CN110344389A - 塔式地下水压力回灌设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地下水压力回灌的技术领域，公开了塔式地下水压力回灌设备，包括用于储水且加压的回灌加压装置、对基坑周边进行回灌的压力密闭装置以及用于抽取基坑水的循环水管装置，回灌加压装置通过第一水管连通压力密闭装置，循环水管装置抽取基坑水通过第二水管输送至回灌加压装置。循环水管装置通过第二水管将基坑水抽取输送至回灌加压装置进行储存，当基坑周边地下水位下降时，回灌加压装置通过第一水管将基坑水输送至压力密闭装置，实现对基坑周边进行回灌，利用基坑抽出的水进行回灌，实现节能减排绿色施工；另外，提高基坑水的回灌水头压力，保持基坑周边地下水位的相对平衡，降低基坑施工对周边建筑物及道路的影响，提高施工安全。
Description
技术领域
本发明专利涉及地下水压力回灌的技术领域，具体而言，涉及塔式地下水压力回灌设备。
背景技术
深基坑施工过程中，为满足基坑土方开挖的需要，往往进行不同程度的现场临时抽排水，导致基坑周边地下水位下降，进而使周边既有建(筑)物、道路、地下管线、岩土体及地下水体等环境发生改变，产生不同程度的沉降、开裂和地下水位下降等现象，严重的可能会造成不良社会影响及基坑安全隐患。
为防止基坑开挖造成周边地下水位下降，通常采用基坑周边井点回灌的方法，一般的做法是铺设水管，通过向回灌井口自然灌入水源使基坑周边土层中流失的地下水得到一定程度的补充，将基坑周边水位控制在安全范围内，从而维持土体的平衡状态。
常规地下水无压井点的自然回灌过程中，回灌效果往往因土层渗透系数的不同而受到影响，有时甚至无法达到预期的回灌效果，基坑周边土体中流失的水得不到有效补偿，水位仍大幅下降；无法维持基坑周边地下水位，使基坑施工对周边建(构)筑物及道路造成影响。
发明内容
本发明的目的在于提供塔式地下水压力回灌设备，旨在解决现有技术中，基坑周边地下水位下降，影响施工安全的问题。
本发明是这样实现的，塔式地下水压力回灌设备，包括用于储水且加压的回灌加压装置、对基坑周边进行回灌的压力密闭装置以及用于抽取基坑水的循环水管装置，所述回灌加压装置通过第一水管连通压力密闭装置，所述循环水管装置抽取基坑水通过第二水管输送至所述回灌加压装置。
进一步的，所述回灌加压装置包括基座以及用于储水且加压的水塔，所述水塔与所述基座呈上下对应固定布置；所述水塔的上部形成进水口，所述水塔的下部形成出水口，所述水塔通过所述出水口和所述第一水管将基坑水输送至所述压力密闭装置，所述循环水管装置通过所述第二水管和所述进水口将基坑水输送至所述水塔。
进一步的，所述水塔设有多个加固环，所述加固环环绕包围且固定所述水塔；沿自上而下方向，各个所述加固环呈间隔布置；所述水塔呈透明布置，各个所述加固环排列形成水位刻度线。
进一步的，所述压力密闭装置包括至少一组回灌组，所述回灌组包括回灌孔以及穿设所述回灌孔且连通所述第一水管的钢花管，所述钢花管的下部与所述回灌孔的孔底之间形成底部间隙，所述钢花管的上部朝上延伸至所述回灌孔外，所述第一水管的一端连接所述钢花管的上部，所述钢花管的外表面与所述回灌孔的侧壁之间形成侧部间隙；所述底部间隙与所述侧部间隙分别填充碎石，形成碎石层。
进一步的，所述钢花管的外表面包裹有镀锌铁丝网以及多层塑料尼龙纱网，所述镀锌铁丝网和所述多层塑料尼龙纱网分别与所述钢花管呈相对固定布置。
进一步的，所述压力密闭装置包括黏土层，所述黏土层处于所述碎石层的上方；所述钢花管的上部贯穿所述黏土层朝上延伸布置。
进一步的，所述压力密闭装置包括浇筑形成的路面层，所述路面层处于所述黏土层的上方，所述钢花管的上部贯穿所述路面层朝上延伸布置。
进一步的，所述压力密闭装置包括多组回灌组，多组回灌组呈间距布置，间距距离范围为10m-20m；所述第一水管包括主管和多个支管，所述支管的一端连通所述主管，所述支管的另一端连通所述钢花管；所述主管设有主阀以及水表，所述主阀控制所述主管的基坑水的流速以及流量，所述水表监控所述主管的基坑水的流量，各个所述支管分别设有分阀，所述控制所述支管的基坑水的流速以及流量。
进一步的，所述循环水管装置包括沉淀池，所述第二水管包括前段管以及后段管，所述后段管抽取基坑水进行所述沉淀池，经过所述沉淀池沉淀后的基坑水通过所述前段管输送至所述水塔。
