CN109083177B - 一体式定向真空井点管的降水工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式定向真空井点管的降水工艺，第一是确定真空井点管初始沉入点；第二是确定真空井点管沉入倾角，真空井点管就位；第三步骤是冲孔安装真空井点管；第四是抽真空降水；第五是第一层土方开挖；第六是下一层土方开挖；重复进行第六步骤，直到预定的所有层的土方开挖完毕。本发明沿开挖边坡斜向沉入井点管，使井点管进水口接近开挖面中下方，提高了降水效率，实现定向降水，防止基坑外部地下水大范围降低；井点管边开挖、边沉入，不需二级井点、管井井点、喷射井点等高成本的投入，即可实现深层降水，降水成本低，适于大规模推广应用。

Description

一体式定向真空井点管的降水工艺

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及真空井点管及相应的降水工艺。

背景技术

在一般较深的地下工程施工中，大多采用放坡或支护挖土的施工方法，当其施工深度处于地下水位以下时，其基坑常遇到地下涌水或流砂侵袭，因此施工中需采用人工降低地下水位。

大量抽取地下水，会引起场地周围地面沉降、建筑物变形以及水、土资源环境恶化。随着近些年环保意识的增强，保护地下水资源的认识不断加强，全国各地采取了一系列限抽限排措施。常用的地下水控制方法包括隔水帷幕、井点降水和回灌等，井点降水又分为管井井点、真空井点、喷射井点和电渗井点等。

隔水帷幕和回灌因成本高不宜推广，而目前的井点降水工艺不能有效的控制抽水量且施工成本高。

传统的管井降水都依靠重力作用使地下水向管井内汇集，汇集在管井内的水通过抽水泵排出。这种降水方式不具备使结合水摆脱土颗粒引力的作用，只能抽出少量的重力水，对于渗透系数小的粘土、粉质粘土、粘质粉土层的降水效果较差。

随着降水技术的发展，管井降水引入了真空负压的辅助手段，加速了地下水往井内汇集，提高了排水效率和降水效果。但是对基坑外部环境影响较大，容易造成基坑外部地下水大范围降低，从而导致基坑外部地面不均匀沉降， 引起一系列的环境和安全问题

真空井点装置在真空作用下，透过砂滤层抽吸地下水，从而将地下水水位降低到一定深度。传统真空井点管的结构是：在真空井点管下部管壁上均匀打孔制成滤头，然后再包覆2 ~3层滤网制成真空井点管。井点安装通常采用“水冲法”和“机械插管法”沉孔， 再将制作好的真空井点管插入沉孔，在孔壁四周用人工投入粗砂构成排水通道，在地面表层中用粘土捣实后，连接支管、总管，开泵进行降水。现行的真空井点存在如下弊病：

一是成孔后，因需拔出由吊车操纵的冲水枪，然后再由吊车放入井点装置，最后再在孔内填砂，致使井孔成形后至填砂这一过程间隔时间必然较长，从而容易造成孔壁泥土坍塌，淤塞或部分淤塞井点装置下部用以抽吸地下水的滤头，直接影响其抽吸地下水的功能，从而严重影响降水工程的质量。这种由于冲沉时间过长、造成孔壁坍塌而影响降水工程质量的情况，在淤泥质粉土、粉细砂类的土质条件下及二级轻型井点降水工程施工中尤为严重。

二是由于冲沉井点孔用的冲水枪与真空井点管相比管径、长度及重量均要大些，因此，冲孔作业需由吊车作操作，由此占用了较大的降水工程施工费。

三、对于软土地层，尤其是淤泥质土层，真空井点管出水效果和存活率不佳，因为滤头进水孔往往容易被不透水的淤泥堵塞，严重时形成“死管”。

四、传统真空井点管的埋设需要预先施工井点孔，排水通道由真空井点管入土后灌入的粗砂形成， 其施工速度慢，材料成本较高；沉孔效果不佳时会导致粗砂灌入量难以控制，难以形成畅通的排水通道，导致降水效果不佳。

五、由于受真空井点吸程的限制，一般真空井点的长度均设置为6.0~8.0m，为此，深层降水常采取分级降水的方法，即在地下水位降低到4.0~6.0m后， 开挖一层，然后再插入轻型井点降水，这样多级降水，以达到所需的要求。由于需采取多级降水才能达到所需的效果，因此造成了大量的设备、电力的浪费。

