CN109519150B - 一种针对出水量较大的降水井封堵装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种出水量较大的降水井封堵装置及方法。所述封堵装置包括钢套管、抽水泵、抽水管、封堵钢板、黏土袋、土工布、止水塞和快干水泥；所述钢套管在结构底板垫层浇筑前焊接在井管上端，黏土袋填充在井管内，抽水管置于钢套管内，并通过土工布固定，抽水泵通过水管与抽水管连通后抽水，并在抽水过程中采用快干水泥在土工布上方进行填充，在一次填充的快干水泥层凝固后，拔出抽水泵水管通过止水塞将抽水管的上端管口堵塞，二次填充快干水泥，二次填充完成后采用封堵钢板密封焊接后，在封堵钢板上方三次填充快干水泥至钢套管的管口。本发明施工结构简单、施工方便，造价低，采用多道防水结构，真正确保了降水井不渗漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种地下结构施工领域，具体是一种针对出水量较大的降水井封堵装置及方法。
背景技术
在当今城市建设中，地下工程施工广泛，地下工程就不得不与地下水打交道，特别是在有承压水的地层中，为了防止开挖过程中基坑底出现流土及突涌等失稳问题，常采用在承压水层内设置降水井以降低承压水位，来保证基坑安全。在基坑开挖完成后，需停止降水，并要对承压水层的降水井进行封堵，由于承压水层的含水量丰富、水头压力高、流量大水井封堵不当，会给工程造成很大的破坏。
常规降水井封堵方法是停止降水后，利用多层防水装置或者利用粗砂、黏土球、干水泥等通过回压将涌水水头压住，往往由于承压水的水头压力大及水量丰富等原因，使得水泥或混凝土在硬化之前，承压水会挤压或穿透地下室底板混凝土，造成底板混凝土形成气孔或裂缝，很难保证降水井在无水环境下进行封堵，易造成封堵失效；或是待降水井内地下水抽干后马上回填碎石混凝土等至基础垫层标高，同时采用比基础混凝土高-轻强度等级的膨胀混凝土浇筑至基础顶面，该施工方法不足之处在于会在降水井口部位产生施工缝，带来漏水隐患，且无法修补；或采用钢管将降水井结肠，穿过基础底板，钢管外侧焊接止水翼板，待施工完毕后在钢管内侧采用钢板焊接封堵，施工方法不足之处在于封堵焊接时间长，对于出水量大的降水井封堵难度大。针对承压水封堵及井管出水量较大的地方也有采用压浆或埋泵的方式，压浆过程比较繁琐，需要人力物力较大，费用较高；埋泵方式泵不能重复利用，需要封堵的井多，成本较大。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种针对前期围护结构未隔断微承压水层、承压水层、前期围护结构成墙质量较差的富水地层导致降水井出水量大、后期封井较困难的降水井封堵装置及方法，该降水井封堵装置结构简单、体积小，材料成本低，容易得到，整个施工过程操作简单，真正保证降水井不渗漏，并可缩短施工工期。
本发明提供的技术方案：所述一种针对出水量较大的降水井封堵装置，其特征在于：该封堵装置包括带有止水环的钢套管、抽水泵、抽水管、封堵钢板、黏土袋、土工布、止水塞和快干水泥，所述钢套管在结构底板垫层浇筑前焊接在井管上端，其管口与结构底板的顶面平齐，管底置于结构底板的底面下方，所述黏土袋填充在井管内，其填充高度低于结构底板底面1.2～1.8m，所述抽水管置于钢套管内，并通过土工布固定在钢套管的中央部位，且管底距离黏土袋填充层顶面15～25cm，所述抽水泵通过水管与抽水管的上端管口密封连通，并通过抽水泵对降水井内的水进行抽吸；在抽水泵抽水过程中采用快干水泥在土工布上方进行填充，其填充高度低于抽水管与抽水泵水管的连接部位，并在一次填充的快干水泥层凝固后，拔出抽水泵水管通过止水塞将抽水管的上端管口堵塞，再次填充快干水泥，二次填充的快干水泥的高度低于钢套管的管口5cm～8cm，所述封堵钢板置于二次填充的快干水泥层上方，并与钢套管焊接固定，在封堵钢板上方三次填充快干水泥至钢套管的管口。
