CN109056769A - 一种气动降水方法及所用的降水装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及降水工程领域中的一种气动降水方法及所用的气动降水装置，该气动降水方法包括以下步骤：a)将带有地下水收集器(2)、输气管(4)、出水管(3)的储水罐(1)置于地表以下的土体中，并将出水管(3)的一端延伸至地表；b)利用地下水收集器(2)将地下水收集至储水罐(1)中；c)通过输气管(4)将气体输入储水罐(1)，增加储水罐(1)内的气压；d)利用储水罐(1)内的气压与地表的气压差，将储水罐(1)内的积水输送至地表排除，达到降水目的，本发明通过空气流动实现地下水的抽降，相对于传统降水装置，不需要设置降水井管与抽水装置两大关键部件，大幅度降低了施工成本，提高了降水质量与效率。

Description

一种气动降水方法及所用的降水装置

技术领域

本发明涉及岩土工程领域中的降水工程领域。

背景技术

在地下工程建造或维护工程中，经常伴随着降水工程，通过降低地下水位或承压水水头，便于工程施工或维护。如，在基坑工程中，往往伴随着降水工程，再如，在抗浮工程，可通过降水降低地下水位以减小浮力，在堵漏工程中，也可通过降水减小漏水水头差。现有的降水井一般采用井管降水或轻型井点降水，降水井的构造一般包括井管、滤网与滤料三部分。其中的井管是侧壁开孔并延伸至地表的钢管、水泥管或PVC管等管状结构；滤网为包括在井管开孔位置外围阻止滤料进入井管的网状结构，工程实践中多用纱网制作；滤料为设置于滤网与土体间的粒状透水材料，一般情况下为中粗砂，也有用中粗砂与细石混合物。现有的降水结构用砂量大，成孔直径大，施工过程中多伴随泥浆产生，往往还需要洗井工艺，造价高，施工速度慢，易出现死井等质量问题。现有降水技术均需要井管，井管施工费用高，在挖土过程中经常被挖坏而导致废井，且在基础底板施工时，因需要持续降水而导致井管穿越底板，需进行封井处理，费用高。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种气动降水方法，该气动降水方法可以不设降水井管，也不需要抽水装置，可以通过气流的传输实现地下水的抽降，可以远距离实现降水操作面，造价低，施工快速方便。

该气动降水方法包括以下步骤：

a)将连接有地下水收集器、输气管、出水管的储水罐置于地表以下的土体中，并将出水管的一端延伸至地表；

b)利用地下水收集器将地下水收集至储水罐中；

c)通过输气管将气体输入储水罐，增加储水罐内的气压；

d)利用储水罐内的气压与地表的气压差，将储水罐内的积水输送至地表排除，达到降水目的。

本发明的第二个目的是提供一种气动降水方法所用的气动降水装置，该气动降水装置，可以顺利实施气动降水方法，直接通过空气的流动，达到土体降水目的。

该气动降水装置包括储水罐、地下水收集器、出水管、输气管、输气装置五部分，其中的储水罐为深埋于土中的容器，地下水收集器包括水流通道与滤膜两部分，其中的水流通道与储水罐连接，滤膜包裹在水流通道的外侧，地下水收集器埋置于土体中，出水管与储水罐连接，输气管与储水罐连接，输气装置为通过输气管向储水罐内输入或抽出气体的装置。

在上述的气动降水装置中，可在上述的水流通道处或储水罐内设置阻止储水罐中的积水或空气逆流至土中的单向阀。

在上述的气动降水装置中，可在上述的出水管上安装控制阀，控制空气逆流至储水罐中。

本发明的气动降水方法及其所用的气动降水装置，利用水的密度大于气体密度的物理本质，通过气体流动直接将土中水排除，与传统降水技术截然不同，不需要传统降水技术中的井管与抽水装置两大关键构件，造价低，降水能力强，设备维护成本低，抽水运营过程安全。

