CN111441374A - 一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于降水井封堵施工技术领域，尤其是涉及一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法；包括以下步骤：步骤A、制作钢套管组件；步骤B、安装钢管并浇筑垫层混凝土；步骤C、浇筑基础底板混凝土并且在钢管上端周围预留一个底板预留坑；步骤D、对钢管进行封堵；本发明可以解决高渗透性、高水压地质条件下基坑降水井封堵难题。

Description

一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法

技术领域

本发明属于降水井封堵施工技术领域，尤其是涉及一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法。

背景技术

传统的降水井封堵方法是在停止降水后将降水井内用砂石回填，再用混凝土或快硬水泥投入降水井管内直接封堵。但对于土质渗透性较大，地下水位较高的情况下，降水井封堵过程中通常出现管井水压高，井内涌水速度快，降水井翻砂等问题。降水井一旦停止抽水，水位将会急速上升，产生管井内水位迅速涌至井口，降水井封堵困难，特别是在高渗透性地质条件下很容易出现降水井封堵失败的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，可以解决高渗透性、高水压地质条件下基坑降水井封堵难题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，包括以下步骤：

步骤A、制作钢套管组件；钢套管组件由钢管、法兰盘、法兰盖和钢板止水环焊接制作而成，钢管长度根据降水井所处位置的基础底板厚度而定；

步骤B、安装钢管并浇筑垫层混凝土，安装钢管时将下部的钢板止水环搁置于无砂管顶端，调整好钢管的垂直度，之后浇筑垫层混凝土，浇筑时将钢管四周混凝土振捣密实；

步骤C、浇筑基础底板混凝土并且在钢管上端周围预留一个底板预留坑，混凝土浇筑后将钢管四周混凝土振捣密实；

步骤D、对钢管进行封堵。

进一步地，步骤B中，安装钢管时，钢管穿过基础底板处钢筋时，将该位置处钢筋断开使钢管穿过，同时在钢管周围设置加强钢筋，进行钢筋绑扎。

进一步地，步骤B中，在垫层混凝土浇筑完毕之后，对钢管与基础底板交接处进行防水处理。

进一步地，对钢管与基础底板交接处进行防水处理的方法为，将防水卷材包裹在钢管外壁，然后采用镀锌金属套箍将防水卷材固定，之后采用密封膏密封严密。

进一步地，步骤D中，对钢管进行封堵的具体方法为：

步骤D1、将无砂管内的水抽出，然后立即向管内填充砂石，回填过程中控制砂石的回填高度；

步骤D2、在钢管底部放置堵水部件；

步骤D3、在钢管内浇筑混凝土至钢管顶部；

步骤D4、安装法兰盖，将法兰盘和法兰盖可拆卸连接在一起，使得钢管上端封闭；

步骤D5、将底板预留坑内新旧混凝土接茬处凿毛，将法兰盘四周泥沙清理干净，用水将坑内进行冲洗，冲洗后抽干坑内积水，然后将钢管上部采用钢筋焊接，最后在底板预留坑内浇筑比基础底板强度等级高一等级的微膨胀混凝土，用振捣器振捣密实，并对混凝土进行养护。

进一步地，堵水部件采用气囊。

进一步地，步骤D2中，气囊的安装方法为：检查气囊确认无漏气后，拔掉气嘴，将气囊内空气排出，再用兜网将气囊套住，气囊气嘴朝上，兜网下端必须绑扎牢靠，兜网的预留空间需保证气囊能正常充气膨胀，兜网下部绑扎阻挡棒，阻挡棒一端与兜网下端绑扎连接，阻挡棒另一端绑扎提拉绳，利用气管将气囊气嘴与气筒连接，此过程中需保证气管连接牢靠；

当砂石回填到控制标高后，放置气囊，将气囊气嘴朝上，一人拽住阻挡棒上的提拉绳，另一人将气囊慢慢放入钢管内，将气囊慢慢推入钢管底部位置，然后往上缓缓拽紧提拉绳，利用气囊浮力及提拉绳拉力将阻挡棒拉水平使其与钢管底部卡住，之后对气囊进行充气，观察水位上升情况，当发现水位无上升，即可停止充气，同时可以利用木方往下推气囊，检查气囊是否达到饱和程度，静置一段时间后，如钢管内水位无上升即可切断气管，然后将气管一端用卡扣封死，将气管推入钢管底部。