六、传统井点管安装在工作坑（基坑）外侧，井点管进水口距离开挖面远，降水效率低；不能控制基坑外的抽水量，对基坑外部环境影响较大，容易造成基坑外部地下水大范围降低，从而导致基坑外部地面不均匀沉降， 引起一系列的环境和安全问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体式定向真空井点管的降水工艺，沿开挖边坡斜向沉入井点管，使井点管进水口接近开挖面中下方，提高了降水效率，实现定向降水，防止基坑外部地下水大范围降低；井点管边开挖、边沉入，不需二级井点、管井井点、喷射井点等高成本的投入，即可实现深层降水，降水成本低，适于大规模推广应用。

为实现上述目的，本发明的一体式定向真空井点管的降水工艺通过一体式定向真空井点管进行；一体式定向真空井点管包括外层管，外层管内套设有内层管，内层管的外径小于外层管的内径；外层管向下螺纹连接有用来围成沉砂池的短管，短管、内层管与外层管的轴线为同一直线；短管高200±2毫米；

短管向下焊接有隔板；隔板向下焊接有空心锥体，空心锥体尖端朝下设置，空心锥体侧壁开设有若干出水口；

内层管底端与隔板相连接，内层管内的隔板上设有通孔，该通孔处设有用于防止水由空心锥体倒流入内层管的止回阀；

内层管顶端弯折后伸出外层管的侧壁顶部；外层管与内层管之间围成环形空腔，隔板与短管和内层管围成沉砂池；沉砂池上方的环形空腔内设有真空抽水区；

真空抽水区顶端的外层管和内层管之间设有密封圈，密封圈至沉砂池之间的内层管外壁上套设安装有塑料排水筒，塑料排水筒上间隔分布有多个凸起；

真空抽水区底部的内层管上设有多个内管进水口，各内管进水口在内层管的周向方向上均匀分布；真空抽水区中上部的外层管上设有多个外管进水口；最下方的外管进水口高于最上方的内管进水口；

外管进水口在外层管周向方向上的分布具有如下规定性：

以外层管轴线所在平面将外层管分为对称的两部分，各外管进水口均匀分布在其中的一部分上；

密封圈至沉砂池之间的外层管内壁上安装有土工布层，土工布层的内表面设有筒形的金属网层，所述塑料排水筒上的多个凸起均与金属网层紧压配合；塑料排水筒的外壁、多个凸起以及金属网层的内壁之间围成排水通道；

内管进水口设有多层，每层设有多个内管进水口；上下相邻的两层内管进水口在左右方向上交错布置；

所述内层管内设有筒形的滑动阀，滑动阀外径小于内层管内径1－3毫米；滑动阀底端与隔板相接时其顶端高于最上方的内管进水口；滑动阀的密度小于水的密度；

一体式定向真空井点管的降水工艺的降水工艺按以下步骤进行：

第一步骤是确定真空井点管初始沉入点；

分为三种工况；

第一种工况是对于有隔水帷幕施工场合，开挖开口线为隔水帷幕内侧，将隔水帷幕内侧作为真空井点管初始沉入点；

第二种工况是对于一级边坡开挖的施工场合；

真空井点管初始沉入点为设计边坡的上开口线；

第三种工况是对于二级边坡开挖的施工场合，真空井点管初始沉入点为二级边坡的坡度延长线与地面的交点；

第二步骤是确定真空井点管沉入倾角，真空井点管就位；

具体是在真空井点管初始沉入点安放真空井点管导向架；导向架为直角三角形，斜边为槽钢且其角度与设计坡度相同；将真空井点管安放在导向架的斜边上，并使真空井点管下端的空心锥体对准真空井点管初始沉入点，使外层管上的外管进水口正对待开挖区域的中心方向；

第三步骤是冲孔安装真空井点管；

将高压水泵的出水管作为冲水管，将内层管伸出外层管的端部与冲水管相连接；打开高压水泵，高压水流沿内层管向下流动，在水流的冲击作用下，滑动阀向下运动至隔板处并被隔板所阻挡，此时滑动阀摭挡所有的内管进水口，防止水流大量通过内管进水口流出；

