CN110130377A - 用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于基坑疏干‑降压的内旋双板隔水式共用混合井及应用，该混合井包括排水井、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，且滤水管的内侧壁上设有内螺纹；隔水组件由扭转联动机构、隔水挡板和隔水气囊组成，隔水挡板具有与滤水管的内螺纹相匹配的外螺纹，扭转联动机构用于带动隔水挡板与滤水管通过螺纹连接，隔水气囊位于隔水挡板的下方；充气加压组件用于向隔水气囊内充气。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

用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井及应用

技术领域

本发明属于地质工程、降水工程技术领域，涉及一种用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井及应用。

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。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。因此设计一套可以实现该目的的装置是非常必要的。

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-降压的内旋双板隔水式共用混合井及应用。

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-降压的内旋双板隔水式共用混合井，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，且滤水管的内侧壁上设有内螺纹，

隔水组件，由扭转联动机构、隔水挡板和隔水气囊组成，所述的隔水挡板具有与滤水管的内螺纹相匹配的外螺纹，所述的扭转联动机构用于带动隔水挡板与滤水管通过螺纹连接，所述的隔水气囊位于隔水挡板的下方，

充气加压组件，用于向隔水气囊内充气。

本发明中，隔水挡板和隔水气囊是实现隔水效果的主要部件。隔水气囊设置在隔水挡板的下方，充气加压后可以与井壁紧贴，起堵水隔水的作用。

优选地，所述的扭转联动机构包括拼接杆，拼接杆的底端穿设于隔水挡板上并与隔水挡板固定连接，拼接杆的顶端伸出排水井的管口处，并固定有转轮。

优选地，所述的转轮与拼接杆的连接处设有固定螺栓。起加强连接和传递扭力的作用。

优选地，所述的隔水挡板由上隔板、下隔板以及连接于上隔板和下隔板中央处的连接柱组成，所述的连接柱设有用于拼接杆底端穿过的通孔，拼接杆的底端穿过该通孔，并通过设置于上隔板和下隔板外侧的固定螺栓与隔水挡板固定连接。

优选地，所述的上隔板和下隔板之间的距离不小于土体含水层的厚度。

优选地，所述的拼接杆为圆柱形拼接杆，由通过螺纹首尾拼接的多节圆柱杆段组成，所述的圆柱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，相邻两节圆柱杆段连接后，在销孔中穿设销钉或螺钉。

优选地，所述的充气加压组件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，充气泵通过穿过隔水挡板的充气管与隔水气囊连接，压力表用于测定隔水气囊内的压力。

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隔水挡板上方的水抽到外部。

优选地，所述的滤水管外包围有双层尼龙网，用于防止细沙和滤料进入井内，起过滤作用。

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，将其应用于控制某一层土体含水层是否进行排水，从而实现土体含水层的分层降水。

本发明用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用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：

(1)将若干段订做好的井壁管、滤水管和沉淀管焊接在一起，需要控制排水状态的目标含水层对应的滤水管内侧壁应有内螺纹；

(2)下井管：将井管置入已钻成的孔中；

(3)连接隔水组件：将转轮、拼接杆、隔水挡板连接在一起，其中转轮与圆柱形长杆通过固定螺栓连接，拼接杆由若干个圆柱形长杆拼接组成，杆件之间通过螺纹和销钉连接，隔水挡板上下通过固定螺栓与拼接杆连接。隔水气囊置于隔水挡板下方，充气加压后可以紧贴于井管内壁；

(4)用机械设备将连接好的隔水组件置入排水井内，下放至目标含水层对应的滤水管位置处，然后旋转转轮将隔水挡板与滤水管通过螺纹连接在一起；

(5)打开充气泵，使用连接好的充气管给隔水气囊充气加压。

然后进行二次清孔-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。该设计用于控制某一层含水层是否进行排水。安装好井管后，隔水挡板将排水井与需要控制排水状态的目标含水层封闭隔断，隔水挡板下方的隔水气囊充气加压后紧贴与井管内壁，保证了从缝隙中渗出的地下水不会流入下面的井管中，从而实现了控制地下含水层进行分层降水的目的。

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为本发明两节圆柱杆段的分解示意图；

图3为本发明的隔水挡板的示意图；

图4为本发明的隔水挡板的俯视示意图。

图中，11为转轮，12为固定螺母，13为拼接杆，131为圆柱杆段，1311为小螺杆，1312为小螺孔，1313为销孔，14为隔水挡板，141为上隔板，142为下隔板，143为连接柱，1431为通孔，15为隔水气囊，21为充气泵，22为压力表，23为充气管，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-降压的内旋双板隔水式共用混合井，如图1所示，包括排水井、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的管壁上设有透水孔33(用于引流排水)，且滤水管32的内侧壁上设有内螺纹；隔水组件由扭转联动机构、隔水挡板14和隔水气囊15组成，隔水挡板14具有与滤水管32的内螺纹相匹配的外螺纹144，扭转联动机构用于带动隔水挡板14与滤水管32通过螺纹连接，隔水气囊15位于隔水挡板14的下方；充气加压组件用于向隔水气囊15内充气，充气加压后隔水气囊15可以与井壁紧贴，起堵水隔水的作用。