进一步地，步骤D4中，安装法兰盖之前，对钢管上部底板预留坑内砂土进行清理，同时对法兰盘上混凝土渣彻底清理，对法兰盘表面的锈斑除锈。

进一步地，步骤D4中，安装法兰盖时，法兰盘和法兰盖之间安装橡胶止水垫圈；法兰盘和法兰盖采用螺栓连接，在螺栓上安装螺帽时，保证各个螺栓压紧力度均匀，安装好之后，观察法兰盘是否有渗水或冒气现象。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的降水井封堵方法，采用预制气囊，可以快速止水封堵，避免了水流对后期混凝土浇筑的影响，可以实现有效、可靠的封堵，有效解决高渗透地质条件下深基坑地下水位高、地下水渗流速度快、涌水量大、溢泥沙等封井困难的难题，高效地完成降水井封堵施工，工艺成熟可靠，实施效果好。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为钢套管组件的结构示意图；

图2为钢管的安装示意图；

图3为基础底板浇筑后的示意图；

图4为气囊及其辅助工具的结构示意图；

图5为气囊安装完成后示意图；

图6为降水井封堵完成后的示意图。

附图标记说明：

1、钢套管组件；11、钢管；12、钢板止水环；13、法兰盘；14、法兰盖；2、垫层；3、无砂管；4、防水卷材；5、基坑；6、基础底板；7、砂石；81、气囊；82、阻挡棒；83、提拉绳；84、兜网；9、底板预留坑。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-6所示，一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，包括以下步骤：

步骤A、制作钢套管组件1；

钢套管组件1由钢管11(直径A250)、法兰盘13(DN273)、法兰盖14和钢板止水环12(内径×厚度：250×5mm)焊接制作而成(如图1所示)；

钢管11长度根据降水井所处位置的基础底板6厚度而定，钢管11总长度为基础底板6厚度+300mm，在钢管11顶部位置焊接法兰盘13，钢管11外壁焊接上下两道钢板止水环12；法兰盘13和钢板止水环12与钢管11均采用双面焊接，焊接过程中严格控制焊接质量，保证钢套管止水效果；其中，上部的钢板止水环12焊接位置为法兰盘13往下200mm，下部的钢板止水环12焊接位置为钢管11底部往上300mm。

步骤B、安装钢管11并浇筑垫层2混凝土，

如图2所示，基坑5开挖施工中，当基坑5开挖至设计要求标高后，再将降水井四周距无砂管3外壁250mm区域往下开挖300mm，形成一个矩形基坑5，将无砂管3顶端切割至距离该矩形基坑5坑底以上100mm，切割后需保证无砂管3切割处平整；将矩形基坑5内清理干净，安装钢管11，安装时将下部的钢板止水环12搁置于无砂管3顶端，调整好钢管11的垂直度，安装后钢管11顶部法兰盘13比基础底板6上板面低200mm，钢管11底部比基础底板6上板面低500mm；之后浇筑垫层2混凝土，浇筑时将钢管11四周混凝土振捣密实，混凝土养护后方可进行下一道工序。

安装钢管11时，钢管11穿过基础底板6处钢筋时，将该位置处钢筋断开以便钢管11穿过，同时在钢管11周围设置加强钢筋，进行钢筋绑扎。

另外，由于钢管11穿过基础底板6防水层，钢管11与基础底板6交接处为防水施工控制重点，在垫层2混凝土浇筑完毕之后，对钢管11与基础底板6交接处进行防水处理。对钢管11与基础底板6交接处进行防水处理的方法为，将50mm宽度的防水卷材4包裹在钢管11外壁，然后采用镀锌金属套箍将防水卷材4固定，之后采用密封膏密封严密。

步骤C、浇筑基础底板6混凝土并且在钢管11上端周围预留一个底板预留坑9(如图3)，混凝土浇筑后将钢管11四周混凝土振捣密实。

步骤D、当现场满足降水井封堵条件(即主体结构封顶和基础后浇带封闭一段时间后)，进行降水井(钢管11)封堵。

步骤D1、将无砂管3内的水用水泵抽出，然后立即向管内填充砂石7，砂石7采用卵石与粗砂1:1混合填料，回填过程中控制混合填料的回填高度，确保砂石7回填标高在钢管11底部以下200mm，为气囊81放置提供条件。

步骤D2、在钢管11底部放置气囊81；

首先检查气囊81确认无漏气后，拔掉气嘴，将气囊81内空气排出，再用兜网84将气囊81套住，气囊81气嘴朝上，兜网84下端必须绑扎牢靠，兜网84的预留空间需保证气囊81能正常充气膨胀，兜网84下部用扎丝绑扎350mm长的阻挡棒82，阻挡棒82采用大直径钢筋，大直径钢筋一端1/4的位置与兜网84下端利用钢丝绑扎连接，大直径钢筋另一端1/4的位置绑扎提拉绳83(如图4所示)，本实施例中采用尼龙绳作为提拉绳83，尼龙绳长度为2m左右；利用气管将气囊81气嘴与气筒连接，气管长度为2m左右，此过程中需保证气管连接牢靠。

