CN111560969B - 用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法 - Google Patents

用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111560969B
CN111560969B CN202010363106.3A CN202010363106A CN111560969B CN 111560969 B CN111560969 B CN 111560969B CN 202010363106 A CN202010363106 A CN 202010363106A CN 111560969 B CN111560969 B CN 111560969B
Authority
CN
China
Prior art keywords
filter pipe
pipe
well
branch
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010363106.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111560969A (zh
Inventor
王建秀
薛睿
刘笑天
何倩倩
龙冠宏
武昭
徐娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongji University
Original Assignee
Tongji University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongji University filed Critical Tongji University
Priority to CN202010363106.3A priority Critical patent/CN111560969B/zh
Publication of CN111560969A publication Critical patent/CN111560969A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111560969B publication Critical patent/CN111560969B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00—Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/06—Restraining of underground water
    • E02D19/10—Restraining of underground water by lowering level of ground water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00—Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/06—Restraining of underground water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00—Drill bits
    • E21B10/26—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers
    • E21B10/32—Drill bits with leading portion, i.e. drill bits with a pilot cutter; Drill bits for enlarging the borehole, e.g. reamers with expansible cutting tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/28—Enlarging drilled holes, e.g. by counterboring

Abstract

本发明涉及井点降水装置，尤其是涉及一种用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法，该滤水管降水井包括钻孔和降水井，其中：钻孔底部具有钻孔扩底；降水井设置于钻孔内，具有井管和连接于井管下部的反树根状滤水管，反树根状滤水管位于钻孔扩底处，该反树根状滤水管由主滤管和连接于主滤管上并可相对于主滤管开合的多个支滤管组成，支滤管在张开时与主滤管相连通。与现有技术相比，本发明提高了滤管进水断面面积，改善了进水方式，有助于地下水从降水井中排出。