本发明较优的技术方案：所述抽水泵为自吸泵，其抽水管和水管为管径相匹配的尼龙管。
本发明较优的技术方案：所述一次填充的快干水泥层的高度为
300～400mm；二次填充的快干水泥层高度为200～300mm。
本发明较优的技术方案：所述抽水泵的水管与抽水管的连接部位距离刚套管的管口25～35cm，确保二次快干水泥回填的深度。
本发明较优的技术方案：所述止水塞为圆形木塞。
本发明较优的技术方案：所述设置在钢套管上的止水环是由焊接在钢套管上止水法兰板和置于止水法兰板上的止水条组成。
本发明提供的一种针对出水量较大的降水井封堵方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)在底板垫层浇筑前将焊接有止水法兰板的钢套管与原井管焊接，然后施工底板，浇筑砼前要在钢套管的止水法兰板处放置好止水条，等后期结构完成后，需要停止抽水时进行后续封堵；
(2)准备封堵材料：配电箱、电焊机、自吸泵、尼龙管、黏土袋、快干水泥、拌制快干水泥的灰桶、土工布和钢板，并将钢板切割成直径与焊接在原井管端口的钢套管内径相同的圆形；自吸泵的功率和尼龙管的管径大小根据水流量确定，确保地下水外溢量与自吸泵抽水量相当；
(3)在井管内放入黏土袋，填至离底板顶1.2～1.8m，并用棍子捣实；
(4)将自吸泵水管与抽水管连接好，并将抽水管放入钢套管内，其抽水管底部的进水管口离黏土回填面保持15～25cm距离，并打开自吸泵电源，将水抽至水位下降1～1.5米，并将土工布卷成卷塞入钢套管中，包裹住抽水管，让抽水管保持在钢套管中心位置；
(5)继续抽水，并在抽水过程中，将快干水泥加水拌制成水泥浆，并用水泥浆填塞钢套管300～400mm，且填塞的高度低于自吸泵水管与抽水管的套接部位；
(6)在快干水泥浆填塞后0.4～1h至快干水泥浆达到高强度后，拔出自吸泵水管，并将准备好的圆木塞打入留置钢套管中的抽水管中；
(7)查看有无渗漏水，若无渗水漏水，马上再次用灰桶拌制快干水泥，再次填充200～300mm的高度，并马上清理井壁，将提前加工好的圆形钢板满焊在回填面以上；
(8)焊接位置冷却后，检查焊缝是否漏水，确认不漏后，再用快干水泥浆将井管填至底板面，便可。
本发明较优的技术方案：所述步骤中钢板的厚度为8mm。
本发明根据水流大小准备好自吸泵的功率及尼龙管大小，将水管与自吸泵连接好。若自吸泵功率大而水流量较小，可以选择较小的水管，通过变截面水管接头与自吸泵连接，或者将水管头上敲扁以减少水流量，保证地下水外溢量与自吸泵抽水量相当，若地下水流量大于抽水量，地下水会从管壁溢出，若地下水流量小于抽水量，会导致自吸泵抽水过程中因水量不足，进水管中进入空气而停止抽水。