当砂石7回填到控制标高后，即可放置气囊81，将气囊81气嘴朝上，一人拽住大直径钢筋上的尼龙绳，另一人将气囊81慢慢放入钢管11内，当气囊81置入一定深度时，手无法往下放置时，再使用木方将气囊81慢慢推入钢管11底部位置；当气囊81到达钢管11底部时，然后往上缓缓拽紧提拉绳83，利用气囊81浮力及提拉绳83拉力将阻挡棒82拉水平使其与钢管11底部卡住，达到防止气囊81上浮的目的(如图5所示)。确认气囊81已经固定在降水井底部后，立即对气囊81进行充气，观察水位上升情况，当发现水位无上升，即可停止充气，同时可以利用木方往下推气囊81，检查气囊81是否达到饱和程度，静置一段时间后，如钢管11内水位无上升即可切断气管，然后将气管一端用卡扣封死，将气管推入钢管11底部。

步骤D3、在钢管11内浇筑混凝土至钢管11顶部；

当堵水部件放置好后，立即抽干钢管11内积水，在钢管11上部放置漏斗，往钢管11内浇筑微膨胀速凝混凝土(比基础底板6混凝土强度等级高一级)，填充至钢管11顶部，然后利用小型振捣器振捣密实。

步骤D4、安装法兰盖14，将法兰盘13和法兰盖14可拆卸连接在一起，使得钢管11上端封闭；

安装法兰盖14之前，对钢管11上部底板预留坑9内砂土进行清理，同时对法兰盘13上混凝土渣彻底清理，对法兰盘13表面的锈斑利用砂纸除锈，需确保法兰盘13表面光滑无锈斑。

安装法兰盖14时，法兰盘13和法兰盖14之间安装橡胶止水垫圈；安装时，将橡胶止水垫圈平整地放置在法兰盘13上，并与法兰盘13对正，然后将经过除锈和防腐处理的法兰盖14放置于橡胶止水垫圈上部，法兰盖14螺栓孔与法兰盘13螺栓孔位置对准，采用螺栓将两者连接，在螺栓上安装螺帽时，尽量使得各个螺栓压紧力度均匀，防止法兰盘13翘起和变形，安装好之后，观察法兰盘13是否有渗水或冒气现象。

步骤D5、钢管11上端封闭后，观察两天，确认法兰盖14严密后，将底板预留坑9内新旧混凝土接茬处凿毛，将法兰盘13四周泥沙清理干净，用水将坑内进行冲洗，冲洗后抽干坑内积水，然后将钢管11上部采用钢筋焊接，焊接长度按照图纸和规范要求搭接长度，最后在底板预留坑9内浇筑比基础底板6强度等级高一等级的微膨胀混凝土，用小型振捣器振捣密实，并对混凝土进行养护，降水井封堵完成后的施工图如图6所示。

本发明所述的降水井封堵方法，首先在钢管11管底预置气囊81，气囊81安装完成后，往钢管11内迅速浇筑微膨胀速凝混凝土，之后利用螺栓将法兰盘13与法兰盖14紧密连接将钢管11封闭，最后往法兰盖14上部浇混凝土，从而完成降水井封堵工作。

本发明优化了传统降水井管口封堵工艺，在传统封井工艺的基础上，先将预埋钢管11管口增设法兰盘13，并且将传统焊接工艺优化成法兰栓接工艺；其次钢管11内增加了气囊81，与传统封堵方法不同，在浇筑混凝土前预先采用气囊81进行快速封堵，可以起到快速封堵止水的目的，适用于特殊地质条件下，例如当土质渗透性较大，地下水位较高，降水井封堵过程中通常出现管井水压高，井内涌水速度快，产生回灌砂石料，单纯建筑混凝土无法进行封堵，此时，采用预制气囊81，利用气囊81在钢管11内充气膨胀堵塞钢管11下部，使钢管11下部密封，可以快速止水封堵，防止水和砂上涌，再进行管井封堵的后续施工，避免了水流对后期混凝土浇筑的影响，可以实现有效、可靠的封堵；有效解决高渗透地质条件下深基坑地下水位高、地下水渗流速度快、涌水量大、溢泥沙等封井困难的难题，高效地完成降水井封堵施工，工艺成熟可靠，实施效果好。

