CN109555140A - 基坑及隧道基底泉眼抽排封堵方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，包括集水装置和封堵装置；集水装置包括集水坑和集水管；集水管垂直固定于集水坑内，管体布设集水孔，用于集水；集水坑内填充碎石或粗砂；封堵装置包括集水管套管、止水环、止水带、垫层、结构底板和钢扪板；垫层设置于集水坑上端，将集水坑封闭；垫层上表面铺设结构底板，结构底板顶部设置预留坑；集水管套管套设在集水管高出垫层上表面的部位；集水管套管中段套设止水环，止水环上端紧密贴附止水条；集水管顶端通过钢扪板封闭；预留坑内填充防水砂浆。本发明的方法和装置将基坑及隧道基底泉眼封堵问题转化为了集水抽排和底板处理的问题，较好的解决了在基坑和隧道基底的泉涌问题。

Description

基坑及隧道基底泉眼抽排封堵方法及装置

技术领域

本发明具体涉及一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵方法及装置。

背景技术

基坑及隧道基底局部涌水即泉眼，是一种典型的地下水危害形式。软土地区坑内降水效果不佳或发生故障时，坑底土体受地下水浸泡土质变软，地下水在渗透压力作用下穿过薄弱土层向外涌出形成泉眼；岩石地区于当基坑开挖到某一深度时，地层覆盖变薄，地下水水头突破薄层或从岩石裂隙中涌出形成泉眼。基底出现泉眼，地铁深基坑等综合接地杂散电流保护等无法满足实现作业要求，同时由于泉水涌出基底防水卷材施工质量也受到影响，影响底板外包防水施工。随着地下空间开发利用的发展，临近河道湖泊的深基坑及隧道等地下工程越来越多，基底出现泉眼的情况也越来越多，成为地下工程中经常遇到的工程问题。

专利CN201406688Y针对基坑底出现泉眼的情况，提供了一种可对基坑的局部涌水起截流作用的聚水罩，限制截水流向，方便后续的引水和排水工作，该聚水罩包括周身封闭、底部开口的罩体，罩体上设置有出水管，使用时将罩体扣住基坑上的涌水部位，并将罩体底部插入基土一定深度，此时涌水逐渐在罩体内腔聚集，罩体内的空气以及聚集在罩体内的截水通过出水管进入引水和排水装置。这种方法结构简单，可以很好的解决基坑的局部涌水问题，但是罩体内的空气和截水不能完全排出罩体外，并且对涌水处不能进行彻底的封堵。

专利CN105155562B提供了一种用于深基坑泉眼封底处理的施工方法，具体步骤为：a、对深基坑底中需要进行封堵的泉眼进行定位，在每一个周围泉眼与中心泉眼之间设置引水沟；b、在中心泉眼处挖设集水坑；c、制作集水罩，集水罩的开口处设置有法兰，用集水罩将中心泉眼扣住，将水泵放到集水罩内部；d、集水罩安装完毕后，开启水泵，将集水罩内收集的涌水持续抽到集水罩外；e、对深基坑和集水坑的混凝土浇筑分三步进行，在第三步混凝土浇筑前对集水罩的开口端进行封堵。这种施工方法通过集流、汇流、抽水、封堵等较好的解决了在沿海或沿湖地区的深基坑开挖完成后所面临的深基坑底出现的泉涌问题。该方法集水罩加工难度大，钢板耗材量大，且未考虑集水罩锈蚀后底板脱空对底板受力的不利影响和底板混凝土浇筑需分次分块进行，存在增加实施难度及工期的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供基坑及隧道基底泉眼抽排封堵方法及装置，解决现有技术在基坑及隧道基底泉眼涌水抽排和泉眼封堵时，集水罩加工难度大，钢板耗材量大，且未考虑集水罩锈蚀后底板脱空以及底板混凝土浇筑需分次分块进行，增加工期的问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，包括集水装置和封堵装置；

