CN104878771A - 真空管井降水系统的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种真空管井降水系统的施工方法，包括以下步骤：钻井；在井口部位放置一钢支架，通过钢缆绳吊底的方法逐节下放井管；待井管放至井底后，将钢缆绳抽出；扶正井管，填滤料；采用空压机洗井；安装井口密封结构；在井口密封结构周围砌筑圆形井室，井室标高与场地地面齐平；铸铁井盖四周用沥青密封并压实；安装水泵、真空泵和水箱；冬季施工中，向水箱中加入防冻剂。本发明的优点是：井口密封性好；法兰盘上盘的水位观测孔连接球阀，方便了水位的观测；真空泵水罐通过角钢支架放置在真空泵上方，有效利用了场地的空间；采用成本低廉的亚硝酸钠溶液作为防冻剂，效果较好。

Description

真空管井降水系统的施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种真空管井降水系统的施工方法，主要用于地下工程建设过程中降低水位。

背景技术

在地下工程建设过程中，如何处理好地下水是一大难题。管井降水的主要原理就是通过施工降水井，使地下水在重力作用下向井中汇集，再通过水泵将地下水抽出，从而达到排除地下水的目的。

目前，真空管井降水得到越来越多的应用，降水工程主要原理是通过降低抽水井中的地下水位，使得地层中的水位与抽水井中的水位存在一个水头差。在水头差的作用下，地下水从地层向井中渗流，水头差越大，水的流动越快，地层中的水排出也越快，从而达到排除地下水的目的。这种降水方法不仅保留了管井重力释水的优点，而且可以在交互地层中形成负压，能有效解决粘性土、饱和粉土等弱透水层的疏干难题。从结构上来说，真空管井降水比普通管井降水多了一套真空系统，其降水效果的好坏很大程度上取决于井口密封的效果。目前真空管井降水井口密封设备存在的主要问题有：井口密封结构尚不完善，密封效果差，安装和拆卸不方便；真空泵设备占地面积较大且噪音较大；冬季施工中，真空泵运行间歇期间，循环水极易冻结。防冻液成本昂贵且消耗量较大，24小时开启真空泵耗电量较大，目前没有兼顾经济性和实用性的防冻措施。

发明内容

本发明旨在提供一种真空管井降水系统的施工方法，以解决现有技术存在的井口密封施工工艺及工法尚不完善；真空泵设备占地面积较大且噪音较大；冬季施工中，真空泵运行间歇期间，循环水极易冻结的问题。

本发明的技术方案是：一种真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设置一反循环钻机；

（2）调节钻机至指定位置，启动钻机，将钻头钻至需要的深度；

（3）在井口部位放置一钢支架，通过钢缆绳吊底的方法逐节下放井管；待井管放至井底后，将钢缆绳抽出；

（4）扶正井管，填滤料；

（5）采用空压机洗井数小时；

（6）安装井口密封结构；

（7）在井口密封结构周围砌筑圆形井室，井室标高与场地地面齐平；铸铁井盖四周用沥青密封并压实；

（8）安装水泵、真空泵和水箱；

（9）冬季施工中，向水箱中加入防冻剂。

所述的步骤（6）包括：将已完成降水井井管附近的土挖出，拆除多余井管；沿井管挖出深20cm、宽10cm的环形槽，浇筑豆石混凝土；在混凝土未凝固前，将一密封筒的下部套在井管上，缓慢向下插入至环形槽槽底；养护豆石混凝土，在密封筒下部的外侧形成混凝土护套，在该混凝土护套的上端形成向外周延伸的混凝土平台，在该混凝土平台的外周上面至地面之间建筑所述的圆形井室；在混凝土护套下部的井管外侧填填埋黄土或粘土。

所述的井管采用多节水泥死管同轴对接而成，在每一对接处用聚乙烯薄膜缠绕3-5圈，并用宽胶带绑扎牢固。

在所述的密封筒顶端设密封盖，在密封盖上设有抽水接口、真空表接口、水位观测接口、抽气接口和电缆线孔；在该密封筒的顶端设有法兰盘，所述的密封盖通过螺栓固定在该法兰盘上，在两者之间设有密封圈。