进一步的，所述循环水管装置包括第一分隔板以及第二分隔板，所述沉淀池呈中空布置且具有进入口和排出口，所述第一分隔板与所述第二分隔板分别分隔所述沉淀池形成一级仓、二级仓以及三级仓，所述第一分隔板形成第一溢流口，所述第二分隔板形成第二溢流口；基坑水通过所述后段管输送与所述进入口输送至所述一级仓，沉淀过滤后通过所述第一溢流口进入所述二级仓，再次沉淀过滤后，通过所述第二溢流口进入所述三级仓，再次沉淀过滤后，通过所述排出口与所述前段管输送至所述水塔。
与现有技术相比，本发明提供的塔式地下水压力回灌设备，循环水管装置通过第二水管将基坑水抽取输送至回灌加压装置进行储存，当基坑周边地下水位下降时，回灌加压装置通过第一水管将基坑水输送至压力密闭装置，实现对基坑周边进行回灌，利用基坑抽出的水进行回灌，实现节能减排绿色施工；在压力回灌设备的作用下，提高基坑水的回灌水头压力，同时，保持基坑周边地下水位的相对平衡，降低基坑施工对周边建筑物及道路的影响，提高施工安全。
附图说明
图1是本发明提供的塔式地下水压力回灌设备的布局示意图；
图2是本发明提供的塔式地下水压力回灌设备的回灌加压装置的主视示意图；
图3是本发明提供的塔式地下水压力回灌设备的压力密闭装置的主视示意图；
图4是本发明提供的塔式地下水压力回灌设备的沉淀池的主视示意图；
图5是本发明提供的塔式地下水压力回灌设备的沉淀池的俯视示意图；
图6是本发明提供的塔式地下水压力回灌设备的沉淀池的主视示意图；
图7是本发明提供的塔式地下水压力回灌设备的施工流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照图1-7所示，为本发明提供的较佳实施例。
本发明提供的塔式地下水压力回灌设备，用于解决基坑周边地下水位下降，影响施工安全的问题。
塔式地下水压力回灌设备，包括回灌加压装置100、压力密闭装置300以及循环水管装置200，回灌加压装置100用于储水且加压，压力密闭装置300用于对基坑周边进行回灌，循环水管装置200用于抽取基坑水，回灌加压装置100通过第一水管连通压力密闭装置300，循环水管装置200抽取基坑水通过第二水管400输送至回灌加压装置100。
上述的塔式地下水压力回灌设备，循环水管装置200通过第二水管400将基坑水抽取输送至回灌加压装置100进行储存，当基坑周边地下水位下降时，回灌加压装置100通过第一水管将基坑水输送至压力密闭装置300，实现对基坑周边进行回灌，利用基坑抽出的水进行回灌，实现节能减排绿色施工；在压力回灌设备的作用下，提高基坑水的回灌水头压力，同时，保持基坑周边地下水位的相对平衡，降低基坑施工对周边建筑物及道路的影响，提高施工安全。
本实施例中，回灌加压装置100包括基座110以及用于储水且加压的水塔120，水塔120与基座110呈上下对应固定布置；水塔120的上部形成进水口，水塔120的下部形成出水口，水塔120通过出水口和第一水管将基坑水输送至压力密闭装置300，循环水管装置200通过第二水管400和进水口将基坑水输送至水塔120。
在基座110的作用下，便于水塔120的安设，同时使水塔120处于高出，对水塔120起到保护作用，且提高水塔120输送基坑水时的回灌水头压力，便于基坑水的输送。
基座110呈中空布置，降低基座110制造成本，降低工程造价；基座110的各个侧面的底部开设排水孔，避免基座110由于中部积水导致损坏，提高基座110的使用寿命。
排水孔直径范围为3-7cm，保证积水的排出，同时避免排水孔影响基座110的整体稳定性。
基座110有多个砖，相砌形成，侧面厚度范围为23-25cm，基座110截面尺寸1.4m×1.4m、高3m，基座110砌筑满足相关砌筑构造要求。
再者，水塔120设有多个加固环130，加固环130环绕包围且固定水塔120；沿自上而下方向，各个加固环130呈间隔布置；水塔120呈透明布置，各个加固环130排列形成水位刻度线；在加固环130的作用下，增强水塔120的整体稳定性，提高水塔120的使用寿命；另外，根据加固环130的位置，可对应水塔120内的水量，便于水流的监控。
水塔120具有顶端面，水塔120的顶端面设有水位监测条，水位监测条朝下延伸布置，水塔120外部设有报警器，报警器与水位监测条采用电路实现电性连接，当水塔120内的水储存量逐渐增多，直至浸泡到水位监测条，报警器起到报警，警示水塔120水位过高，对灌加压装置、压力密闭装置300以及循环水管装置200起到保护作用。
