CN110055988B - 用于基坑疏干-降压的内帘式混合井及工作方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于基坑疏干‑降压的内帘式混合井及工作方法和应用,该混合井包括排水井、升降隔水组件和充气加压组件,其中:排水井在土体含水层的位置处设有滤水管,滤水管的管壁上设有透水孔;升降隔水组件具有可在排水井内升降的隔水帘,隔水帘与排水井内壁之间隔有空隙;充气加压组件由包围于隔水帘外表面的充气膜以及用于为充气膜充气的充气机构组成。与现有技术相比,本发明用于基坑降水工程,能够自由控制疏干‑降压排水井内不同深度处的地下含水层进行排水,使降水井可以一次开挖至基坑设计深度以下,从而可以减少井点布置,缩短降水工期,节省工程费用。
Description
技术领域
本发明属于地质工程、降水工程技术领域,尤其是涉及一种用于基坑疏干-降压的内帘式混合井及工作方法和应用。
背景技术
在基坑工程中,为满足地下水水位低于基坑开挖深度这一要求,经常会采用各种降水方法,如明沟法、暗沟法、井点法等。对于一些地下水位较高的深基坑工程,往往会选择排水量大、降水深度大、降水范围大的深井井点降水法。对于多层含水层而言,往往存在浅部的潜水含水层和深部的承压含水层。以往降水中疏干潜水的疏干井和用于降压的降压井分别设置,在基坑内布井多,妨碍施工,保护困难。而以往的混合井上下贯通,在不需要降压阶段即开始抽水,环境影响大,抽水周期长,造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于基坑疏干-降压的内帘式混合井及工作方法和应用。
申请人经过大量的研究,惊奇的发现,如果可以将降水井按照最大的基坑开挖深度要求来设计,然后在每一步开挖前的降水阶段,以某种方式暂时封堵下部的含水层,让浅层的含水层先排水,开挖至设计标高后再将下部含水层的封口打开,接着进行下一阶段的排水和开挖。这样就可以达到控制排水地层的目的,从而减少井点的设置,节省工程资源。基于此,提出了本发明的技术方案。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明提供一种用于基坑疏干-降压的内帘式混合井,包括:
排水井,其在土体含水层的位置处设有滤水管,滤水管的管壁上设有透水孔,
升降隔水组件,具有可在排水井内升降的隔水帘,隔水帘与排水井内壁之间隔有空隙,
充气加压组件,由包围于隔水帘外表面的充气膜以及用于为充气膜充气的充气机构组成。
优选地,所述的升降隔水组件还包括:
环形底座,固定于排水井井底,
两个拼接螺杆,穿设于隔水帘上,底端分别与环形底座可转动连接,顶端伸出排水井的管口,并固定有轮盘,
两个固定螺母,固定于排水井的管口处,并分别通过通孔套设于穿设于两个拼接螺杆上。
优选地,所述的隔水帘呈中空筒状结构,具有两个供拼接螺杆穿过的螺纹孔,且隔水帘在螺纹孔处加厚,以增加横向刚度。
进一步优选地,所述的隔水帘采用不锈钢材质。
优选地,所各拼接螺杆均由通过螺纹首尾拼接的多节螺杆段组成,所述的螺杆段的顶端设有小螺杆,底端设有与小螺杆匹配的小螺孔。
优选地,所述的小螺杆及小螺孔上设有匹配的销孔,相邻两节螺杆段连接后,在销孔中穿设销钉或螺钉。通过设置销钉或螺钉,可以提升拼接螺杆的抗扭性能。销钉或螺钉采用沉头设计,以避免影响隔水帘升降。
优选地,所述的充气机构由设置于地面上的充气泵和设置于充气泵上的压力表组成,充气泵通过气管与充气膜连接,压力表用于测定充气膜内的压力。
优选地,所述的排水井还包括井壁管、沉淀管、水泵和排水管,所述的井壁管与滤水管焊接在一起组成井管,沉淀管连接于井管底部且沉淀管的底部封闭,水泵和排水管用于将井内的水抽到外部。
优选地,所述的滤水管外包围有双层尼龙网。
本发明用于基坑疏干-降压的内帘式混合井的构建采用以下方法:
用成孔施工机械设备在设计孔位处钻进成孔,清孔后再进行下井管。下井管前先要进行井管的安装,步骤如下:首先在最下层井壁管的底部向管内焊接带有连接孔的环形底座,将最下层的井壁管与沉淀管焊接在一起;将一节螺杆段安装至最下层井壁管内,与环形底座以可转动的方式连接。然后将若干段订做好的井壁管和滤水管焊接在一起,滤水管带有透水孔且外裹双层尼龙网;每焊接一节井管的同时,将拼接螺杆与上一节螺杆段通过螺旋连接在一起,直至连接到带有转轮的最上一层螺杆。先将最上一节螺杆段与隔水帘通过螺旋连接,隔水帘的外壁上紧贴着充气膜,充气膜通过气管与充气泵相连,充气泵内有压力表,用于测定充气膜内的气体压力,接着将连接好的部件与下一节螺杆段连接在一起,完成井管和拼接螺杆的设置。