所述的步骤（8）包括：在井室预留洞口，结合场地条件开挖深50cm、宽40cm的沟槽，埋入相应数量的抽水管、抽气管及电缆线；抽水管引至沉淀池，抽气管及电缆线引至相应配电区；管线从井室预留洞口进入井室，连接在密封盖的相应接口上；电缆线穿过电缆线孔和水泵连接后，下放水泵至井底；在密封盖的水位观测接口上连接球阀；将真空表安装在密封盖的真空表接口上；

在井口地面上安装真空泵和水箱，真空泵的进气口通过抽气管与密封盖上的抽气接口连接，调试水泵及真空泵。

所述的真空泵采用水环式真空泵，水环式真空泵的排气口和工作液接口分别与水箱的进水口和出水口连接；所述的水环式真空泵安装在一基座上，水箱安装在一支架上，该支架的支撑在该基座的两侧，相互之间留有间距；所述的水箱的箱体为圆筒形，顶端为穹顶，底端封闭有底板；在该穹顶的中部设有排气口；在箱体的一侧装有水位计，在箱体的上部的两侧分别设有加水口和所述的进水口，在箱体的下部设有所述的出水口。

在所述的水箱的排气口安装一出水收集装置，该出水收集装置包括集水槽、软管、过滤网和排气孔，在集水槽的顶端的入口与水箱的排气口之间用软管连接，在集水槽内设有过滤网，在集水槽的上部周边设有多个排气孔；在集水槽的底端设有出口，并与所述的加水口连接；该集水槽设在该加水口上方。

在所述的集水槽的顶端周边设有防尘罩。

所述的防冻剂采用亚硝酸钠溶液。

本发明的优点是：

 1、井口段密封通过以下措施保证气密性：

（1）井口段地下水位以上井管采用水泥死管；

（2）井口段采用粘土或黄土作为封井材料；

（3）法兰密封筒与井管连接部位采用豆石混凝土密封；

2、法兰盘上盘的水位观测孔连接球阀，与传统的螺帽相比，极大的方便了水位的观测；

3、真空泵水罐通过角钢支架放置在真空泵上方，有效利用了场地的空间。

4、采用成本低廉的亚硝酸钠溶液作为防冻剂，效果较好。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是采用本发明施工的真空管井降水的井口密封结构的剖视示意图；

图3是图2中的密封盖与密封筒之间的组装结构图（图3的A-A剖视图）；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明的真空泵和水箱组装结构的立体结构示意图；

图6是图5中水箱的一个实施例的结构示意图；

图7是本发明水箱的另一实施例的结构示意图。

附图标记说明：1.密封盖，2.密封圈，3.法兰盘，4.密封筒，5.抽水接口，6.真空表接口，7.水位观测接口，8.抽气接口，9.电缆线孔，10.螺栓（孔），11.铸铁井盖，12.沥青封边，13.烧结砖井室，14.抽气管，15.电缆线，16. 抽水管，17.混凝土护套，18.水泥死管，19.粘土（或黄土），21、水箱，22、支架，23、水环式真空泵，24、基座，25、软管，26、集水槽，27、过滤网，28、排气孔，29、防尘罩，31、水位计，32、加水口，33、排气口，34、进水口，35、水箱箱体，36、出水口，37、底板。