附图说明

图1为本发明的一个实施例所用的一种气动降水装置构造示意图。

具体实施方式

作为本发明的一个实施例，结合图1详细介绍本发明的气动降水方法及所用的气动降水装置的机理与实现方法。首先，结合图1介绍本发明的气动降水装置的结构构造与工作机理。如图1所示，本发明的气动降水装置包括储水罐(1)、地下水收集器(2)、出水管(3)、输气管(4)、输气装置(5)五部分，其中的储水罐(1)为深埋于土中的容器，地下水收集器(2)包括水流通道(8)与滤膜(9)两部分，其中的水流通道(8)与储水罐(1)连接，滤膜(9)包裹在水流通道(8)的外侧，地下水收集器(2)埋置于土体中，出水管(3)与储水罐(1)连接，输气管(4)与储水罐(1)连接，输气装置(5)为通过输气管(4)向储水罐(1)内输入或抽出气体的装置。如图1所示，出水管(3)位于储水罐(1)的下部，地下水收集器(2)可以将地下水收集到储水罐(1)内。因储水罐(1)内的气体密度远小于水的密度，不论储水罐(1)内气压有多大，在储水罐(1)内，积水总是位于储水罐(1)的下部，气体总是位于储水罐(1)的上部。通过输气装置(5)向储水罐(1)内输气增加气压，当储水罐(1)内的气压减去地表的大气压足够大后，储水罐(1)内的积水便会通过出水管(3)流出地表，达到排水目的。在上述的气动降水装置中，可在上述的水流通道(8)处或储水罐(1)内设置阻止储水罐(1)中的积水或空气逆流至土中的单向阀(7)。如果不设单向阀(7)，在储水罐(1)气压增加后，气体或水会部分反流至土体，但土体的阻力大，而出水管(3)是开口于地表的，阻力小，因而储水罐(1)中的积水仍然会排除地表。如果设置单向阀(7)，通过增加装置提高降水效果。在上述的气动降水装置中，可在上述的出水管(3)上安装控制阀(6)，控制阀(6)为出水开关，可以控制空气逆流至储水罐(1)中，便于储水罐(1)抽真空而提高降水效果，当在储水罐(1)中抽真空时，将输气管(4)接在储水罐(1)的上部，实施效果会更好。本实施例的以下部分，结合图(1)介绍本发明的气动降水方法实施步骤。本发明的气动降水方法包括以下四个步骤。在本实施例的第一步，首先将带有地下水收集器(2)、输气管(4)、出水管(3)的储水罐(1)置于地表以下的土体中，并将出水管(3)的一端延伸至地表。埋入方法可以先钻孔，再埋入，再回填。也可以直接压入或振动插入土体。实现本实施例的第一步，进入第二步。在本步骤中，利用地下水收集器(2)将地下水收集至储水罐(1)中。利用地下水收集器(2)的滤膜(9)将土体隔离，地下水在重力作用下可以自流至储水罐(1)中，也可以在储水罐(1)中增加负压，加速地下水的收集。完成本实施例的第二步，进入第三步。在本步骤中，通过输气管(4)将气体输入储水罐(1)，增加储水罐(1)内的气压。因储水罐(1)的体积是固定的，只要向储水罐(1)内输气，储水罐(1)内的气压便会遵循气体三定律中的波意耳定律，气压会增加。从而完成本实施例的第三步，进入第四步。在本步骤中，当储水罐(1)内的气压减去地表大气压的差值，大于储水罐(1)内的积水水面与出水管(3)在地表的水头差时，储水罐(1)内的积水便在压力差的作用下，通过出水管(3)从位于地表的管口排除，从而达到降水目的。完成本实施例所述的气动降水方法。

本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。

Claims (4)

1.一种气动降水方法，包括以下步骤：

a)将连接有地下水收集器(2)、输气管(4)、出水管(3)的储水罐(1)置于地表以下的土体中，并将出水管(3)的一端延伸至地表；

b)利用地下水收集器(2)将地下水收集至储水罐(1)中；

c)通过输气管(4)将气体输入储水罐(1)，增加储水罐(1)内的气压；

d)利用储水罐(1)内的气压与地表的气压差，将储水罐(1)内的积水输送至地表排除，达到降水目的。

2.一种如权利要求1所述的气动降水方法所用的气动降水装置，其特征是包括储水罐(1)、地下水收集器(2)、出水管(3)、输气管(4)、输气装置(5)五部分，其中的储水罐(1)为深埋于土中的容器，地下水收集器(2)包括水流通道(8)与滤膜(9)两部分，其中的水流通道(8)与储水罐(1)连接，滤膜(9)包裹在水流通道(8)的外侧，地下水收集器(2)埋置于土体中，出水管(3)与储水罐(1)连接，输气管(4)与储水罐(1)连接，输气装置(5)为通过输气管(4)向储水罐(1)内输入或抽出气体的装置。

3.根据权利要求2所述的气动降水装置，其特征是在上述的水流通道(8)处或储水罐(1)内设置阻止储水罐(1)中的积水或气体逆流至土中的单向阀(7)。

4.根据权利要求2所述的气动降水装置，其特征是在上述的出水管(3)上安装控制阀(6)。