CN110700296A - 一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统及实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统及实施方法，属地下室降水工程领域。降水管道、内置封闭管和外置电机，降水管道和内置封闭管之间设有第一固定盘、第二固定盘、挤压板和弹性吸水层，降水管道中部管壁上开设有通水孔，外置电机带动连接在内置封闭管顶部的从动轮实现整体转动，挤压板对弹性吸水层挤压实现排水，排水完成后在压力差作用下再次吸水，大大降低弱渗透性土质降水难问题，实现高效降水。第一固定盘和第二固定盘之间设有密封圈实现半密封，弹性吸水层产生较大压力差作用在通水孔周围将土质中水收集至内置封闭管内被小口径水泵抽至降水井外侧，水位控制浮和电源触发器将控制小口径水泵的工作时间进而控制器降水井内的水位。

Description

一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统及实施方法

技术领域

本发明属于地下室降水工程的技术领域，具体的涉及一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统及实施方法。

背景技术

目前，随着经济的发展，居民居住越来越集中，进而形成小区规模越来越大，高层建筑日益增多，为了满足使用功能的需要，一般都设有一层或多层地下室(人防工程或地下室)。在地下室基坑土方开挖之前必须将水位降至地下室基坑底下1.000m，才能进行基坑土方开挖，既保证了基坑土方开挖的质量，又能保证基坑边坡支护的安全。而弱渗透性土质是阻止高水位快速降低的因素之一，往往会因为土质原因渗水较慢，造成一次只能排水几分钟，然后等几个小时再降排水一次，如此循环，无法达到高效降水效果。

在深基坑降水实践中，为达到降水效果，会参考项目地质勘探报告，并通过计算出降水井的深度和个数。然面对弱渗透性土质，还需考虑排水泵的口径、扬程、控制降排水的时长等等。故此，只有发明一种简便有效的、实用性强的降排水技术措施，以确保降排水效果，最终到达将水位控制在基坑底部下1.000m处，确保高层建筑地下水构筑物的施工质量、基坑边坡支护的安全性。

发明内容

本发明所要解决现有技术中的不足，故此提出一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统及实施方法，解决了因弱渗透性原因而造成无法长效降水的问题，提高了降水效果，降低了施工成本，克服了因长期缓慢渗水对边坡产生安全隐患而采取了一系列防护措施的顽症，减少了地下水对地下构筑物的侵蚀，保证了施工质量。

为了实现上述目的，本发明采用以下方案：

一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统，包括降水管道、内置封闭管和外置电机，所述降水管道的管壁中部开设有通水孔，位于通水孔两侧的所述降水管道的管壁均为封闭设置且内壁上均固定连接第一固定盘，两个所述第一固定盘上设有导流结构，两个所述第一固定盘之间的降水管道的管壁设有弹性吸水层，所述内置封闭管的外壁上固定连接有挤压板和第二固定盘，所述内置封闭管的内壁顶端设有内螺纹，所述内螺纹上连接有从动轮，所述内置封闭管的内壁底端设有与内螺纹匹配的外螺纹，所述挤压板使弹性吸水层处于挤压状态，所述第二固定盘设有两个且分别位于对应的第一固定盘上，两个所述第二固定盘与对应的第一固定盘之间设有密封圈，所述第二固定盘上开设有与导流结构匹配的槽口，位于第二固定盘下方的所述内置封闭管上开设有与导流结构匹配的引流口，所述外置电机设置于降水管道的一侧且输出端连接有主动轮，所述主动轮通过传送带与从动轮形成传动连接。