所述集水装置包括集水坑和集水管；所述集水管垂直固定于集水坑内，集水管管底密封，管体下段侧壁布设贯通孔作为集水孔，外表面包裹土工布；所述集水坑内填充碎石或粗砂；

所述封堵装置包括集水管套管、止水环、止水带、垫层、结构底板和钢扪板；所述垫层设置于集水坑上端，将集水坑封闭，垫层中间设有贯通孔使集水管穿过垫层；垫层上表面铺设结构底板，结构底板中间设有贯通孔使集水管穿过结构底板，结构底板顶部设置预留坑；所述集水管套管套设在集水管高出垫层上表面的部位；集水管套管中段套设止水环，止水环上端紧密贴附止水条；集水管顶端通过钢扪板封闭；所述预留坑内填充防水砂浆，使结构底板上表明平整。

作为本发明的进一步改进，所述集水管顶端与集水管套管齐平，集水管套管顶端安装法兰盘；钢扪板固定于法兰盘上下端，上下端的钢扪板、法兰盘间螺栓连接。进一步的，所述法兰盘上安装橡胶密封环板。

作为本发明的进一步改进，所述垫层为砼垫层；砼垫层和结构底板间布设防水层。

作为本发明的进一步改进，所述集水管为直径300mm-400mm的不锈钢管，厚度1cm-2cm；集水管底部焊接钢板封底。

作为本发明的进一步改进，所述集水孔直径1-2cm，呈梅花形布置。

作为本发明的进一步改进，所述碎石粒径范围为20mm-40mm，采用20-40cm的碎石填充，调整水流流量，使水流以一定速度渗入集水管内。

作为本发明的进一步改进，所述防水砂浆材质为与结构底板相同标号的微膨胀混凝土。

本发明的基坑及隧道基底泉眼抽排封堵方法包括如下步骤：

一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵方法，包括如下步骤：

a、在基坑及隧道基底的泉眼处挖设集水坑，集水坑用碎石或粗砂填充；

b、制作集水管，将集水管底部密封，集水管管体下段打设若干集水孔，之后用土工布包裹；

c、将集水管打设集水孔并用土工布包裹的部位埋设在集水坑中，集水坑内的碎石或粗砂密贴集水管；

d、在集水管中放置抽水装置抽水；集水坑碎石或粗砂表面无水时，在集水坑表面铺设垫层；

e、在垫层上表面铺设结构底板，结构底板上设有贯通孔，使集水管穿过结构底板；结构底板顶部设有预留坑；

f、在结构底板厚度范围内，在集水管外安装集水管套管，集水管套管顶部设置法兰盘，套管中段焊接圆弧状止水钢环，焊接止水钢环时采用满焊并焊接严实；止水钢环焊接后，安装止水条，止水条与止水钢环密贴；

g、拔除抽水装置，割除集水管顶端超过集水管套管高度的管体部分，在集水管内填入混凝土，回填至井管外套管高度，之后采用钢扪板密封顶部，采用防水砂浆将预留坑填平，完成封堵。

作为本发明的进一步改进，所述抽水装置为潜水泵。

本发明通过在基坑及隧道基底的泉眼处挖设集水坑，将泉眼涌水汇集到集水管内，然后通过抽水装置将涌水抽走。在抽水过程中可同时进行垫层、防水层、底板混凝土施工并一次完成，避免垫层、防水层以及底板混凝土浇筑分块分次，可实现基底干燥作业，有利于保证底板外包防水质量，满足综合接地干燥作业要求，便于现场实施，能够缩短工期。同时由于集水坑内填充碎石或粗砂，避免了施做底板后集水坑范围内集水罩锈蚀后底板悬空的问题，有利于底板结构受力。此外，本发明的方法和装置将基坑及隧道基底泉眼封堵问题转化为了集水抽排和底板处理的问题，较好的解决了在基坑和隧道基底的泉涌问题。该装置及施工方法易于操作、施工效率较高，其所用工具及材料均为基坑和隧道工程中经常用到的工具和材料，便于加工和购买，便于实施。