然后进行下井管-二次清孔-围填滤料-粘土封孔-洗井-安泵试抽等工序。使用水泵通过排水管进行井水试抽。
本发明还提供一种用于基坑疏干-降压的内帘式混合井的工作方法,使用时,将隔水帘降至某一层含水层位置处,打开充气机构对充气膜进行充气,使充气膜与滤水管内壁紧密贴合,且堵住透水孔以达到隔水目的;待基坑开挖至上一设计深度,需要再次进行降水时,对充气膜放气,然后将隔水帘降至下一个含水层深度的位置处,再次充气使充气膜与滤水管内壁紧密贴合以隔水,然后进行基坑开挖;重复此操作直至基坑开挖完成。
本发明还提供一种用于基坑疏干-降压的内帘式混合井的应用,将其应用于基坑开挖过程中控制某一层含水层是否进行排水。
与现有技术相比,将本发明用于基坑降水工程,能够自由控制疏干-降压排水井内不同深度处的地下含水层进行排水,使降水井可以一次开挖至基坑设计深度以下,从而可以减少井点布置,缩短降水工期,节省工程费用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的两节螺杆段的分解示意图;
图3为本发明的隔水帘的俯视(a)和剖视(b)示意图。
图中,11为轮盘,12为固定螺母,13为拼接螺杆,131为螺杆段,1311为小螺杆,1312为小螺孔,1313为销孔,14为环形底座,15为隔水帘,151为螺纹孔,21充气泵,22压力表,23充气膜,31井壁管,32滤水管,33透水孔,34沉淀管,35水泵,36排水管,37双层尼龙网。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种用于基坑疏干-降压的内帘式混合井,如图1~3所示,包括排水井、升降隔水组件和充气加压组件,其中:排水井在土体含水层的位置处设有滤水管32,滤水管32的管壁上设有用于引流排水的透水孔33;升降隔水组件具有可在排水井内升降的隔水帘15,隔水帘15与排水井内壁之间隔有空隙;充气加压组件由包围于隔水帘15外表面的充气膜23以及用于为充气膜23充气的充气机构组成。
本实施例中,如图1所示,排水井还包括井壁管31、沉淀管34、水泵35和排水管36,井壁管31与滤水管32焊接在一起组成井管,起到支护导流作用,沉淀管34连接于井管底部且沉淀管34的底部封闭,用于沉淀残渣,本实施例中沉淀管34焊接于滤水管32底部,直径与滤水管32相同,底口用铁板封死。水泵35和排水管36用于将井内的水抽到外部。本实施例中滤水管32外还包围有双层尼龙网37,用于防止细沙和滤料进入井内,起过滤作用。
本实施例中,如图1所示,除隔水帘15之外,升降隔水组件还包括环形底座14、两个拼接螺杆13和两个固定螺母12,其中:(圆)环形底座14(通过焊接)固定于排水井井底(本实施例焊接在最下一节井管壁31上),用于拼接螺杆13的下部的连接;两个拼接螺杆13穿设于隔水帘15上,底端分别与环形底座14可转动连接,顶端伸出排水井的管口,并固定有轮盘11;两个固定螺母12固定于排水井的管口处,并分别穿设于两个拼接螺杆13上。进一步优选隔水帘15采用不锈钢材质,且呈中空筒状结构,具有两个供拼接螺杆13穿过的螺纹孔151,且隔水帘15在螺纹孔151处加厚,以增加横向刚度,减小变形,如图3(a)和图3(b)所示。本实施例中,各拼接螺杆13均由通过螺纹首尾拼接的多节螺杆段131组成,例如可以在螺杆段131的顶端设有小螺杆1311,底端设有与小螺杆1311匹配的小螺孔1312,进一步地,本实施例中小螺杆1311及小螺孔1312上设有匹配的销孔1313(可以是螺孔或通孔),相邻两节螺杆段131连接后,在销孔1313中穿设销钉或螺钉。通过设置销钉或螺钉,可以提升拼接螺杆13的抗扭性能。销钉或螺钉采用沉头设计,以避免影响隔水帘升降,如图2所示。
本实施例中,如图1所示,充气机构由设置于地面上的充气泵21和设置于充气泵21上的压力表22组成,充气泵21通过(细长的)气管与充气膜23连接,压力表22用于测定充气膜23内的压力。本实施例中优选充气膜23材质为橡胶,具有较高的弹性和一定的强度,与隔水帘15紧密粘连。
本实施例中用于基坑疏干-降压的内帘式混合井的构建采用以下方法:
用成孔施工机械设备在设计孔位处钻进成孔,清孔后再进行下井管。下井管前先要进行井管的安装,步骤如下:首先在最下层井壁管31的底部向管内焊接带有连接孔的圆环形底座14,将最下层的井壁管31与沉淀管34焊接在一起;将一节拼接螺杆13安装至最下层井壁管31内,与圆环形底座14以可转动的方式连接。然后将若干段订做好的井壁管31和滤水管32焊接在一起,滤水管32外裹双层尼龙网37并且带有透水孔33;每焊接一节井管的同时,将拼接螺杆13与上一节螺杆段131通过螺旋连接在一起,直至连接到带有转轮11的最上一层螺杆13。先将最上一层螺杆13与隔水帘15通过螺旋连接,隔水帘15的外壁上紧贴着充气膜23,充气膜23通过气管与充气泵21相连,充气泵21内有压力表22,用于测定充气膜23内的气体压力,接着将连接好的部件与下一层螺杆连接在一起,完成井管和拼接螺杆13的设置。