本发明采用多层防水处理，其最底层采用黏土袋进行填充，黏土袋可以避免因地下水压大将黏土冲散，后面抽水堵塞自吸泵；起抽水管的下端距离黏土层有一定距离，不会导致抽水管堵塞，抽水管通过土工布垫层进行固定，并将抽水管保持在井管中心附近，避免靠近管壁，影响后续封堵效果，采用土工布固定简单方便，还可以避免填塞井管的快干水泥掉入井底，抽水时堵塞水泵。而且土工布垫层可以避免快干水泥浆在填充过程中下落，使快干水泥浆填充效果更好；使用快干水泥简单方便，只需要加水搅拌便可使用，而且凝固的快，水泥浆在拌制时可以适当稀点，流动性大倾倒后能自动流入井管中，并与井管能更好的粘结，避免管壁处渗水。本发明的第一次密封是在抽水过程中进行，避免了因为地下水量太大而导致密封效果不好，并在第一次填充的快干水泥凝固后，停止抽水，将抽水管堵塞后进行二次快干水泥浆的填充，因为一次填充基本已经把井管大部分密封，已经大大减小了涌水量，二次填充效果更好，基本可以将井管密封，并在二次填充时预留5-8cm的高度进行钢板焊接和三次填充，钢板焊接后可以将井管完全密封，然后再填充快干水泥既可增加密封效果，又可避免钢板暴露在空气中，造成锈蚀。
本发明采用多层防水处理，真正确保了降水井不渗漏，可以用于针对出水量大的基坑承压或含水层降水井封堵，而且起封堵结构、施工方便，封堵材料造价低，成本低廉，整个施工工期短，降低了劳动成本。
附图说明
图1是本发明型抽水管拔出前的施工示意图；
图2和图3是本发明抽水管拔出后的施工示意图。
图中：1—止水环，2—钢套管，3—黏土袋，4—土工布，5—一次填充的快干水泥层，6—二次填充的快干水泥层，7—密封钢板，8—三次填充的快干水泥层，9—结构底板，10—抽水管，11—止水塞，12—井管,13—抽水泵，14—水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。如图1至图3所示的一种针对出水量较大的降水井封堵装置，其特征在于：该封堵装置包括带有止水环1的钢套管2、抽水泵13、抽水管10、封堵钢板7、黏土袋3、土工布4、止水塞11和快干水泥，所述钢套管2在结构底板垫层9浇筑前焊接在井管12上端，其管口与结构底板9的顶面平齐，管底置于结构底板9的底面下方，所述设置在钢套管2上的止水环1是由焊接在钢套管2上止水法兰板和置于止水法兰板上的止水条组成。所述抽水泵13为自吸泵，其抽水管10和水管14为管径相匹配的尼龙管；所述止水塞11为圆形木塞；所述封堵钢板7的厚度为8mm，直径与钢套管2的内径相等或略小于其内径。
如图1所示，本发明具体施工时，先将黏土袋3填充在井管12内，其填充高度低于结构底板9底面1.2～1.8m，并捣实；所述抽水管10置于钢套管2内，并通过土工布4固定在钢套管2的中央部位，且管底距离黏土袋3填充层顶面15～25cm，所述抽水泵13通过水管14与抽水管10的上端管口密封连通，并通过抽水泵13对降水井内的水进行抽吸；在抽水泵13抽水过程中采用快干水泥在土工布4上方进行填充，其填充高度为300～400mm，且低于抽水管10与抽水泵水管14的连接部位。如图2所示，在一次填充的快干水泥层5凝固后，拔出抽水泵水管14通过止水塞11将抽水管10的上端管口堵塞，然后如图3所示，再次填充快干水泥，二次填充的快干水泥的高度为200～300mm，且低于钢套管2的管口5cm～8cm，所述封堵钢板7置于二次填充的快干水泥层6上方，并与钢套管2焊接固定，在封堵钢板7上方三次填充快干水泥至钢套管2的管口。