高压水流通过止回阀向下流入空心锥体，并通过空心锥体上的出水口向下冲击并切割土体，使真空井点管沿设定方向下沉至预定位置；

真空井点管下沉至预定位置后，关闭高压水泵；在浮力的作用下，滑动阀上浮从而离开内管进水口；

第四步骤是抽真空降水；

将内层管伸出外层管的端部与井点总管相连接，井点总管连接射流真空泵；打开射流真空泵，在内层管中产生负压；负压沿内管进水口、排水通道、金属网层、土工布层到达外管进水口；在负压的作用下，待开挖区域的土体内的水沿外管进水口、土工布层、金属网层、排水通道和内管进水口进入内层管，并被射流真空泵通过井点总管抽出；在抽水过程中，水中所带泥砂沉淀在沉砂池处；

第五步骤是第一层土方开挖；

每3±0.5米为一开挖层，开挖前观察降水情况，确保土体内的水位低于开挖作业处；降水后开挖时注意保护真空井点管，直到该层土方开挖完毕；

第六步骤是下一层土方开挖；

上一层土方开挖完成后，射流真空泵不停机，沿设定方向按压真空井点管，使真空井点管继续下沉至预定位置；

在负压作用下，待开挖区域的土体内的水沿外管进水口、土工布层、金属网层、排水通道和内管进水口进入内层管，并被射流真空泵通过井点总管抽出；在抽水过程中，水中所带泥砂沉淀在沉砂池处；观察降水情况，确保土体内的水位低于开挖作业处；降水后开挖时注意保护真空井点管，直到该层土方开挖完毕；

重复进行第六步骤，直到预定的所有层的土方开挖完毕。

还包括有第七步骤，第七步骤是拔管并进行反冲洗步骤；

具体是拔出真空井点管，从外层管下端旋下短管，取出滑动阀，清理短管内的沉砂；使用管堵封闭外层管下端，将高压水泵的出水管作为冲水管，将内层管伸出外层管的端部与冲水管相连接；打开高压水泵，高压水流沿内层管向下流动，并通过内管进水口、排水通道、金属网层和土工布层到达外管进水口，最终流出；在此过程中完成反冲洗，防止内管进水口、排水通道、金属网层、土工布层以及外管进水口形成的水流通道发生堵塞。

第三步骤中，当施工处土质较硬时，采用按压法辅助高压水冲孔使真空井点管沉入到设定位置；按压法是采用挖掘机沿冲孔方向按压真空井点管。

第六步骤中，使用挖掘机沿设定方向按压真空井点管，使真空井点管二次下沉。

本发明的一体式定向真空井点管既具有超强的降水性能，也具有定向抽水减少周围沉降的功能，保护水资源，绿色环保；本发明的降水工艺中冲孔、安装真空井点管、拔管一体化，避免了真空井点管安装前塌孔缩颈等事故发生，便于施工；真空井点管可边开挖边下沉，不需两级轻型井点、喷射井点和深井井点等高成本的投入，即可进行深层降水，大幅节约了成本，并且不受吸程限制；本发明可对真空井点管进行反冲洗，避免淤泥对滤层的堵塞；真空井点管安装后不需在周围填砂，降低施工成本；用导向架代替吊车，降低设备使用费用。

本发明中的滑动阀十分巧妙，冲孔时在水压的作用下自动封闭内管进水孔，抽水降水时又能够在浮力的作用下自动离开内管进水孔，无须人工操作。

本发明采用了滤层（土工布）外加钢管外套（外层管），外层管内设置多功能芯管（内层管），使过去的冲孔、安管、填滤料等变为一体化施工，无需填砂，不会出现井壁垮塌等技术问题，同时也因此大大简化了施工工序，提高了工作效率。本发明可适应不同地质特点的场地，尤其是淤泥质土层。还可利用井点管对土体的加筋、抗滑作用，增强边坡的稳定性和抵抗变形的能力。