具体实施方式

参见图1-图6，本发明一种真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设置一反循环钻机；

（2）调节钻机至指定位置，启动钻机，将钻头钻至需要的深度，打出降水井；

（3）在降水井井口部位放置一钢支架，通过钢缆绳吊底的方法逐节下放井管18；待井管18放至井底后，将钢缆绳抽出；

（4）扶正井管18，在井管外侧填滤料，一是为了固定井管，二是保证地层的水能流到井管内。

（5）采用空压机洗井8小时；

（6）安装井口密封结构；

（7）在井口密封结构周围砌筑圆形井室13（顶端缩口），井室13标高与场地地面齐平；在井室13的顶端覆盖有铸铁井盖11，铸铁井盖11四周用沥青密封并压实；

（8）在降水井内安装水泵（未图示），在降水井口旁边安装真空泵23和水箱21组件。在冬季施工时，向水箱21中加入防冻剂，防冻剂可采用亚硝酸钠溶液。

所述的步骤（6）包括：将已完成降水井井管18附近的土挖出，拆除多余井管；沿井管18外周挖出深20cm、宽10cm的环形槽，浇筑豆石混凝土；在混凝土未凝固前，将一密封筒4的下部套在井管18上部外周，缓慢向下插入至环形槽槽底；养护豆石混凝土，在密封筒4下部的外侧形成混凝土护套17，在该混凝土护套17的上端形成向外周延伸的混凝土平台171，在该混凝土平台171的外周上面至地面之间建筑所述的圆形井室13；在混凝土护套17下部的井管18外侧填填埋黄土或粘土19。

所述的井管18采用多节水泥死管（纯水泥管，密封性好）同轴对接而成，在每一对接处用聚乙烯薄膜缠绕3-5圈，并用宽胶带绑扎牢固。

在所述的密封筒4顶端设密封盖1，在密封盖1上设有抽水接口5、真空表接口6、水位观测接口7、抽气接口8和电缆线孔9；在该密封筒4的顶端设有法兰盘3，所述的密封盖1通过螺栓10固定在该法兰盘3上，在密封盖1与法兰盘3之间设有橡胶密封圈2。

所述的步骤（8）包括：在井室13壁预留洞口38，结合场地条件开挖深50cm、宽40cm的沟槽，沟槽位置不固定，主要是结合场地条件开挖，将所有降水井串联起来即可，电缆及抽气管引至配电区，抽水管引至排水口。目前主要是方便施工为主，没有具体的要求。埋入相应数量的抽水管、抽气管及电缆线；抽水管引至沉淀池（未图示），抽气管及电缆线引至相应配电区；管线从井室预留洞口38进入井室13内，连接在密封盖1的相应接口上。电缆线穿过电缆线孔9与水泵（未图示）连接后，下放水泵至井底。在密封盖1的水位观测接口7上连接球阀，观测水位时，直接打开球阀，将测绳从球阀中下入井底，水位观测完毕后，抽出测绳并关闭球阀。将真空表安装在密封盖1的真空表接口6上。

参见图5-图7，在井口地面上安装真空泵23和水箱21，真空泵23的进气口通过抽气管与密封盖1上的抽气接口8连接，然后调试水泵及真空泵23。一般情况下一个真空泵23可以连接4-8个降水井。

所述的真空泵23采用水环式真空泵，水环式真空泵23的排气口和工作液接口分别与水箱21的进水口34和出水口36连接；所述的水环式真空泵23安装在一基座24上，水箱21安装在一支架22上，该支架22的支撑在该基座24的两侧，相互之间留有间距。所述的水箱21的箱体为圆筒形，顶端为穹顶，底端封闭有底板37。在该穹顶的中部设有排气口33；在箱体的一侧装有水位计31，在箱体的上部的两侧分别设有加水口32和进水口34，在箱体的下部设有出水口36。

在所述的水箱21的排气口33安装一出水收集装置，该出水收集装置包括集水槽26、软管25、过滤网27和排气孔28，在集水槽26的顶端的入口与水箱21的排气口33之间用软管25（如波纹管）连接，在集水槽26内设有过滤网27，在集水槽26的上部周边设有多个排气孔28；在集水槽26的底端设有出口，并与水箱的加水口32连接；该集水槽26设在该加水口32的上方，集水槽26收集的水靠重力直接排入水箱21。在所述的集水槽26的顶端周边设有防尘罩29。