下面结合实施例对本发明进一步说明，实施例是苏州轨道交通3号线18标唯亭停车场出入线明挖区间部分围护结构底处于④-2粉砂夹粉土层，含水率高，降压井与疏干井深度均为20m，处在④-2粉砂夹粉土层，由于基坑开挖深度约8米，在土方开挖过程中将井管已割掉。土方开挖完成后，水泵停水后，水迅速从井管溢出，无法直接将降水井全部封堵完，因此经过抗浮验算及现场试验，保留6口井在结构施工期间进行降水，因此在垫层施工前将需保留的6口井各对接1根用降水井实管外焊止水法兰板的钢套管，对接部位采用电弧焊进行焊接，焊接完成之后施工底板，并在浇筑混凝土前安装好止水条，然后在后续结构施工完成后，需要对井管进行封堵。其具体施工时需要准备的材料设备有：配电箱、电焊机、自吸泵、尼龙管、黏土袋、快干水泥、灰桶、土工布、8mm厚钢板。其具体施工步骤如下：
(1)、根据水流大小准备好自吸泵的功率及尼龙管大小，将水管与自吸泵连接好。若自吸泵功率大而水流量较小，可以选择较小的水管，通过变截面水管接头与自吸泵连接，或者将水管头上敲扁以减少水流量，保证地下水外溢量与自吸泵抽水量相当，若地下水流量大于抽水量，地下水会从管壁溢出，若地下水流量小于抽水量，会导致自吸泵抽水过程中因水量不足，进水管中进入空气而停止抽水。
(2)、将井管内放入黏土袋，填至离底板顶1.5m左右，并用棍子捣实形成黏土填充层；采用黏土袋进行填充黏土袋避免因地下水压大将黏土冲散，后面抽水堵塞自吸泵；
(3)如图1所示，将自吸泵13的水管14与抽水管10连接好，并放入井管中，注意抽水管10底部的进水管口离黏土回填面保持20cm距离，避免抽水过程中泥土进入管中堵塞管路；且水管14与抽水管10套接位置深度距离地板面25～35cm，确保后期的水泥填充层能够达到一定的高度；
(4)打开自吸泵13电源，将水降至离井口1米左右，并将土工布4卷成卷，塞入井管中，包裹住抽水管10，让抽水管10保持在井管中心附近，避免靠近管壁，影响后续封堵效果，土工布4还可避免填塞井管的快干水泥掉入井底，抽水时堵塞水泵；
(5)、继续抽水，并在抽水过程中，将快干水泥加水拌制成水泥浆，水泥浆拌制稀点，流动性大倾倒后能自动流入井管中，并与井管能更好的粘结，避免管壁处渗水，并用快干水泥填塞井管300～400mm，注意不要超过水管14与抽水管10套接部位；
(5)、等40min至一次填充的快干水泥层5达到高强度后，拔出上部进水管，将抽水管10留置在井管中，并将准备好的圆木止水塞11打入留置井中的抽水管10中，查看有无渗漏水，若无，马上拌制快干水泥浆，再次填充200～300mm，二次填充的快干水泥层6距离刚套管2的管口5cm左右；
(6)、马上清理井壁，将提前加工好的8mm厚的圆形钢板满焊在二次填充的快干水泥层6以上，在焊接位置冷却后，检查焊缝是否漏水，确认不漏后，再用配置好的快干水泥浆将井管填至管口，完成降水井的封堵过程。
通过上述方法针对六个井管进行封堵，并未出现渗漏的现象，而且封堵材料造价低，成本低廉，大大缩短了施工工期，降低了劳动成本。
以上所述，只是本发明的一个实施例，以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方案，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种针对出水量较大的降水井封堵装置，其特征在于：该封堵装置包括带有止水环（1）的钢套管（2）、抽水泵（13）、抽水管（10）、封堵钢板（7）、黏土袋（3）、土工布（4）、止水塞（11）和快干水泥，所述钢套管（2）在结构底板（9）浇筑前焊接在井管（12）上端，其管口与结构底板（9）的顶面平齐，管底置于结构底板（9）的底面下方，所述黏土袋（3）填充在井管（12）内，其填充高度低于结构底板（9）底面1.2～1.8m，所述抽水管（10）置于钢套管（2）内，并通过土工布（4）固定在钢套管（2）的中央部位，且管底距离黏土袋（3）填充