进一步的，所述通水孔的外侧箍接有金属过滤网。

进一步的，所述挤压板与内置封闭管的径向成30°至60°夹角设置。

进一步的，所述导流结构位于密封圈内侧，所述导流结构为倾斜向下的U形槽且与引流口连通。

进一步的，所述弹性吸水层为吸水海绵。

进一步的，所述内置封闭管的内侧还设有水位控制浮和小口径水泵，所述外置电机的一侧设有电源触发器，所述水位控制浮与电源触发器连接来控制小口径水泵的工作时间。

本发明还公开了一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统的实施方法，包括以下步骤：

步骤一、制作降水系统：将降水管道的中部开设通水孔，并在通水孔的外侧箍接金属过滤网，降水管道的内壁底部固定带有密封圈的第一固定盘，以第一固定盘为基准安装弹性吸水层，后将内置封闭管上固定挤压板和第二固定盘以及开设槽口和引流口，完成后将内置封闭管安装至降水管道的内侧，并将另一个密封圈的第一固定盘固定在降水管道内壁顶部，以至封堵第二固定盘；

步骤二、钻降水井：根据设计图纸要求在规定为位置处钻出降水井，根据降水井深度安装合理长度的降水系统，增设降水系统长度以内置封闭管的内螺纹和外螺纹的匹配实现整体长度变化；

步骤三、安装降水系统主体：依据勘探报告结果，确定土质的渗水量，在降水系统中内置封闭管的内侧安置合理的小口径水泵和水位控制浮；

步骤四、安装降水系统驱动部分：在降水系统顶部的一侧安置外置电机，并将主动轮固定在外置电机的输出轴上，将从动轮螺纹连接在降水系统的顶部内置封闭管上，从动轮与主动轮带传动连接；

步骤五、降水过程：外置电机通过带传动带动内置封闭管转动，挤压板随内置封闭管转动，对弹性吸水层挤压实施排水，水依次经过槽口、导流结构和引流口流至内置封闭管内，后在小口径水泵作用下抽至降水井外侧，水位控制浮和电源触发器控制降水井内的水位；挤压板在完成对弹性吸水层的挤压排水后，弹性吸水层利用压力差对通水孔处进行吸水，往复循环进行快速且有效地将土质内的水吸排至内置封闭管内。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：

本发明中设有降水管道、内置封闭管和外置电机，在降水管道内壁和内置封闭管外壁之前设有第一固定盘和第二固定盘、挤压板和弹性吸水层，且降水管道的中部管壁上开设有通水孔，利用外置电机带动连接在内置封闭管顶部的从动轮进而将内置封闭管实现转动，其上的挤压板将对弹性吸水层进行挤压实现排水，排水完成后在压力差的作用下将实现再次吸水，大大降低其弱渗透性土质渗水和降水难的问题，大大降低其降水时间实现高效降水工作。由于第一固定盘和第二固定盘之间设有密封圈将实现半密封，弹性吸水层在吸水时会实现较大的压力差作用在通水孔周围进而将弱渗透性土质收集至内置封闭管内被小口径水泵抽至降水井的外侧，同时水位控制浮和电源触发器将控制小口径水泵的工作时间进而控制器降水井内的水位。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明中降水管道和内置封闭管的横剖面图；

图4为本发明中小口径水泵的控制原理图。

图中：1、降水管道；11、通水孔；12、第一固定盘；13、导流结构；14、弹性吸水层；2、内置封闭管；21、挤压板；22、第二固定盘；23、从动轮；24、槽口；25、引流口；26、水位控制浮；27、小口径水泵；3、外置电机；31、主动轮；32、电源触发器。