然后进行下井管-二次清孔-围填滤料-粘土封孔-洗井-安泵试抽等工序。使用水泵35通过排水管36进行井水试抽。
将其应用于基坑开挖过程中控制某一层含水层是否进行排水。使用时,将隔水帘15降至某一层含水层位置处,打开充气机构对充气膜23进行充气,使充气膜23与滤水管32内壁紧密贴合,且堵住透水孔33以达到隔水目的;待基坑开挖至上一设计深度,需要再次进行降水时,对充气膜23放气,然后将隔水帘15降至下一个含水层深度的位置处,再次充气使充气膜23与滤水管32内壁紧密贴合以隔水,然后进行基坑开挖;重复此操作直至基坑开挖完成。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于基坑疏干-降压的内帘式混合井,其特征在于,包括:
排水井,其在土体含水层的位置处设有滤水管(32),滤水管(32)的管壁上设有透水孔(33),
升降隔水组件,具有可在排水井内升降的隔水帘(15),隔水帘(15)与排水井内壁之间隔有空隙,
充气加压组件,由包围于隔水帘(15)外表面的充气膜(23)以及用于为充气膜(23)充气的充气机构组成;
所述的升降隔水组件还包括:
环形底座(14),固定于排水井井底,
两个拼接螺杆(13),穿设于隔水帘(15)上,底端分别与环形底座(14)可转动连接,顶端伸出排水井的管口,并固定有轮盘(11),
两个固定螺母(12),固定于排水井的管口处,并分别通过通孔套设于两个拼接螺杆(13)上;
所述的隔水帘(15)呈中空筒状结构,具有两个供拼接螺杆(13)穿过的螺纹孔(151),且隔水帘(15)在螺纹孔(151)处加厚,以增加横向刚度;
各拼接螺杆(13)均由通过螺纹首尾拼接的多节螺杆段(131)组成,所述的螺杆段(131)的顶端设有小螺杆(1311),底端设有与小螺杆(1311)匹配的小螺孔(1312);
所述的小螺杆(1311)及小螺孔(1312)上设有匹配的销孔(1313),相邻两节螺杆段(131)连接后,在销孔(1313)中穿设销钉或螺钉;
所述的排水井还包括井壁管(31)、沉淀管(34)、水泵(35)和排水管(36),所述的井壁管(31)与滤水管(32)焊接在一起组成井管,沉淀管(34)连接于井管底部且沉淀管(34)的底部封闭,水泵(35)和排水管(36)用于将井内的水抽到外部;
将其应用于基坑开挖过程中控制某一层含水层是否进行排水;
所述的用于基坑疏干-降压的内帘式混合井的工作方法,使用时,将隔水帘(15)降至某一层含水层位置处,打开充气机构对充气膜(23)进行充气,使充气膜(23)与滤水管(32)内壁紧密贴合,且堵住透水孔(33)以达到隔水目的;待基坑开挖至上一设计深度,需要再次进行降水时,对充气膜(23)放气,然后将隔水帘(15)降至下一个含水层深度的位置处,再次充气使充气膜(23)与滤水管(32)内壁紧密贴合以隔水,然后进行基坑开挖;重复此操作直至基坑开挖完成。
2.根据权利要求1所述的用于基坑疏干-降压的内帘式混合井,其特征在于,所述的充气机构由设置于地面上的充气泵(21)和设置于充气泵(21)上的压力表(22)组成,充气泵(21)通过气管与充气膜(23)连接,压力表(22)用于测定充气膜(23)内的压力。
3.根据权利要求1所述的用于基坑疏干-降压的内帘式混合井,其特征在于,所述的滤水管(32)外包围有双层尼龙网(37)。
4.如权利要求1~3任一所述的用于基坑疏干-降压的内帘式混合井的工作方法,其特征在于,使用时,将隔水帘(15)降至某一层含水层位置处,打开充气机构对充气膜(23)进行充气,使充气膜(23)与滤水管(32)内壁紧密贴合,且堵住透水孔(33)以达到隔水目的;待基坑开挖至上一设计深度,需要再次进行降水时,对充气膜(23)放气,然后将隔水帘(15)降至下一个含水层深度的位置处,再次充气使充气膜(23)与滤水管(32)内壁紧密贴合以隔水,然后进行基坑开挖;重复此操作直至基坑开挖完成。
5.如权利要求1~4任一所述的用于基坑疏干-降压的内帘式混合井的应用,其特征在于,将其应用于基坑开挖过程中控制某一层含水层是否进行排水。
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