水塔120高1.5m、直径1.2m，确保水塔120至少有3m水头压力，便于基坑水的输送。
本实施例中，压力密闭装置300包括至少一组回灌组310，回灌组310包括回灌孔以及穿设回灌孔的钢花管311，钢花管311连通第一水管，钢花管311的下部与回灌孔的孔底之间形成底部间隙313，钢花管311的上部朝上延伸至回灌孔外，第一水管的一端连接钢花管311的上部，钢花管311的外表面与回灌孔的侧壁之间形成侧部间隙312；底部间隙313与侧部间隙312分别填充碎石，形成碎石层318。
这样，第一水管输送基坑水至钢花管311，钢花管311朝外排水至碎石层318，再经过碎石层318朝外扩散，实现回灌。
钢花管311形成有多个灌水孔315，第一水管输送基坑水至钢花管311，钢花管311通过各个灌水孔315实现基坑水的回灌。
钢花管311的外表面包裹有镀锌铁丝网314以及多层塑料尼龙纱网，镀锌铁丝网314和多层塑料尼龙纱网分别与钢花管311呈相对固定布置；在镀锌铁丝网314和多层塑料尼龙纱网的作用下，使钢花管311与碎石层318分隔，对钢花管311起到保护作用，且对钢花管311起到反腐作用，提高钢花管311的使用寿命。
压力密闭装置300包括黏土层316，黏土层316处于碎石层318的上方；钢花管311的上部贯穿黏土层316朝上延伸布置；在黏土层316的作用下，避免回灌的基坑水朝上渗透，影响周边安全，提高回灌效果。
压力密闭装置300包括浇筑形成的路面层317，路面层317处于黏土层316的上方，钢花管311的上部贯穿路面层317朝上延伸布置，避免回灌的基坑水朝上渗透，影响周边安全，提高回灌效果。
另外，在黏土层316与路面层317的配合作用下，提高压力密闭装置300的整体气密性。
压力密闭装置300包括多组回灌组310，多组回灌组310呈间距布置，间距距离范围为10m-20m；第一水管包括主管320和多个支管330，支管330的一端连通主管320，支管330的另一端连通钢花管311；主管320设有主阀以及水表，主阀控制主管320的基坑水的流速以及流量，水表监控主管320的基坑水的流量，各个支管330分别设有分阀，控制支管330的基坑水的流速以及流量。
钢花管311设有多个导向壁，导向壁的上端与钢花管311的内表面呈固定布置，导向壁的下端沿背离钢花管311的内表面方向逐渐呈倾斜布置，灌水孔315贯通钢花管311以及导向壁；这样，在导向壁的作用下，进入钢花管311的基坑水易进不易出，同时，对基坑水起到加压作用，便于基坑水的回灌。
多组回灌组310的作用下，增大回灌区域，满足对基坑周边的全方面回灌，提高回灌效果以及施工安全性。
循环水管装置200包括沉淀池210，第二水管400包括前段管以及后段管，后段管抽取基坑水进行沉淀池210，经过沉淀池210沉淀后的基坑水通过前段管输送至水塔120；在沉淀池210的作用下，沉淀基坑水中泥浆，实现基坑水的过滤，避免第一管道、第二管道、钢花管311的堵塞，避免泥浆占用水塔120的储存空间。
再者，循环水管装置200包括第一分隔板211以及第二分隔板212，沉淀池210呈中空布置且具有进入口217和排出口218，第一分隔板211与第二分隔板212分别分隔沉淀池210形成一级仓、二级仓以及三级仓，第一分隔板211形成第一溢流口215，第二分隔板212形成第二溢流口216；基坑水通过后段管输送与进入口217输送至一级仓，沉淀过滤后，通过第一溢流口215进入二级仓，再次沉淀过滤后，通过第二溢流口216进入三级仓，再次沉淀过滤后，通过排出口218与前段管输送至水塔120；实现基坑水的多层次过滤，提高过滤效果。
第一溢流口215处于第一分隔板211的上部，第二溢流口216处于第二分隔板212的上部；这样，有效保证对基坑水进行充分的沉淀。
第一溢流口215与第二溢流口216呈错位布置；这样设置的好处是，当二级仓存储初步沉淀处理的基坑水至第二溢流口216时，避免初步沉淀处理的基坑水通过第一溢流口215直接流向第二溢流口216流入三级仓，从而避免对基坑水的沉淀处理效果造成影响。
另外，有助于增大初步沉淀处理的污水的移动路径，从而增强二级仓的沉淀处理效果。