附图说明

图1为实施例1的封堵装置结构示意图；

图2为集水管结构图；

图3为集水状态装置结构示意图；

图中，1、集水坑；2、集水管；21、集水孔；22、土工布；3、抽水装置；4、垫层；5、结构底板；6、集水管套管；61、止水环；62、止水带；7、防水砂浆；8、钢扪板。

具体实施方式

实施例1

本实施例具体说明本发明的装置结构。

如图1~2所示的基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，包括集水装置和封堵装置；

集水装置包括集水坑1和集水管2；所述集水管2为直径300mm-400mm的不锈钢管，厚度1cm-2cm；底部焊接钢板封底；集水管2垂直固定于集水坑1内，如图2所示，管体下段侧壁布设贯通孔作为集水孔21，集水孔21直径1-2cm，呈梅花形布置，外表面包裹土工布22；集水坑1内填充碎石或粗砂；碎石粒径范围为20mm-40mm。

封堵装置包括集水管2套管6、止水环、止水带、垫层4、结构底板5和钢扪板8；所述垫层4设置于集水坑1上端，将集水坑1封闭，垫层4为砼垫层，中间设有贯通孔使集水管2穿过垫层4；垫层4上表面铺设结构底板5，砼垫层4和结构底板5间布设防水层，结构底板5中间设有贯通孔使集水管2穿过结构底板5，结构底板5顶部设置预留坑；所述集水管2套管6套6设在集水管2高出垫层4上表面的部位；集水管2套管6中段套设止水环，止水环上端紧密贴附止水条；集水管2顶端与集水管套管6齐平，集水套管管6顶端安装法兰盘；钢扪板8固定于法兰盘上下端，上下端的钢扪板8、法兰盘间螺栓连接,法兰盘上安装橡胶密封环板；所述预留坑内填充防水砂浆7，使结构底板5上表明平整；防水砂浆7材质为与结构底板5相同标号的微膨胀混凝土。

实施例2

本实施例以成都地铁车站深基坑和综合管廊基坑基底局部涌水问题为例，具体说明利用本发明方法解决基坑泉眼涌水抽排和封堵问题的方式。

具体施工步骤包括：

a、在基坑及隧道基底的泉眼处挖设集水坑1，集水坑1轮廓采用方形或圆形，集水坑1尺寸及深度根据泉眼涌水量大小确定；集水坑1用碎石或粗砂填充；

其中，碎石粒径范围为20mm-40mm。

b、制作集水管2。集水管2采用直径300mm-400mm的不锈钢管制作而成，钢管厚度1cm-2cm，集水管2底部用钢板封底，封底钢板厚度1-2cm；集水管2埋设在集水坑1深度的部分打设直径1-2cm的集水孔21，集水孔21梅花型布置。集水孔21打设完成后用土工布22外包集水管2。

c、在集水坑1碎石或粗砂中埋设集水管2，并注意使碎石或粗砂密贴集水管2。

d、如图3所示，在集水管2中放置潜水泵3抽水；潜水泵3直径20-30cm，并小于集水管2直径；当潜水泵3启动集水坑1碎石或粗砂表面无水时，在集水坑1表面铺设素砼垫层4及防水层。

e、做结构底板5，施工结构底板5混凝土时，在集水管2位置留出深度200-300mm且宽度600-800mm的预留坑。

f、在底板5结构厚度范围内，在集水管2外安装套管6。套管6直径比井管大100mm，套管6顶部设置法兰盘，套管6中间焊接一圆弧状止水环61，止水环61采用不锈钢制作，厚度1cm，直径大于套管150mm；焊接止水环61时采用满焊并焊接严实，止水环61直径比套管6大100-150mm。止水环61焊接后，安装止水条62，止水条62与止水环61密贴。