以上所述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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A、制作钢套管组件(1)；钢套管组件(1)由钢管(11)、法兰盘(13)、法兰盖(14)和钢板止水环(12)焊接制作而成，钢管(11)长度根据降水井所处位置的基础底板(6)厚度而定；

步骤B、安装钢管(11)并浇筑垫层(2)混凝土，安装钢管(11)时将下部的钢板止水环(12)搁置于无砂管(3)顶端，调整好钢管(11)的垂直度，之后浇筑垫层(2)混凝土，浇筑时将钢管(11)四周混凝土振捣密实；

步骤C、浇筑基础底板(6)混凝土并且在钢管(11)上端周围预留一个底板预留坑(9)，混凝土浇筑后将钢管(11)四周混凝土振捣密实；

步骤D、对钢管(11)进行封堵。

2.根据权利要求1所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤B中，安装钢管(11)时，钢管(11)穿过基础底板(6)处钢筋时，将该位置处钢筋断开使钢管(11)穿过，同时在钢管(11)周围设置加强钢筋，进行钢筋绑扎。

3.根据权利要求1所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤B中，在垫层(2)混凝土浇筑完毕之后，对钢管(11)与基础底板(6)交接处进行防水处理。

4.根据权利要求3所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：对钢管(11)与基础底板(6)交接处进行防水处理的方法为，将防水卷材(4)包裹在钢管(11)外壁，然后采用镀锌金属套箍将防水卷材(4)固定，之后采用密封膏密封严密。

5.根据权利要求1所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤D中，对钢管(11)进行封堵的具体方法为：

步骤D1、将无砂管(3)内的水抽出，然后立即向管内填充砂石(7)，回填过程中控制砂石(7)的回填高度；

步骤D2、在钢管(11)底部放置堵水部件；

步骤D3、在钢管(11)内浇筑混凝土至钢管(11)顶部；

步骤D4、安装法兰盖(14)，将法兰盘(13)和法兰盖(14)可拆卸连接在一起，使得钢管(11)上端封闭；

步骤D5、将底板预留坑(9)内新旧混凝土接茬处凿毛，将法兰盘(13)四周泥沙清理干净，用水将坑内进行冲洗，冲洗后抽干坑内积水，然后将钢管(11)上部采用钢筋焊接，最后在底板预留坑(9)内浇筑比基础底板(6)强度等级高一等级的微膨胀混凝土，用振捣器振捣密实，并对混凝土进行养护。

6.根据权利要求5所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：堵水部件采用气囊(81)。

7.根据权利要求6所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤D2中，气囊(81)的安装方法为：检查气囊(81)确认无漏气后，拔掉气嘴，将气囊(81)内空气排出，再用兜网(84)将气囊(81)套住，气囊(81)气嘴朝上，兜网(84)下端必须绑扎牢靠，兜网(84)的预留空间需保证气囊(81)能正常充气膨胀，兜网(84)下部绑扎阻挡棒(82)，阻挡棒(82)一端与兜网(84)下端绑扎连接，阻挡棒(82)另一端绑扎提拉绳(83)，利用气管将气囊(81)气嘴与气筒连接，此过程中需保证气管连接牢靠；

当砂石(7)回填到控制标高后，放置气囊(81)，将气囊(81)气嘴朝上，一人拽住阻挡棒(82)上的提拉绳(83)，另一人将气囊(81)慢慢放入钢管(11)内，将气囊(81)慢慢推入钢管(11)底部位置，然后往上缓缓拽紧提拉绳(83)，利用气囊(81)浮力及提拉绳(83)拉力将阻挡棒(82)拉水平使其与钢管(11)底部卡住，之后对气囊(81)进行充气，观察水位上升情况，当发现水位无上升，即可停止充气，同时可以利用木方往下推气囊(81)，检查气囊(81)是否达到饱和程度，静置一段时间后，如钢管(11)内水位无上升即可切断气管，然后将气管一端用卡扣封死，将气管推入钢管(11)底部。

8.根据权利要求5所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤D4中，安装法兰盖(14)之前，对钢管(11)上部底板预留坑(9)内砂土进行清理，同时对法兰盘(13)上混凝土渣彻底清理，对法兰盘(13)表面的锈斑除锈。

9.根据权利要求5所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤D4中，安装法兰盖(14)时，法兰盘(13)和法兰盖(14)之间安装橡胶止水垫圈；法兰盘(13)和法兰盖(14)采用螺栓连接，在螺栓上安装螺帽时，保证各个螺栓压紧力度均匀，安装好之后，观察法兰盘(13)是否有渗水或冒气现象。

Images