层顶面15～25cm，所述抽水泵（13）通过水管（14）与抽水管（10）的上端管口密封连通，并通过抽水泵（13）对降水井内的水进行抽吸；在抽水泵（13）抽水过程中采用快干水泥在土工布（4）上方进行填充，其填充高度低于抽水管（10）与抽水泵水管（14）的连接部位，并在一次填充的快干水泥层（5）凝固后，拔出抽水泵水管（14）通过止水塞（11）将抽水管（10）的上端管口堵塞，再次填充快干水泥，二次填充的快干水泥的高度低于钢套管（2）的管口5cm～8cm，所述封堵钢板（7）置于二次填充的快干水泥层（6）上方，并与钢套管（2）焊接固定，在封堵钢板（7）上方三次填充快干水泥至钢套管（2）的管口。
2.根据权利要求1所述的一种针对出水量较大的降水井封堵装置，其特征在于：所述抽水泵（13）为自吸泵，其抽水管（10）和水管（14）为管径相匹配的尼龙管。
3.根据权利要求1所述的一种针对出水量较大的降水井封堵装置，其特征在于：所述一次填充的快干水泥层（5）的高度为300~400mm；二次填充的快干水泥层（6）高度为200~300mm。
4.根据权利要求1所述的一种针对出水量较大的降水井封堵装置，其特征在于:所述抽水泵的水管（14）与抽水管（10）的连接部位距离钢套管（2）的管口25~35cm。
5.根据权利要求1所述的一种针对出水量较大的降水井封堵装置，其特征在于：所述止水塞（11）为圆形木塞。
6.根据权利要求1所述的一种针对出水量较大的降水井封堵装置，其特征在于：所述设置在钢套管（2）上的止水环（1）是由焊接在钢套管（2）上止水法兰板和置于止水法兰板上的止水条组成。
7.一种针对出水量较大的降水井封堵方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）在底板垫层浇筑前将焊接有止水法兰板的钢套管与原井管焊接，在底板上排钢筋绑扎前在钢套管的止水法兰板上放置好止水条,等后期结构完成后，需要停止抽水时进行后续封堵；
（2）准备封堵材料：配电箱、电焊机、自吸泵、尼龙管、黏土袋、快干水泥、拌制快干水泥的灰桶、土工布和钢板，并将钢板切割成直径与焊接在原井管端口的钢套管内径相同的圆形；自吸泵的功率和尼龙管的管径大小根据水流量确定，确保地下水外溢量与自吸泵抽水量相当；
（3）在井管内放入黏土袋，填至离底板顶1.2～1.8m，并用棍子捣实；
（4）将自吸泵水管与抽水管连接好，并将抽水管放入钢套管内，其抽水管底部的进水管口离黏土回填面保持15～25cm距离，并打开自吸泵电源，将水抽至水位下降1～1.5米，并将土工布卷成卷塞入钢套管中，包裹住抽水管，让抽水管保持在钢套管中心位置；
（5）继续抽水，并在抽水过程中，将快干水泥加水拌制成水泥浆，并用水泥浆填塞钢套管300~400mm，且填塞的高度低于自吸泵水管与抽水管的套接部位；
（6）在快干水泥浆填塞后0.4～1h至快干水泥浆达到高强度后，拔出自吸泵水管，并将准备好的圆木塞打入留置钢套管中的抽水管中；
（7）查看有无渗漏水，若无渗水漏水，马上再次用灰桶拌制快干水泥，再次填充200~300mm的高度，并马上清理井壁，将提前加工好的圆形钢板满焊在回填面以上；
（8）焊接位置冷却后，检查焊缝是否漏水，确认不漏后，再用快干水泥浆将井管填至底板面，便可。
8.根据权利要求7所述的一种针对出水量较大的降水井封堵方法，其特征在于：所述步骤（2）中钢板的厚度为8mm。
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