CN107476284B - 地下水限压回灌装置及地下水限压回灌系统 - Google Patents

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Abstract

一种地下水限压回灌装置及地下水限压回灌系统，涉及基建排水设施领域。该地下水限压回灌装置包括水箱及位于水箱下方的第一U形管，第一U形管的一端与水箱连通，另一端连通有地下水回灌管，第一U形管内设有在其两端压力差大于或小于预设数值时连通或截断第一U形管的限压回灌组件。本发明提供的地下水限压回灌装置能够根据地下水压力变化自动调整，并将储存的水回灌以平衡地下水水压。本发明还提供了一种包含上述地下水限压回灌装置的地下水限压回灌系统。

Description

地下水限压回灌装置及地下水限压回灌系统
技术领域
本发明涉及基建排水设施领域，具体而言，涉及一种地下水限压回灌装置及地下水限压回灌系统。
背景技术
在基坑工程中，为保证土方开挖及基础施工处于干燥状态或提高基坑边坡的稳定性，常采用降水方法将坑内或坑内外地下水位降低至开挖面以下。但随着地下水位的降低，地基中原水位以下土体的有效自重应力增加，容易导致地基土体固结，进而造成降水影响范围内的地面和建筑物产生不均匀沉降、倾斜、开裂等现象，严重时可能危及其安全和正常使用。
为了消除基坑降水对周围环境的影响，通常在基坑边缘设置止水帷幕，将降水影响范围基本限制在基坑以内，但止水帷幕造价较高，施工难度大，易发生渗漏现象。另外由于旋喷桩、素混凝土桩、素混凝土墙等止水帷幕的刚度大，抗拉强度低，对地基土体位移的适应能力较差，当地基土体位移增大时，止水帷幕易产生裂缝而发生渗漏。鉴于止水帷幕的上述不足，采用回灌法来消除基坑降水对周围环境的影响是比较经济、简便、可行的方法。目前采用回灌系统来消除基坑降水对周围环境的影响已有不少成功的例子。
专利申请号201620179108.6的实用新型专利公开了一种基坑地下水回灌装置，其包括反冲洗单元和依次相连的抽水井、储水箱、过滤器和回灌井；该装置还包括控制处理单元和分别与抽水井、储水箱以及回灌井相连的水位监测单元，该装置可以使基坑降水期间地下水位不持续下降，保持恒定水位，但是该装置需要通过人工监测地下水位，判断是否需要开启装置，进行地下水的回灌。
专利申请号201420872709.6的实用新型专利公开了一种地下水回灌装置，其包括黏土层、放气孔、井管、回灌管、止水阀、压力表、加压泵、水表、立柱、底板、支撑和围护墙，放气孔设置在井管的下端，井管设置在黏土层的右上端，回灌管下端设置在黏土层内部，止水阀嵌入在回灌管右端，压力表安装在加压泵和止水阀之间，加压泵安装在压力表左侧，水表安装在回灌管左端，围护墙垂直设置在黏土层右端，立柱通过支撑固定在围护墙右端，支撑上表面铺设有底板。该装置通过压力表控制水的压力，并且可以有效防止基坑周围土崩塌，但是该装置仍要求人为监测地下水压力来判定是否需要进行回灌。
由此可见，现有的装置均无法实现机械式自动化的地下水回灌并将地下水位控制在任意范围内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下水限压回灌装置，其能够能够根据地下水压力变化自动将储存的水回灌以平衡地下水水压。
本发明的另一目的在于提供一种地下水限压回灌系统，其能够在地下水位下降时回灌补水，并将回灌后的地下水位控制在限定的范围内。
本发明的实施例是这样实现的：
一种地下水限压回灌装置，其包括水箱及位于水箱下方的第一U形管，第一U形管的一端与水箱连通，另一端连通有地下水回灌管，第一U形管内设有在其两端压力差大于或小于预设数值时连通或截断第一U形管的限压回灌组件。
在本发明较佳的实施例中，上述限压回灌组件包括中空的套筒及一端穿过套筒的连杆，套筒的外壁与第一U形管内壁之间通过固定环连接，连杆的一端连接有密封盖，另一端连接有托盘，托盘上设有至少一个配重块。
在本发明较佳的实施例中，上述套筒内连接有套设于连杆上的透水盘，透水盘上开设有多个透水孔。
在本发明较佳的实施例中，上述托盘的直径大于套筒的内径。
在本发明较佳的实施例中，上述密封盖的边缘还连接有至少一个压盖臂。
在本发明较佳的实施例中，上述套筒的外壁设有至少一条沿轴向布置的定位槽，压盖臂连接有可沿定位槽移动的定位块。
在本发明较佳的实施例中，上述水箱的上端连通有溢流管。
在本发明较佳的实施例中，上述还包括两端分别与第一U形管和地下水回灌管连通的第二U形管，第一U形管和第二U形管连接形成S形的限压管。
在本发明较佳的实施例中，上述地下水回灌管的底部管壁上开设有多个排水孔，地下水回灌管的外壁包裹有无纺滤布。
本发明还提供了一种地下水限压回灌系统，其包括上述的地下水限压回灌装置。
本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的地下水限压回灌装置包括水箱及位于水箱下方的第一U形管，第一U形管的一端与水箱连通，另一端连通有地下水回灌管，第一U形管内设有在其两端压力差大于或小于预设数值时连通或截断第一U形管的限压回灌组件。本发明提供的地下水限压回灌装置能够根据地下水压力变化自动调整，并将储存的水回灌以平衡地下水水压。本发明还提供了一种地下水限压回灌系统，其能够在地下水位下降时回灌补水，并将回灌后的地下水位控制在限定的范围内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的地下水限压回灌装置的结构示意图；