本发明滑动阀控制内层管进水口，可以使冲孔、真空抽水、反冲洗共用一根塑料质的内层管作为流水通道，简化了真空井点管结构，降低了真空井点管制作成本。

本发明外侧钢管（即外层管）采用了单侧钻孔，沿开挖坡度安装真空井点管，定向集中抽水，使降水漏斗接近开挖边线，减少了基坑外侧的抽水量，提高了开挖侧降水效率，缩短了降水周期，减少了对周围地基影响程度和对水资源的影响程度。

本发明内层管的内管进水口在最下部。实施降水时利用真空泵抽取内层管外的空气，使真空井点管外基坑侧呈现高真空度负压状态，从而产生强大引力迫使结合水摆脱土颗粒的结合力，使结合水随同重力水通过反滤层（土工布层和金属网层）进行泥、水分离，然后进入排水通道，并在排水通道内形成气、水分离。水气分离后，水经内管进水口抽排至井点总管，在真空井点管外侧能够始终保持一个强度较高的真空度。由于内管进水口设于底部， 基坑内的水位始终高于内层管上的内管进水口，则保持内管进水口和土体之间形成一个液封状态。无论真空井点管如何暴露，内管进水口和土体之间始终处于持续密封状态，可以始终保持负压真空，避免了由于基坑开挖暴露出的真空井点管漏气导致真空度逐渐丧失。

本发明冲孔和井点管安装一体化，防止井孔成形后至填砂这一过程间隔时间过长造成孔壁坍塌、进而严重影响降水工程的质量的现象。

本发明的一体式定向真空井点管安装时无须吊车，大幅节约了施工费用，极大简化了安装操作，降低了作业难度，降低了劳动强度，提高了安装效率。

本发明外管进水口和内管进水口均设有多个，并且具有土工布层和金属网层作为过滤结构，抽水时不容易发生堵塞。

本发明中，内管进水口低于外管进水口，能够保证降水作业时内层管中始终具有一定水位，保持液封状态，防止负压流失；土工布层和金属网层防止了泥砂大量被抽吸出来。

传统真空井点管的埋设需要预先施工井点孔，滤层和排水通道由真空井点管外的滤网和入土后灌入的粗砂形成，其施工速度慢，材料成本较高，而且难以形成畅通的排水通道，导致降水效果不佳。相比之下，本发明中塑料排水筒、多个凸起以及金属网层的内壁之间围成排水通道，排水通道不依赖于灌入的粗砂以及施工质量，能够保证排水通道畅通。

本发明中，沿开挖边坡斜向沉入井点管，使井点管进水口接近开挖面中下方，提高了降水效率，实现定向降水，防止基坑外部地下水大范围降低。

本发明中，井点管边开挖、边沉入，不需二级井点、管井井点、喷射井点等高成本的投入，即可解决深层降水，降水成本低。

本发明中，分层开挖的过程中，始终使用同一套真空井点管，无须每层准备一套井点管，而且进行下层降水时无须停止射流真空泵，施工效率较高，节约了设备成本和电力成本。

本发明能够实现定向降水，从而很好地控制了对开挖区域（基坑）外的抽水量，对基坑外部的影响很小，不会造成基坑外部地下水大范围降低、导致基坑外部地面不均匀沉降等现象，避免由此导致一系列的环境问题和安全问题。

本发明的降水工艺与以往相比大大提高了抽水效率，抽水过程中的堵塞机率大幅降低，能够实现定向抽水。

按压法辅助高压水冲孔，在土质较硬时能够加快施工速度，使真空井点管迅速就位。

以外层管轴线所在平面将外层管分为对称的两部分，各外管进水口均匀分布在其中的一部分上；这样，就使得外管进水口只在外层管环向的180度上分布，使得真空井点管具有了定向性，即外管进水口朝向哪个方向，就能够集中抽取该方向上的土体内的水，相反方向的水则不受来自外管进水口的负压的作用，对施工区域以外的土体影响很小。由于负压的方向集中朝向开挖区域（基坑），因此在不提高射真空泵的功率的前提下提高了开挖侧降水效率。