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。

实施例1：

如图1至图4所示，一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统，包括降水管道1、内置封闭管2和外置电机3，降水管道1的管壁中部开设有通水孔11，位于通水孔11两侧的降水管道1的管壁均为封闭设置且内壁上均固定连接第一固定盘12，两个第一固定盘12上设有导流结构13，两个第一固定盘12之间的降水管道1的管壁设有弹性吸水层14，内置封闭管2的外壁上固定连接有挤压板21和第二固定盘22，内置封闭管2的内壁顶端设有内螺纹，内螺纹上连接有从动轮23，内置封闭管2的内壁底端设有与内螺纹匹配的外螺纹，挤压板21使弹性吸水层14处于挤压状态，第二固定盘22设有两个且分别位于对应的第一固定盘12上，两个第二固定盘22与对应的第一固定盘12之间设有密封圈，第二固定盘22上开设有与导流结构13匹配的槽口24，位于第二固定盘22下方的内置封闭管2上开设有与导流结构13匹配的引流口25，外置电机3设置于降水管道1的一侧且输出端连接有主动轮31，主动轮31通过传送带与从动轮23形成传动连接。利用外置电机3带动连接在内置封闭管2顶部的从动轮23进而将内置封闭管2实现转动，其上的挤压板21将对弹性吸水层14进行挤压实现排水，排水完成后在压力差的作用下将实现再次吸水，大大降低其弱渗透性土质渗水和降水难的问题，大大降低其降水时间实现高效降水工作。由于第一固定盘12和第二固定盘22之间设有密封圈将实现半密封，弹性吸水层14在吸水时会实现较大的压力差作用在通水孔11周围进而将弱渗透性土质收集至内置封闭管2内被小口径水泵27抽至降水井的外侧，同时水位控制浮26和电源触发器32将控制小口径水泵27的工作时间进而控制其降水井内的水位。

进一步的，通水孔11的外侧箍接有金属过滤网，金属过滤网将对通水孔11周围的水进行过滤防止堵塞通水孔11。

进一步的，挤压板21与内置封闭管2的径向成30°至60°夹角设置，优选使用45°角度，利用45°角可以降低弹性吸水层14的磨损程度。

进一步的，导流结构13位于密封圈内侧，导流结构13为倾斜向下的U形槽且与引流口25连通，利用槽口23和引流口24同时与导流结构13连通才能实现将水收集至内置封闭管2内，同时还能保证其弹性吸水层14处于半封闭状态，保证其吸水性。

进一步的，弹性吸水层14为吸水海绵，结构简单且吸水性较强。

进一步的，内置封闭管2的内还设有水位控制浮26和小口径水泵27，外置电机3的一侧设有电源触发器32，水位控制浮26与电源触发器32连接来控制小口径水泵27的工作时间。

实施例2：

如图1至图4所示，一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统的实施方法，包括以下步骤：

步骤一、制作降水系统：将降水管道1的中部开设通水孔11，并在通水孔11的外侧箍接金属过滤网，降水管道1的内壁底部固定带有密封圈的第一固定盘12，以第一固定盘12为基准安装弹性吸水层14，后将内置封闭管2上固定挤压板21和第二固定盘22以及开设槽口24和引流口25，完成后将内置封闭管1安装至降水管道1的内侧，并将另一个密封圈的第一固定盘12固定在降水管道1内壁顶部，以至封堵第二固定盘22；

步骤二、钻降水井：根据设计图纸要求在规定为位置处钻出降水井，根据降水井深度安装合理长度的降水系统，增设降水系统长度以内置封闭管1的内螺纹和外螺纹的匹配实现整体长度变化；

步骤三、安装降水系统主体：依据勘探报告结果，确定土质的渗水量，在降水系统中内置封闭管1的内侧安置合理的小口径水泵27和水位控制浮26；

步骤四、安装降水系统驱动部分：在降水系统顶部的一侧安置外置电机3，并将主动轮31固定在外置电机3的输出轴上，将从动轮23螺纹连接在降水系统的顶部内置封闭管2上，从动轮23与主动轮31带传动连接；

