5）打开开关装置，钢筒及降水井内部与外界大气压连通，降水井内的水利用降水井内与外界大气压的压差，流至液位观察管内并上升，待液位观察管内水位稳定后，对该水位处进行标记，此高程即为降水井处水头高程；

（6）关闭开关装置，然后取出橡胶塞，将砼导管通过密封橡胶圈插入降水井，直至砼导管管口靠近降水井井底；

（7）采用水下砼浇筑工艺向降水井井内浇筑砼，同时或随后打开开关装置，此时井内为静水，满足水下砼浇筑条件，直至该砼面上升至步骤（2）中所浇筑的底板砼面以上；

（8）关闭开关装置，将砼导管快速抽出并用橡胶塞塞住密封橡胶圈；

（9）打开开关装置，待步骤（7）中浇的砼达到符合施工标准的强度后，取下钢筒盖；

（10）将步骤（2）中底板砼面以上钢筒及其内砼除去，修补表面砼，完成降水井封堵。

9.根据权利要求8所述的封堵降水井的方法，其特征在于，所述步骤（7）中降水井井内浇筑砼的砼面低于钢筒上端与钢筒盖的连接处。

10.根据权利要求8或9所述的封堵降水井的方法，其特征在于，所述步骤（9）中，若液位观察管内水位低于所述步骤（5）中所做标记的位置处，则通过液位观察管上端管口向管内补水，直至管内水位等于或高于所做标记的位置处。

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