上下相邻的两层内管进水口在左右方向上交错布置，即上下相邻的两层内管进水口不在同一竖向直线上，这样可以提高进水的均匀性。

在利用高压水冲孔时，滑动阀在水压的作用下向下运动至隔板处并被隔板所阻挡。此时滑动阀顶端高于最上方的内管进水口，因此冲孔时滑动阀能够封闭所有的内管进水口。当然，由于滑动阀外径小于内层管内径1－3毫米，因此还是会有少量水通过滑动阀与内层管之间的间隙来到内管进水口处并流出。滑动阀的作用就是防止水大量由内管进水口处向外流出，少量水由内管进水口流出对冲孔和周边土体不构成影响。冲孔后，在水的浮力作用下，滑动阀向上浮起，从而不再遮挡内管进水口，使真空抽吸作用能够顺利实现。

挖掘机为开挖土体的必备设备，使用挖掘机作为按压真空井点管的装置，既能够满足下沉真空井点管的需要，又十分方便，无须另外购置并运输专门按压真空井点管的装置，既提高工作效率，又节约成本。

附图说明

图1是一体式定向真空井点管的结构示意图；

图2是一体式定向真空井点管中下部的放大示意图；

图3是有二级边坡时本发明的施工位置示意图。图3中箭头所示方向为真空井点管沉入方向。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的一体式定向真空井点管的降水工艺通过一体式定向真空井点管来进行。

一体式定向真空井点管包括外层管1，外层管1内套设有内层管2，内层管2的外径小于外层管1的内径；外层管1向下螺纹连接有用来围成沉砂池的短管6，短管6、内层管2与外层管1的轴线为同一直线；短管可以是外丝管也可以是内丝管，相应的外层管1底部则设置有内丝或外丝。短管高200±2毫米；

短管6向下焊接有隔板4；隔板4向下焊接有空心锥体3，空心锥体3尖端朝下设置，空心锥体3侧壁开设有若干出水口16；

内层管2底端与隔板4相连接，内层管2内的隔板4上设有通孔，该通孔处设有用于防止水由空心锥体3倒流入内层管2的止回阀5；

内层管2顶端经弯头90度换向后伸出外层管1的侧壁顶部并用于连接外置的冲水管或井点总管；外层管1与内层管2之间围成环形空腔，隔板4与短管6和内层管围成沉砂池；沉砂池上方的环形空腔内设有真空抽水区；图1和图2中沉砂池处的填充物表示沉淀在此处的泥砂。短管的材质与外层管相同。

真空抽水区顶端的外层管1和内层管2之间设有密封圈7，密封圈7至沉砂池之间的内层管2外壁上套设安装有塑料排水筒8，塑料排水筒8上间隔分布有多个凸起9；

真空抽水区底部的内层管2上设有多个内管进水口10，各内管进水口10在内层管2的周向方向上均匀分布，呈梅花形布置；真空抽水区中上部的外层管1上设有多个外管进水口11；最下方的外管进水口11高于最上方的内管进水口10；

外管进水口11在外层管1周向（即环向）方向上的分布具有如下规定性：

以外层管1轴线所在平面将外层管1分为对称的两部分，各外管进水口11均匀分布在其中的一部分上；这样，就使得外管进水口11只在外层管1圆周方向的180度上分布，使得真空井点管具有了定向性，即外管进水口11朝向哪个方向，就能够集中抽取该方向上的土体内的水，相反方向的水则不受来自外管进水口11的负压的作用，对施工区域以外的土体影响很小。

密封圈7至沉砂池之间的外层管1内壁上安装有筒形的土工布层12，土工布层12的内表面设有筒形的金属网层13，所述塑料排水筒8上的多个凸起9均与金属网层13紧压配合；塑料排水筒8的外壁、多个凸起9以及金属网层13的内壁之间围成排水通道14。止回阀上方、最下方的内管进水口下方的内层管内也为沉砂区域。正常工作时，水由内管进水口进入内层管后向上流出，较重的泥砂向下沉淀在止回阀上方。

所述外层管1为直径110毫米的无缝钢管，所述内层管2为直径50毫米的塑料管；

所述隔板4为钢板。

内管进水口10设有多层，每层设有多个内管进水口10；

上下相邻的两层内管进水口10在左右方向上交错布置，即上下相邻的两层内管进水口10不在同一竖向直线上，呈梅花形布置，这样可以提高进水的均匀性。

所述内层管2内设有筒形的滑动阀15，滑动阀15外径小于内层管2内径1－3毫米；滑动阀15底端与隔板4相接时其顶端高于最上方的内管进水口10；滑动阀15优选由塑料制成，滑动阀15的密度小于水的密度。