图2为本发明实施例1中限压回灌组件的剖视图；
图3为本发明实施例1中密封盖的仰视图；
图4为本发明实施例中地下水回灌管的剖视图；
图5为本发明实施例2提供的地下水限压回灌装置的结构示意图；
图6为本发明实施例2中限压回灌组件的剖视图。
图中：001-地下水限压回灌装置；002-地下水限压回灌系统；100-水箱；101-溢流管；110-第一U形管；120-地下水回灌管；121-排水孔；122-无纺滤布；130-第二U形管；200-套筒；210-连杆；211-透水盘；212-透水孔；220-固定环；230-密封盖；231-压盖臂；232-定位块；240-托盘；250-配重块；260-定位槽；300-升降支架。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
请参照图1、图2、图3和图4所示，本实施例提供一种地下水限压回灌装置001，其包括水箱100及位于水箱100下方的第一U形管110，第一U形管110的一端与水箱100连通，另一端连通有地下水回灌管120，第一U形管110内设有在其两端压力差大于或小于预设数值时连通或截断第一U形管110的限压回灌组件，此外，包括两端分别与第一U形管110和地下水回灌管120连通的第二U形管130，第一U形管110和第二U形管130连接形成S形的限压管。其中，限压回灌组件包括中空的套筒200及一端穿过套筒200的连杆210，套筒200的外壁与第一U形管110内壁之间通过固定环220连接，连杆210的一端连接有密封盖230，另一端连接有托盘240，托盘240上设有至少一个配重块250。本实施例中，密封盖230和托盘240上均开设有螺纹孔，连杆210的两端分别通过螺纹与密封盖230和托盘240螺纹连接，托盘240上设有三个配重块250，每个配重块250均开设有通孔使其能够套设于连杆210上。
本发明实施例提供的地下水限压回灌装置001可以自动根据地下水水压变化调整进行反应，对地下水进行回灌补压，并能够控制地下水回灌程度。该地下水限压回灌装置001使用时首先装配限压回灌组件，将三个配重块250套设于连杆210上，在连杆210两端分别连接密封盖230和托盘240，随后将水箱100、第一U形管110、地下水回灌管120依次通过管道连接，使第一U形管110靠近托盘240的一端与水箱100连通，第一U形管110靠近密封盖230的一端与地下水回灌管120连通，并将地下水回灌管120插入到地下，向水箱100中灌水，使第一U形管110内限压回灌组件两侧的水压达到平衡，当地下水位下降时，第一U形管110内限压回灌组件两侧的水压失衡，第一U形管110靠近托盘240一端的水压克服托盘240上配重块250的重力推动连杆210移动，使密封盖230和套筒200分离连通第一U形管110的两端，将水箱100中的水通过地下水回灌管120灌入地下，当地下水位上升后，第一U形管110内限压回灌组件两侧的水压达到平衡，托盘240上配重块250带动连杆210反向移动复位，使密封盖230盖设于套筒200上截断第一U形管110两端，停止地下水回灌，从而实现自动可控的地下水回灌作业，工作人员还可以通过调节配重块250的数量来调节回灌地下水的程度。
地下水限压回灌配重块与第一U形管110两端的水头差计算公式如下：
Figure BDA0001419814060000071
式中：
Gy为压盖的重量；
GP为配重的总重量；
Ha为允许水头差；
D为透水盘的最大直径；
γω为地下水重度。
套筒200内连接有套设于连杆210上的透水盘211，透水盘211上开设有多个透水孔212。连杆210上套设有位于套筒200中的透水盘211，其能够提高水箱100中水对连杆210的推力，限压回灌组件两侧水压不平衡时，水箱100中水能够推动透水盘211移动，并进而推动连杆210带动密封盖230移动与套筒200分离，使第一U形管110的两端连通进行地下水回灌作业，同时透水盘211也能限定连杆210的位置，使连杆210平稳的沿套筒200的轴向移动以带动密封盖230封闭或打开套筒200。
托盘240的直径大于套筒200的内径。托盘240的直径大于套筒200的直径，可以在水箱100中水推动连杆210移动通过托盘240限定连杆210的位置，避免连杆210脱离套筒200后无法复位，保证在限压回灌组件两侧的水压重新达到平衡后连杆210能够复位，使密封盖230重新封闭套筒200以隔离第一U形管110的两端。
密封盖230的边缘还连接有至少一个压盖臂231。本实施例中，密封盖230的边缘连接有沿其周向布置的四个压盖臂231，在密封盖230边缘设置的压盖臂231能够提高密封盖230与套筒200结合的紧密性，保证限压回灌组件两侧水压平衡时密封第一U形管110，同时也能使水箱100中水推动密封盖230移动时更加平稳。