水环式真空泵23的排气口排出的空气带有一些水，这些水如果符合环保要求可以直接排放，但这样会浪费水源。通过软管25排放到集水槽26内，空气从排气孔28排出，水则收集到槽内，经过过滤网27过滤后进入加水口32，实现循环利用，节约水源。该出水收集装置与水箱21集成在一起，减小了占地面积；并且集水槽26收集的水靠重力直接排入水箱21，不需要水泵抽水，也节约了运行成本。

Claims (9)

1.一种真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设置一反循环钻机；

（2）调节钻机至指定位置，启动钻机，将钻头钻至需要的深度；

（3）在井口部位放置一钢支架，通过钢缆绳吊底的方法逐节下放井管；待井管放至井底后，将钢缆绳抽出；

（4）扶正井管，填滤料；

（5）采用空压机洗井数小时；

（6）安装井口密封结构；

（7）在井口密封结构周围砌筑圆形井室，井室标高与场地地面齐平；铸铁井盖四周用沥青密封并压实；

（8）安装水泵、真空泵和水箱；

（9）冬季施工中，向水箱中加入防冻剂。

2.根据权利要求1所述的真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，

所述的步骤（6）包括：将已完成降水井井管附近的土挖出，拆除多余井管；沿井管挖出深20cm、宽10cm的环形槽，浇筑豆石混凝土；在混凝土未凝固前，将一密封筒的下部套在井管上，缓慢向下插入至环形槽槽底；养护豆石混凝土，在密封筒下部的外侧形成混凝土护套，在该混凝土护套的上端形成向外周延伸的混凝土平台，在该混凝土平台的外周上面至地面之间建筑所述的圆形井室；在混凝土护套下部的井管外侧填填埋黄土或粘土。

3.根据权利要求1所述的真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，所述的井管采用多节水泥死管同轴对接而成，在每一对接处用聚乙烯薄膜缠绕3-5圈，并用宽胶带绑扎牢固。

4.根据权利要求1所述的真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，在所述的密封筒顶端设密封盖，在密封盖上设有抽水接口、真空表接口、水位观测接口、抽气接口和电缆线孔；在该密封筒的顶端设有法兰盘，所述的密封盖通过螺栓固定在该法兰盘上，在两者之间设有密封圈。

5.根据权利要求1所述的真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，所述的步骤（8）包括：在井室预留洞口，结合场地条件开挖深50cm、宽40cm的沟槽，埋入相应数量的抽水管、抽气管及电缆线；抽水管引至沉淀池，抽气管及电缆线引至相应配电区；管线从井室预留洞口进入井室，连接在密封盖的相应接口上；电缆线穿过电缆线孔和水泵连接后，下放水泵至井底；在密封盖的水位观测接口上连接球阀；将真空表安装在密封盖的真空表接口上；

在井口地面上安装真空泵和水箱，真空泵的进气口通过抽气管与密封盖上的抽气接口连接，调试水泵及真空泵。

6.根据权利要求5所述的真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，所述的真空泵采用水环式真空泵，水环式真空泵的排气口和工作液接口分别与水箱的进水口和出水口连接；所述的水环式真空泵安装在一基座上，水箱安装在一支架上，该支架的支撑在该基座的两侧，相互之间留有间距；所述的水箱的箱体为圆筒形，顶端为穹顶，底端封闭有底板；在该穹顶的中部设有排气口；在箱体的一侧装有水位计，在箱体的上部的两侧分别设有加水口和所述的进水口，在箱体的下部设有所述的出水口。

7.根据权利要求6所述的真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，在所述的水箱的排气口安装一出水收集装置，该出水收集装置包括集水槽、软管、过滤网和排气孔，在集水槽的顶端的入口与水箱的排气口之间用软管连接，在集水槽内设有过滤网，在集水槽的上部周边设有多个排气孔；在集水槽的底端设有出口，并与所述的加水口连接；该集水槽设在该加水口上方。

8.根据权利要求7所述的真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，在所述的集水槽的顶端周边设有防尘罩。

9.根据权利要求1所述的真空管井降水系统的施工方法，其特征在于，所述的防冻剂采用亚硝酸钠溶液。