第一溢流口215与进入口217呈错位布置；这样设置的好处是，当一级仓存储污水至第一溢流口215时，避免基坑水直接从进入口217通过第一溢流口215直接排至二级仓，影响对基坑水的沉淀处理效果；同时，有助于增大基坑水在一级仓的移动路径，从而增强一级仓的污水沉淀处理效果。
第二溢流口216与排出口218呈错位布置；这样设置的好处是，当三级仓存储污水至排出口218时，避免污水直接从第二溢流口216通过排出口218直接排至第二水管400，影响污水处理效果；同时，有助于增大污水在三级仓的移动路径，从而增强三级仓的污水沉淀处理效果。
一级仓、二级仓以及三级仓的底部分别设有存浆槽219，基坑水中的泥浆、大颗粒物等在重力作用下，储存在存浆槽219内，便于后续对泥浆的排除，以及提高过滤效果。
一级仓、二级仓以及三级仓分别具有上端面，一级仓的上端面、二级仓的上端面水、三级仓的上端面水，分别抹设有水泥砂浆层，提高一级仓、二级仓以及三级仓的密封性，避免基坑水过滤时，造成渗水。
沉淀池210的下方设有垫层214，垫层214有C15砼制成，避免沉淀池210渗水，影响沉淀池210对基坑水过滤效果；以及增强沉淀池210的使用寿命。
沉淀池210由水泥砂浆砌筑形成，保证过滤效果，同时，降低工程造价。
存浆槽219呈上大下小梯形布置，便于泥浆进入存浆槽219。
沉淀池210设有抽泥泵，抽泥泵连接有抽泥管，抽泥管延伸至存浆槽219的下部，循环水管装置200使用一段时间后，启动抽泥泵，实现对沉淀池210的泥浆进行抽取，保证沉淀池210对基坑水的过滤。
三级仓设置有潜水泵，通过潜水泵将过滤的基坑水通过第二水管400输送至水塔120；便于基坑水的输送。
潜水泵的底部置于水面以下约30cm，确保水泵中抽出回灌水含泥量小。
水塔120中及沉淀池210水泵位置处放置限位浮球，调节浮球高度，当水塔120水位不足且当沉淀池210中水位充足时，潜水泵才启动自动抽水。
经过3～5天调试，观察沉淀池210中水位是否能满足回灌，若无法满足则应增设蓄水池，确保基坑底部抽排水再次利用，降低水源消耗。
水塔120与基座110通过固定件140呈相对固定，固定件140可以是铁丝，通过铁丝实现水塔120与基座110的相对固定，便于后续维修、更换；同时，确保水塔120不因刮风等自然因素掉落。
压力密闭装置300施工实施例如下：采用地质钻机成孔，孔径30cm，钻孔深度为进入基坑底部5m或进入中风化0.5m。
回灌组310间距15m，距离基坑边1.5m，具体回灌井数量和间距根据场地地层条件、水文地质参数及地下水位降深要求经计算得出，并制订回灌井设计方案。
完成钻孔后，沿钻孔放置直径14cm钢花管311，钢花管311的下部距离孔底60cm，钢花管311的上部延伸出地面30cm；钢花管311外侧包裹一层55mm镀锌铁丝网314及三层网格密度1mm×1mm塑料尼龙纱网，三层纱网用12号铁丝网314扎紧间距500mm；孔内底部及侧壁采用碎石填充，碎石填充至地面以下1.2m，然后将钢花管3111m范围内进行开挖后回填黏土，在回填黏土上方浇筑20cm厚的素混凝土路面。
压力密闭装置300与水塔120连接实施例如下：
根据回灌水量分析，每个水塔120连接6～8个回灌组310。
主管320直径5cm，主管320安装水表，直径2.5cm各个支管330分别与主管320相连；主管320与支管330之间通过PVC变径接头连接，支管330与钢花管311通过定制法兰连接，法兰内径与钢花管311内径一致；定制法兰通过满焊方式与钢花管311相连确保法兰与钢花管311之间的气密性，法兰中间为预制丝口铁管，铁管与PVC管之间通过丝扣连接，丝扣之间放置少量麻丝，确保PVC支管330与法兰之间连接的气密性。
水塔120通过主管320、支管330、法兰逐步与回灌井连接形成一个气密性良好的回灌系统，当水压增加时，可以保证回灌水的压力通过第一水管与钢花管311传递到水位回灌区域。
调整回灌水量的实施例：
水塔120进水和第一水管阀门和第二水管400门阀开启，经过2～3天的调试确定，保证经过压力回灌后，水位能够得到有效的控制；通过水位井的监测报告，验证压力回灌的作用。