步骤五、降水过程：外置电机3通过带传动带动内置封闭管2转动，挤压板21随内置封闭管2转动，对弹性吸水层14挤压实施排水，水依次经过槽口24、导流结构13和引流口25流至内置封闭管2内，后在小口径水泵27作用下抽至降水井外侧，水位控制浮26和电源触发器32控制降水井内的水位；挤压板21在完成对弹性吸水层14的挤压排水后，弹性吸水层14利用压力差对通水孔11处进行吸水，往复循环进行快速且有效地将土质内的水吸排至内置封闭管2内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统，其特征在于，包括降水管道(1)、内置封闭管(2)和外置电机(3)，所述降水管道(1)的管壁中部开设有通水孔(11)，位于通水孔(11)两侧的所述降水管道(1)的管壁均为封闭设置且内壁上均固定连接第一固定盘(12)，两个所述第一固定盘(12)上设有导流结构(13)，两个所述第一固定盘(12)之间的降水管道(1)的管壁设有弹性吸水层(14)，所述内置封闭管(2)的外壁上固定连接有挤压板(21)和第二固定盘(22)，所述内置封闭管(2)的内壁顶端设有内螺纹，所述内螺纹上连接有从动轮(23)，所述内置封闭管(2)的内壁底端设有与内螺纹匹配的外螺纹，所述挤压板(21)使弹性吸水层(14)处于挤压状态，所述第二固定盘(22)设有两个且分别位于对应的第一固定盘(12)上，两个所述第二固定盘(22)与对应的第一固定盘(12)之间设有密封圈，所述第二固定盘(22)上开设有与导流结构(13)匹配的槽口(24)，位于第二固定盘(22)下方的所述内置封闭管(2)上开设有与导流结构(13)匹配的引流口(25)，所述外置电机(3)设置于降水管道(1)的一侧且输出端连接有主动轮(31)，所述主动轮(31)通过传送带与从动轮(23)形成传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统，其特征在于，所述通水孔(11)的外侧箍接有金属过滤网。

3.根据权利要求1所述的一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统，其特征在于，所述挤压板(21)与内置封闭管(2)的径向成30°至60°夹角设置。

4.根据权利要求1所述的一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统，其特征在于，所述导流结构(13)位于密封圈内侧，所述导流结构(13)为倾斜向下的U形槽且与引流口(25)连通。

5.根据权利要求1所述的一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统，其特征在于，所述弹性吸水层(14)为吸水海绵。

6.根据权利要求1所述的一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统，其特征在于，所述内置封闭管(2)的内侧还设有水位控制浮(26)和小口径水泵(27)，所述外置电机(3)的一侧设有电源触发器(32)，所述水位控制浮(26)与电源触发器(32)连接来控制小口径水泵(27)的工作时间。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种高水位弱渗透性土质的基坑降水系统的实施方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤一、制作降水系统：将降水管道(1)的中部开设通水孔(11)，并在通水孔(11)的外侧箍接金属过滤网，降水管道(1)的内壁底部固定带有密封圈的第一固定盘(12)，以第一固定盘(12)为基准安装弹性吸水层(14)，后将内置封闭管(2)上固定挤压板(21)和第二固定盘(22)以及开设槽口(24)和引流口(25)，完成后将内置封闭管(2)安装至降水管道(1)的内侧，并将另一个密封圈的第一固定盘(12)固定在降水管道(1)内壁顶部，以至封堵第二固定盘(22)；

步骤二、钻降水井：根据设计图纸要求在规定为位置处钻出降水井，根据降水井深度安装合理长度的降水系统，增设降水系统长度以内置封闭管(2)的内螺纹和外螺纹的匹配实现整体长度变化；

步骤三、安装降水系统主体：依据勘探报告结果，确定土质的渗水量，在降水系统中内置封闭管(2)的内侧安置合理的小口径水泵(27)和水位控制浮(26)；

步骤四、安装降水系统驱动部分：在降水系统顶部的一侧安置外置电机(3)，并将主动轮(31)固定在外置电机(3)的输出轴上，将从动轮(23)螺纹连接在降水系统的顶部内置封闭管(2)上，从动轮(23)与主动轮(31)带传动连接；

步骤五、降水过程：外置电机(3)通过带传动带动内置封闭管(2)转动，挤压板(21)随内置封闭管(2)转动，对弹性吸水层(14)挤压实施排水，水依次经过槽口(24)、导流结构(13)和引流口(25)流至内置封闭管(2)内，后在小口径水泵(27)作用下抽至降水井外侧，水位控制浮(26)和电源触发器(32)控制降水井内的水位；挤压板(21)在完成对弹性吸水层(14)的挤压排水后，弹性吸水层(14)利用压力差对通水孔(11)处进行吸水，往复循环进行快速且有效地将土质内的水吸排至内置封闭管(2)内。

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