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，沉淀管34连接于井管底部且沉淀管34的底部封闭(优选沉淀管34的底部用铁板封死，用于沉淀残渣)，水泵35和排水管36用于将井内隔水挡板14上方的水抽到外部。滤水管32外包围有双层尼龙网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，扭转联动机构包括拼接杆13，拼接杆13的底端穿设于隔水挡板14上并与隔水挡板14固定连接，拼接杆13的顶端伸出排水井的管口处，并固定有转轮11。转轮11用于转动长杆产生回转运动，并且优选转轮11与拼接杆13的连接处设有固定螺栓12。起加强连接和传递扭力的作用。拼接杆13为圆柱形拼接杆，如图2所示，由通过螺纹首尾拼接的多节圆柱杆段131组成，圆柱杆段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。小螺杆1311及小螺孔1312上设有匹配的销孔1313，相邻两节圆柱杆段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，可以提升拼接杆13的抗扭性能。

本实施例中，如图1、图3和图4所示，隔水挡板14由上隔板141、下隔板142以及连接于上隔板141和下隔板142中央处的连接柱143组成，连接柱143设有用于拼接杆13底端穿过的通孔1431，拼接杆13的底端穿过该通孔1431，并通过设置于上隔板141和下隔板142外侧的固定螺栓12与隔水挡板14固定连接。上隔板141和下隔板142之间的距离不小于土体含水层的厚度。

本实施例中，如图1所示，充气加压组件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通过穿过隔水挡板14的充气管23与隔水气囊15连接，压力表22用于测定隔水气囊15内的压力。

本发明用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用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：

(1)将若干段订做好的井壁管、滤水管和沉淀管焊接在一起，需要控制排水状态的目标含水层对应的滤水管内侧壁应有内螺纹；

(2)下井管：将井管置入已钻成的孔中；

(3)连接隔水组件：将转轮、拼接杆、隔水挡板连接在一起，其中转轮与圆柱形长杆通过固定螺栓连接，拼接杆由若干个圆柱形长杆拼接组成，杆件之间通过螺纹和销钉连接，隔水挡板上下通过固定螺栓与拼接杆连接。隔水气囊置于隔水挡板下方，充气加压后可以紧贴于井管内壁；

(4)用机械设备将连接好的隔水组件置入排水井内，下放至目标含水层对应的滤水管位置处，然后旋转转轮将隔水挡板与滤水管通过螺纹连接在一起；

(5)打开充气泵，使用连接好的充气管给隔水气囊充气加压。

然后进行二次清孔-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。该设计用于控制某一层含水层是否进行排水。安装好井管后，隔水挡板将排水井与需要控制排水状态的目标含水层封闭隔断，隔水挡板下方的隔水气囊充气加压后紧贴与井管内壁，保证了从缝隙中渗出的地下水不会流入下面的井管中，从而实现了控制地下含水层进行分层降水的目的。

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 (10)

1.一种用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，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)，且滤水管(32)的内侧壁上设有内螺纹，

隔水组件，由扭转联动机构、隔水挡板(14)和隔水气囊(15)组成，所述的隔水挡板(14)具有与滤水管(32)的内螺纹相匹配的外螺纹(144)，所述的扭转联动机构用于带动隔水挡板(14)与滤水管(32)通过螺纹连接，所述的隔水气囊(15)位于隔水挡板(14)的下方，

充气加压组件，用于向隔水气囊(15)内充气。

2.根据权利要求1所述的用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，其特征在于，所述的扭转联动机构包括拼接杆(13)，拼接杆(13)的底端穿设于隔水挡板(14)上并与隔水挡板(14)固定连接，拼接杆(13)的顶端伸出排水井的管口处，并固定有转轮(11)。

3.根据权利要求2所述的用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，其特征在于，所述的隔水挡板(14)由上隔板(141)、下隔板(142)以及连接于上隔板(141)和下隔板(142)中央处的连接柱(143)组成，所述的连接柱(143)设有用于拼接杆(13)底端穿过的通孔(1431)，拼接杆(13)的底端穿过该通孔(1431)，并通过设置于上隔板(141)和下隔板(142)外侧的固定螺栓(12)与隔水挡板(14)固定连接。

4.根据权利要求3所述的用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，其特征在于，所述的上隔板(141)和下隔板(142)之间的距离不小于土体含水层的厚度。

5.根据权利要求2所述的用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，其特征在于，所述的拼接杆(13)为圆柱形拼接杆，由通过螺纹首尾拼接的多节圆柱杆段(131)组成，所述的圆柱杆段(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)。

6.根据权利要求5所述的用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，其特征在于，所述的小螺杆(1311)及小螺孔(1312)上设有匹配的销孔(1313)，相邻两节圆柱杆段(131)连接后，在销孔(1313)中穿设销钉或螺钉。

7.根据权利要求1所述的用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，其特征在于，所述的充气加压组件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)通过穿过隔水挡板(14)的充气管(23)与隔水气囊(15)连接，压力表(22)用于测定隔水气囊(15)内的压力。

8.根据权利要求1所述的用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，其特征在于，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)用于将井内隔水挡板(14)上方的水抽到外部。

9.根据权利要求1所述的用于基坑疏干-降压的内旋双板隔水式共用混合井，其特征在于，所述的滤水管(32)外包围有双层尼龙网(37)。

10.如权利要求1～9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，将其应用于控制某一层土体含水层是否进行排水，从而实现土体含水层的分层降水。