当水位监测数据维持稳定时，证明第一水管阀门和第二水管400门阀的开度合适；当水位不能保持稳定时，则应加大阀门开度，增加回灌压力及回灌水量。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，包括用于储水且加压的回灌加压装置、对基坑周边进行回灌的压力密闭装置以及用于抽取基坑水的循环水管装置，所述回灌加压装置通过第一水管连通压力密闭装置，所述循环水管装置抽取基坑水通过第二水管输送至所述回灌加压装置。
2.如权利要求1所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述回灌加压装置包括基座以及用于储水且加压的水塔，所述水塔与所述基座呈上下对应固定布置；所述水塔的上部形成进水口，所述水塔的下部形成出水口，所述水塔通过所述出水口和所述第一水管将基坑水输送至所述压力密闭装置，所述循环水管装置通过所述第二水管和所述进水口将基坑水输送至所述水塔。
3.如权利要求2所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述水塔设有多个加固环，所述加固环环绕包围且固定所述水塔；沿自上而下方向，各个所述加固环呈间隔布置；所述水塔呈透明布置，各个所述加固环排列形成水位刻度线。
4.如权利要求1-3任意一项所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述压力密闭装置包括至少一组回灌组，所述回灌组包括回灌孔以及穿设所述回灌孔且连通所述第一水管的钢花管，所述钢花管的下部与所述回灌孔的孔底之间形成底部间隙，所述钢花管的上部朝上延伸至所述回灌孔外，所述第一水管的一端连接所述钢花管的上部，所述钢花管的外表面与所述回灌孔的侧壁之间形成侧部间隙；所述底部间隙与所述侧部间隙分别填充碎石，形成碎石层。
5.如权利要求4所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述钢花管的外表面包裹有镀锌铁丝网以及多层塑料尼龙纱网，所述镀锌铁丝网和所述多层塑料尼龙纱网分别与所述钢花管呈相对固定布置。
6.如权利要求4所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述压力密闭装置包括黏土层，所述黏土层处于所述碎石层的上方；所述钢花管的上部贯穿所述黏土层朝上延伸布置。
7.如权利要求4所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述压力密闭装置包括浇筑形成的路面层，所述路面层处于所述黏土层的上方，所述钢花管的上部贯穿所述路面层朝上延伸布置。
8.如权利要求5-7任意一项所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述压力密闭装置包括多组回灌组，多组回灌组呈间距布置，间距距离范围为10m-20m；所述第一水管包括主管和多个支管，所述支管的一端连通所述主管，所述支管的另一端连通所述钢花管；所述主管设有主阀以及水表，所述主阀控制所述主管的基坑水的流速以及流量，所述水表监控所述主管的基坑水的流量，各个所述支管分别设有分阀，所述控制所述支管的基坑水的流速以及流量。
9.如权利要求1-3任意一项所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述循环水管装置包括沉淀池，所述第二水管包括前段管以及后段管，所述后段管抽取基坑水进行所述沉淀池，经过所述沉淀池沉淀后的基坑水通过所述前段管输送至所述水塔。
10.如权利要求9所述的塔式地下水压力回灌设备，其特征在于，所述循环水管装置包括第一分隔板以及第二分隔板，所述沉淀池呈中空布置且具有进入口和排出口，所述第一分隔板与所述第二分隔板分别分隔所述沉淀池形成一级仓、二级仓以及三级仓，所述第一分隔板形成第一溢流口，所述第二分隔板形成第二溢流口；基坑水通过所述后段管输送与所述进入口输送至所述一级仓，沉淀过滤后通过所述第一溢流口进入所述二级仓，再次沉淀过滤后，通过所述第二溢流口进入所述三级仓，再次沉淀过滤后，通过所述排出口与所述前段管输送至所述水塔。
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2019
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