在利用高压水冲孔时，滑动阀15在水压的作用下向下运动至隔板4处并被隔板4所阻挡。此时滑动阀15顶端高于最上方的内管进水口10，因此冲孔时滑动阀15能够封闭所有的内管进水口10。当然，由于滑动阀15外径小于内层管2内径1－3毫米，因此还是会有少量水通过滑动阀15与内层管2之间的间隙来到内管进水口10处并流出。滑动阀15的作用就是防止水大量由内管进水口10处向外喷射，保证水压集中向冲孔方向释放，保证冲孔的顺利进行。少量水由内管进水口10流出对冲孔和周边土体不构成影响。冲孔后，在水的浮力作用下，滑动阀15向上浮起，从而不再遮挡内管进水口10，使真空抽吸作用能够顺利实现。一体式定向真空井点管进行的降水工艺的第一步骤是确定真空井点管初始沉入点；

分为三种工况；

第一种工况是对于有隔水帷幕施工场合，开挖开口线为隔水帷幕内侧，将隔水帷幕内侧（即隔水帷幕朝向开挖处的一侧）作为真空井点管初始沉入点；

第二种工况是对于一级边坡开挖的施工场合；

真空井点管初始沉入点为设计边坡的上开口线；

第三种工况是对于二级边坡开挖的施工场合，真空井点管初始沉入点为二级边坡17的坡度延长线与地面的交点；图3中标号19所示位置为开挖前地面所在位置。

第二步骤是确定真空井点管沉入倾角，真空井点管就位；

具体是在真空井点管初始沉入点安放真空井点管导向架；导向架为直角三角形，斜边角度可调，斜边为槽钢且其角度与设计坡度相同；将真空井点管安放在导向架的斜边上，并使真空井点管下端的空心锥体3对准真空井点管初始沉入点，使外层管1上的外管进水口11正对待开挖区域的中心方向，这样可以使真空井点管定向抽取待开挖区域的土体内的水，对施工区域以外的土体影响很小；

第三步骤是冲孔安装真空井点管；

将高压水泵的出水管作为冲水管，将内层管2伸出外层管1的端部与冲水管相连接；打开高压水泵，高压水流沿内层管2向下流动，在水流的冲击作用下，滑动阀15向下运动至隔板4处并被隔板4所阻挡，此时滑动阀15摭挡所有的内管进水口10，防止水流大量通过内管进水口10流出；如果水流大量通过内管进水口10流出，则一方面大幅削弱水流向下的冲击力、减慢冲孔速度甚至无法完成冲孔，另一方面则对土体造成破坏。

由于滑动阀15外径小于内层管2内径1－3毫米，因此还是会有少量水通过滑动阀15与内层管2之间的间隙来到内管进水口10处并流出。少量水由内管进水口10流出对冲孔和周边土体不构成影响。

高压水流通过止回阀5向下流入空心锥体3，并通过空心锥体3上的出水口16向下冲击并切割土体，使真空井点管沿设定方向下沉至预定位置；

真空井点管下沉至预定位置（该处预定位置的真空井点管的底部位于第一层开挖区域的底部）后，关闭高压水泵；在浮力的作用下，滑动阀15上浮从而离开内管进水口10；

高压水泵为常规装置，图未示。

第四步骤是抽真空降水；

将内层管2伸出外层管1的端部与井点总管相连接，井点总管连接射流真空泵；打开射流真空泵，在内层管2中产生负压；负压沿内管进水口10、排水通道14、金属网层13、土工布层12到达外管进水口11；在负压的作用下，待开挖区域的土体内的水沿外管进水口11、土工布层12、金属网层13、排水通道14和内管进水口10进入内层管2，并被射流真空泵通过井点总管抽出；在抽水过程中，水中所带泥砂沉淀在沉砂池处；

本步骤中，内层管2优选用软塑料管与井点总管连接，用射流真空泵进行真空抽水。

第五步骤是第一层土方开挖；

每3±0.5米为一开挖层，开挖前观察降水情况，确保土体内的水位低于开挖作业处；降水后开挖时注意保护真空井点管，直到该层土方开挖完毕；降水后再开挖是本领域常规技术，可以避免土体内的水给开挖工作带来的不利影响。