水箱100的上端连通有溢流管101。在水箱100上端设置的溢流管101能够保持水箱100中的水量，使多余的水排出，避免第一U形管110内限压回灌组件靠近水箱100一侧的压力过大，保证第一U形管110两端的压力平衡。
地下水回灌管120的底部管壁上开设有多个排水孔121，地下水回灌管120的外壁包裹有无纺滤布122。地下水回灌管120底部开设的排水孔121能够帮助回灌的水渗透到土层中，提高地下水回灌效率，包裹在地下水回灌管120上的无纺滤布122能够避免排水孔121堵塞，保证地下水回灌作业进行。
实施例2
请参照图4、图5和图6所示，本实施例提供一种地下水限压回灌系统002，其包括水箱100、用于升降水箱100的升降支架300及位于水箱100下方的第一U形管110，第一U形管110的一端与水箱100通过软管连通，另一端连通有地下水回灌管120，第一U形管110内设有在其两端压力差大于或小于预设数值时连通或截断第一U形管110的限压回灌组件，包括两端分别与第一U形管110和地下水回灌管120连通的第二U形管130，第一U形管110和第二U形管130连接形成S形的限压管，水箱100的上端连通有溢流管101，地下水回灌管120的底部管壁上开设有多个排水孔121，地下水回灌管120的外壁包裹有无纺滤布122。限压回灌组件包括中空的套筒200及一端穿过套筒200的连杆210，套筒200的外壁与第一U形管110内壁之间通过固定环220连接，连杆210的一端连接有密封盖230，另一端连接有托盘240，托盘240上设有三个配重块250，套筒200内连接有套设于连杆210上的透水盘211，透水盘211上开设有多个透水孔212，托盘240的直径大于套筒200的内径，密封盖230的边缘还连接有沿其周向布置的四个压盖臂231。
本发明实施例提供的地下水限压回灌系统002通过设置的升降支架300能够调整水箱100的高度，从而调整第一U形管110靠近水箱100一侧的压力以调节地下水限压回灌的水量。此外，套筒200的外壁设有四条沿轴向布置的定位槽260，每个压盖臂231均连接有可沿一条定位槽260移动的定位块232。密封盖230边缘设置的四个压盖臂231分别连接有滑动设于四条定位槽260中的定位块232，能够在连杆210被水箱100中水推动沿轴向移动时提高密封盖230移动的稳定性，使密封盖230能够平稳的沿轴向移动以连通或封闭套筒200。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种地下水限压回灌装置，其特征在于，其包括水箱及位于所述水箱下方的第一U形管，所述第一U形管内设有在其两端压力差大于或小于预设数值时连通或截断所述第一U形管的限压回灌组件；
所述限压回灌组件包括中空的套筒及一端穿过所述套筒的连杆，所述套筒的外壁与所述第一U形管内壁之间通过固定环连接，所述连杆的一端连接有密封盖，另一端连接有托盘，所述托盘的直径大于所述套筒的内径，所述托盘上设有至少一个配重块，所述密封盖位于所述托盘的上方；所述第一U形管靠近密封盖的一端与地下水回灌管连通，所述第一U形管的另一端与所述水箱连通；
所述套筒内连接有套设于所述连杆上的透水盘，所述透水盘上开设有多个透水孔；
所述第一U形管两端压力差大于所述预设数值时，所述连杆移动向上移动，使所述密封盖和套筒分离，所述水箱中的水穿过所述透水孔；所述密封盖的边缘还连接有至少一个压盖臂，所述套筒的外壁设有至少一条沿轴向布置的定位槽，所述压盖臂连接有可沿所述定位槽移动的定位块。
2.根据权利要求1所述的地下水限压回灌装置，其特征在于，所述水箱的上端连通有溢流管。
3.根据权利要求1所述的地下水限压回灌装置，其特征在于，还包括两端分别与所述第一U形管和所述地下水回灌管连通的第二U形管，所述第一U形管和所述第二U形管连接形成S形的限压管。
4.根据权利要求1所述的地下水限压回灌装置，其特征在于，所述地下水回灌管的底部管壁上开设有多个排水孔，所述地下水回灌管的外壁包裹有无纺滤布。
5.一种地下水限压回灌系统，其特征在于，其包括如权利要求1-4中任一项所述的地下水限压回灌装置。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Dai Zhangjun

Inventor after: Chen Shanxiong

Inventor after: Zhou Zhe

Inventor after: Chi Zecheng

Inventor after: Zhu Hongliang

Inventor before: Chen Shanxiong

Inventor before: Zhou Zhe

Inventor before: Chi Zecheng

Inventor before: Dai Zhangjun

Inventor before: Zhu Hongliang

GR01 Patent grant
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