g、封堵泉眼处集水管2，底板5实施节点防水。在封堵集水管2前，先准备1.5m³左右的与底板5结构相同标号的微膨胀混凝土；然后拔除潜水泵3，割除集水管2（割除后剩余的集水管2高度不能超过套管6），在集水管2内填入混凝土，回填至井管外套管6高度，在套管6的法兰盘上安装橡胶密封环板，再用与套管6上法兰盘相同大小的钢扪板8与法兰盘螺栓连接。采用防水微膨胀砂浆7把套管6上预留的凹坑填平，封堵完成。钢扪板8和外加套管6采用不锈钢管制作，厚度1cm。外加套管6直径大于集水管100-150mm。

采用实施例的方法解决了基坑泉眼涌水抽排和封堵问题，且施工简便，操作方便，也可以用于隧道基底的泉眼涌水处置。

Claims (10)

1.一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，其特征在于，包括集水装置和封堵装置；

所述集水装置包括集水坑和集水管；所述集水管垂直固定于集水坑内，集水管管底密封，管体下段侧壁布设贯通孔作为集水孔，外表面包裹土工布；所述集水坑内填充碎石或粗砂；

所述封堵装置包括集水管套管、止水环、止水带、垫层、结构底板和钢扪板；所述垫层设置于集水坑上端，将集水坑封闭，垫层中间设有贯通孔使集水管穿过垫层；垫层上表面铺设结构底板，结构底板中间设有贯通孔使集水管穿过结构底板，结构底板顶部设置预留坑；所述集水管套管套设在集水管高出垫层上表面的部位；集水管套管中段套设止水环，止水环上端紧密贴附止水条；集水管顶端通过钢扪板封闭；所述预留坑内填充防水砂浆，使结构底板上表明平整。

2.根据权利要求1所述的一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，其特征在于，所述集水管顶端与集水管套管齐平，集水套管管顶端安装法兰盘；钢扪板固定于法兰盘上下端，上下端的钢扪板、法兰盘间螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，其特征在于，所述法兰盘上安装橡胶密封环板。

4.根据权利要求1所述的一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，其特征在于，所述垫层为砼垫层；砼垫层和结构底板间布设防水层。

5.根据权利要求1所述的一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，其特征在于，所述集水管为直径300mm-400mm的不锈钢管，厚度1cm-2cm；集水管底部焊接钢板封底。

6.根据权利要求1或5所述的一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，其特征在于，所述集水孔直径1-2cm，呈梅花形布置。

7.根据权利要求1所述的一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，其特征在于，所述碎石粒径范围为20mm-40mm。

8.根据权利要求1所述的一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵装置，其特征在于，所述防水砂浆材质为与结构底板相同标号的微膨胀混凝土。

9.一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、在基坑及隧道基底的泉眼处挖设集水坑，集水坑用碎石或粗砂填充；

b、制作集水管，将集水管底部密封，集水管管体下段打设若干集水孔，之后用土工布包裹；

c、将集水管打设集水孔并用土工布包裹的部位埋设在集水坑中，集水坑内的碎石或粗砂密贴集水管；

d、在集水管中放置抽水装置抽水；集水坑碎石或粗砂表面无水时，在集水坑表面铺设垫层；

e、在垫层上表面铺设结构底板，结构底板上设有贯通孔，使集水管穿过结构底板；结构底板顶部设有预留坑；

f、在结构底板厚度范围内，在集水管外安装集水管套管，集水管套管顶部设置法兰盘，套管中段焊接圆弧状止水钢环，焊接止水钢环时采用满焊并焊接严实；止水钢环焊接后，安装止水条，止水条与止水钢环密贴；

g、拔除抽水装置，割除集水管顶端超过集水管套管高度的管体部分，在集水管内填入混凝土，回填至井管外套管高度，之后采用钢扪板密封顶部，采用防水砂浆将预留坑填平，完成封堵。

10.根据权利要求9所述的一种基坑及隧道基底泉眼抽排封堵方法，其特征在于，所述抽水装置为潜水泵。