第六步骤是下一层土方开挖；

上一层土方开挖完成后，射流真空泵不停机，沿设定方向按压真空井点管，使真空井点管继续下沉至预定位置（此处预定位置的真空井点管底部位于下一层土方开挖区域的底部）；

在负压作用下，待开挖区域的土体内的水沿外管进水口11、土工布层12、金属网层13、排水通道14和内管进水口10进入内层管2，并被射流真空泵通过井点总管抽出；在抽水过程中，水中所带泥砂沉淀在沉砂池处；观察降水情况，确保土体内的水位低于开挖作业处；降水后开挖时注意保护真空井点管，直到该层土方开挖完毕；

重复进行第六步骤，直到预定的所有层的土方开挖完毕。

还包括有第七步骤，第七步骤是拔管并进行反冲洗步骤；

具体是拔出真空井点管，从外层管1下端旋下短管6，取出滑动阀15，清理短管6内的沉砂；使用管堵封闭外层管下端，将高压水泵的出水管作为冲水管，将内层管2伸出外层管1的端部与冲水管相连接；打开高压水泵，高压水流沿内层管2向下流动，并通过内管进水口10、排水通道14、金属网层13和土工布层12到达外管进水口11，最终流出；在此过程中完成反冲洗，防止内管进水口10、排水通道14、金属网层13、土工布层12以及外管进水口11形成的水流通道发生堵塞。（尤其是防止土工布层12和金属网层13处发生堵塞）

第三步骤中，当施工处土质较硬时，采用按压法辅助高压水冲孔使真空井点管沉入到设定位置；按压法是采用挖掘机沿冲孔方向按压真空井点管。

按压法辅助高压水冲孔，在土质较硬时能够加快施工速度，使真空井点管迅速就位。

第六步骤中，使用挖掘机沿设定方向按压真空井点管，使真空井点管二次下沉。

挖掘机为开挖土体的必备设备，使用挖掘机作为按压真空井点管的装置，既能够满足下沉真空井点管的需要，又十分方便，无须另外购置并运输专门按压真空井点管的装置，既提高工作效率，又节约成本。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一体式定向真空井点管的降水工艺，通过一体式定向真空井点管进行；其特征在于：

一体式定向真空井点管包括外层管，外层管内套设有内层管，内层管的外径小于外层管的内径；外层管向下螺纹连接有用来围成沉砂池的短管，短管、内层管与外层管的轴线为同一直线；短管高200±2毫米；

短管向下焊接有隔板；隔板向下焊接有空心锥体，空心锥体尖端朝下设置，空心锥体侧壁开设有若干出水口；

内层管底端与隔板相连接，内层管内的隔板上设有通孔，该通孔处设有用于防止水由空心锥体倒流入内层管的止回阀；

内层管顶端弯折后伸出外层管的侧壁顶部；外层管与内层管之间围成环形空腔，隔板与短管和内层管围成沉砂池；沉砂池上方的环形空腔内设有真空抽水区；

真空抽水区顶端的外层管和内层管之间设有密封圈，密封圈至沉砂池之间的内层管外壁上套设安装有塑料排水筒，塑料排水筒上间隔分布有多个凸起；

真空抽水区底部的内层管上设有多个内管进水口，各内管进水口在内层管的周向方向上均匀分布；真空抽水区中上部的外层管上设有多个外管进水口；最下方的外管进水口高于最上方的内管进水口；

外管进水口在外层管周向方向上的分布具有如下规定性：

以外层管轴线所在平面将外层管分为对称的两部分，各外管进水口均匀分布在其中的一部分上；

密封圈至沉砂池之间的外层管内壁上安装有土工布层，土工布层的内表面设有筒形的金属网层，所述塑料排水筒上的多个凸起均与金属网层紧压配合；塑料排水筒的外壁、多个凸起以及金属网层的内壁之间围成排水通道；

内管进水口设有多层，每层设有多个内管进水口；上下相邻的两层内管进水口在左右方向上交错布置；

所述内层管内设有筒形的滑动阀，滑动阀外径小于内层管内径1－3毫米；滑动阀底端与隔板相接时其顶端高于最上方的内管进水口；滑动阀的密度小于水的密度；

一体式定向真空井点管的降水工艺的降水工艺按以下步骤进行：

第一步骤是确定真空井点管初始沉入点；

分为三种工况；

第一种工况是对于有隔水帷幕施工场合，开挖开口线为隔水帷幕内侧，将隔水帷幕内侧作为真空井点管初始沉入点；

第二种工况是对于一级边坡开挖的施工场合；

真空井点管初始沉入点为设计边坡的上开口线；

第三种工况是对于二级边坡开挖的施工场合，真空井点管初始沉入点为二级边坡的坡度延长线与地面的交点；

第二步骤是确定真空井点管沉入倾角，真空井点管就位；

具体是在真空井点管初始沉入点安放真空井点管导向架；导向架为直角三角形，斜边为槽钢且其角度与设计坡度相同；将真空井点管安放在导向架的斜边上，并使真空井点管下端的空心锥体对准真空井点管初始沉入点，使外层管上的外管进水口正对待开挖区域的中心方向；

第三步骤是冲孔安装真空井点管；

将高压水泵的出水管作为冲水管，将内层管伸出外层管的端部与冲水管相连接；打开高压水泵，高压水流沿内层管向下流动，在水流的冲击作用下，滑动阀向下运动至隔板处并被隔板所阻挡，此时滑动阀摭挡所有的内管进水口，防止水流大量通过内管进水口流出；

高压水流通过止回阀向下流入空心锥体，并通过空心锥体上的出水口向下冲击并切割土体，使真空井点管沿设定方向下沉至预定位置；

真空井点管下沉至预定位置后，关闭高压水泵；在浮力的作用下，滑动阀上浮从而离开内管进水口；

第四步骤是抽真空降水；

将内层管伸出外层管的端部与井点总管相连接，井点总管连接射流真空泵；打开射流真空泵，在内层管中产生负压；负压沿内管进水口、排水通道、金属网层、土工布层到达外管进水口；在负压的作用下，待开挖区域的土体内的水沿外管进水口、土工布层、金属网层、排水通道和内管进水口进入内层管，并被射流真空泵通过井点总管抽出；在抽水过程中，水中所带泥砂沉淀在沉砂池处；

第五步骤是第一层土方开挖；

每3±0.5米为一开挖层，开挖前观察降水情况，确保土体内的水位低于开挖作业处；降水后开挖时注意保护真空井点管，直到该层土方开挖完毕；

第六步骤是下一层土方开挖；

上一层土方开挖完成后，射流真空泵不停机，沿设定方向按压真空井点管，使真空井点管继续下沉至预定位置；

在负压作用下，待开挖区域的土体内的水沿外管进水口、土工布层、金属网层、排水通道和内管进水口进入内层管，并被射流真空泵通过井点总管抽出；在抽水过程中，水中所带泥砂沉淀在沉砂池处；观察降水情况，确保土体内的水位低于开挖作业处；降水后开挖时注意保护真空井点管，直到该层土方开挖完毕；

重复进行第六步骤，直到预定的所有层的土方开挖完毕。

2.根据权利要求1所述的降水工艺，其特征在于：还包括有第七步骤，第七步骤是拔管并进行反冲洗步骤；

具体是拔出真空井点管，从外层管下端旋下短管，取出滑动阀，清理短管内的沉砂；使用管堵封闭外层管下端，将高压水泵的出水管作为冲水管，将内层管伸出外层管的端部与冲水管相连接；打开高压水泵，高压水流沿内层管向下流动，并通过内管进水口、排水通道、金属网层和土工布层到达外管进水口，最终流出；在此过程中完成反冲洗，防止内管进水口、排水通道、金属网层、土工布层以及外管进水口形成的水流通道发生堵塞。

3.根据权利要求1所述的降水工艺，其特征在于：

第三步骤中，当施工处土质较硬时，采用按压法辅助高压水冲孔使真空井点管沉入到设定位置；按压法是采用挖掘机沿冲孔方向按压真空井点管。

4.根据权利要求1所述的降水工艺，其特征在于：第六步骤中，使用挖掘机沿设定方向按压真空井点管，使真空井点管二次下沉。

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