Description

用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法
技术领域
本发明属于地质工程、岩土工程、地下工程技术领域，涉及井点降水装置，尤其是涉及一种用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法。
背景技术
在地下水位比较高的施工环境中，井点降水是土方工程、地基与基础工程施工中的一项重要技术措施，能疏干基土中的水分、促使土体固结，提高地基强度，同时可以减少土坡土体侧向位移与沉降，稳定边坡，消除流砂，减少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基与基础工程施工能避免地下水的影响，提供比较干的施工条件，还可以减少土方量、缩短工期、提高工程质量和保证施工安全。目前降水井多采用与抽水井管尺寸相同的直筒型滤水管抽水，抽水量受到周围土层性质、井管尺寸、滤水管进水断面面积、抽水泵功率等因素影响，导致抽水速率低下。
中国专利CN104975610A公开了一种扩大端降压井、深基坑结构及其施工方法，由于增大了降水井底部的直径，使得单井的蓄水能力增加，从而在基坑涌水量不变的前提下，能减少降压井的数量，或减小降压井的深度，节约降水成本。但是该专利采用增大滤水管直径的方式，对进水能力提升较为有限，而且该专利为了提高降水井抽水能力，采用扩大端滤水管的最大直径接近钻孔直径，在吊装过程中可能存在问题。
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钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法。本发明通过在工程上已开始使用的钻孔扩底内布置球阀连接反树根状滤水管降水井，以提高滤管进水断面面积，改善进水方式，以助于地下水从降水井中排出。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明一方面提供一种用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井，包括：
钻孔，底部具有钻孔扩底，
降水井，设置于钻孔内，具有井管和连接于井管下部的反树根状滤水管，所述的反树根状滤水管位于钻孔扩底处，该反树根状滤水管由主滤管和连接于主滤管上并可相对于主滤管开合的多个支滤管组成，所述的支滤管在张开时与主滤管相连通。
作为本发明优选的技术方案，所述的主滤管通过球阀机构与支滤管相连，所述的球阀机构包括球形外壳以及可转动地设置于球形外壳内的实心圆球，球形外壳固定于主滤管上，支滤管的底端与球阀机构连接，并可与实心圆球同步转动，球形外壳上设有两个分别与主滤管和支滤管连接的球壳开孔，实心圆球内设有贯穿的孔道，当支滤管张开时，实心圆球内的孔道将两个球壳开孔连通。
作为本发明优选的技术方案，所述的实心圆球通过圆球转轴与球形外壳可转动连接，支滤管的底端套设在球形外壳上并与圆球转轴连接，从而实现支滤管与实心圆球的同步转动。
作为本发明优选的技术方案，所述的支滤管在开合传动机构的带动下相对于主滤管开合，所述的开合传动机构包括安装于主滤管上的加压架和连接于加压架和支滤管之间的连接件。
作为本发明优选的技术方案，所述的连接件的两端分别与加压架和支滤管铰接连接。
作为本发明优选的技术方案，多个支滤管沿主滤管长度方向分为多组，每组支滤管由绕主滤管周向布置的若干支滤管构成。
作为本发明优选的技术方案，每组支滤管共用一个加压架。
作为本发明优选的技术方案，
所述的井管、主滤管和支滤管包裹滤网缠铁丝固定；
所述的井管外分层设有回填砂和回填粘土；
所述的主滤管的底部设有抽水泵。
本发明第二方面提供一种用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水方法，采用所述的降水井，该方法包括以下步骤：
(1)按照设计方案，钻孔至设计深度，再采用扩底钻头扩底，形成钻孔扩底；
(2)根据钻孔扩底尺寸标记反树根状滤水管的支滤管张开的角度；
(3)将井管、主滤管和支滤管包裹滤网缠铁丝固定，吊放反树根状滤水管及井管；
(4)下放至钻孔扩底深度后，将支滤管张开成型；
(5)按照普通降水井的方法在主滤管上部焊接井管；
(6)分层回填砂和粘土，洗井后将抽水泵吊放入主滤管底部；
(7)进行抽水，地下水同时从主滤管和支滤管进入降水井，实现降水。
本发明的降水井抽水时，地下水即可同时从主滤管及支滤管进入，极大地提高了滤水管进水断面面积，在滤管的进水方式上有所创新，加快了地下水降水速率。
作为本发明优选的技术方案，步骤中，使用普通钻头钻进至设计深度，提钻将钻头替换为扩底钻头，根据钻孔扩底尺寸标记扩底钻头需要张开的角度，吊放扩底钻头进行扩底，形成钻孔扩底。
本发明主要是从滤水管进水断面面积这一方面进行改进加大抽水量。钻孔扩底技术目前已经比较成熟，在桩基础施工领域采用钻孔扩底灌注桩能有效提高桩基承载力，更好地适应地下复杂的地层条件。在降水井施工时采用钻孔扩底能够起到扩大井管直径的效果，改善抽水速率，在钻孔扩底的钻孔中配合使用球阀连接反树根桩滤水管能够加大滤管进水断面面积，优化滤管进水效果。本发明能够在降水井直径较小时，显著提高降水井抽水量，加速排除土中水分。
与现有技术相比，本发明能够在钻孔扩底技术已经成熟推广，将钻孔扩底技术应用在降水井施工时，抽水井滤管直径只能和钻孔一致不能扩大的情况(这种情况会致使利用钻孔扩底后增大的抽水面积不能被充分的利用)。本发明通过改进降水井滤水管进水形式加大滤管进水断面面积，弥补已有方法不足，能够为基坑降水施工领域提供一种新的降水技术方法。
附图说明
图1为本发明球阀连接反树根状滤水管降水井支滤管收缩状态的示意图。
图2为本发明球阀连接反树根状滤水管降水井支滤管张开状态的示意图。
图3为本发明反树根状滤水管的结构示意图。
图中，1为钻孔扩底，2为降水井，3为井管，4为反树根状滤水管，5为主滤管，6为支滤管，7为球阀机构，8为加压架，9为连接件，10为实心圆球，11为球形外壳，12为孔道，13为球壳开孔。
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
一种用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井，如图1～2所示，包括钻孔和降水井2，其中：钻孔底部具有钻孔扩底1；降水井2设置于钻孔内，具有井管3和连接于井管3下部的反树根状滤水管4，反树根状滤水管4位于钻孔扩底1 处，该反树根状滤水管4由主滤管5和连接于主滤管5上并可相对于主滤管5开合的多个支滤管6组成，支滤管6在张开时与主滤管5相连通(二者实现水力连接)。
本实施例中，钻孔扩底技术采用目前已经比较成熟的技术，即使用普通钻头钻进至设计深度，提钻将钻头替换为扩底钻头，根据扩底设计尺寸标记钻头需要张开的角度，吊放扩底钻头扩底，形成钻孔扩底1。降水井采用工程上已开始使用的降压井2，具体井管3尺寸与长度视现场实际承压水头及降水量等因素综合考虑，以实际施工设计方案为准，井口应高于地面以上0.50m，以防止地表污水渗入井内。本实施例中优选井管3、主滤管5和支滤管6包裹滤网缠铁丝固定。井管3外分层设有回填砂和回填粘土。主滤管5的底部设有抽水泵。
本实例中，主滤管5和支滤管6可以选择普通桥式滤水管，主滤管5通过球阀机构7与支滤管6相连，支滤管6在开合传动机构的带动下相对于主滤管5开合。其中，球阀机构7包括球形外壳11以及可转动地设置于球形外壳11内的实心圆球 10，球形外壳11固定于主滤管5上，支滤管6的底端与球阀机构7连接，并可与实心圆球10同步转动，球形外壳11上设有两个分别与主滤管5和支滤管6连接的球壳开孔13，实心圆球10内设有贯穿的孔道12，当支滤管6张开时，实心圆球 10内的孔道12将两个球壳开孔13连通。本实施例中只有实心圆球10旋转到孔道 12与球壳开孔13相接时才会通水，实现主滤管5与支滤管6的水力连接。更具体地，实心圆球10通过圆球转轴与球形外壳11可转动连接，支滤管6的底端套设在球形外壳11上并与圆球转轴连接，从而实现支滤管6与实心圆球10的同步转动。本实施例中，开合传动机构包括安装于主滤管5上的加压架8和连接于加压架8 和支滤管6之间的连接件9。支滤管6张开后，加压架8和连接件固定支滤管6的张开角度。连接件9的两端分别与加压架8和支滤管6铰接连接。优选每组支滤管 6共用一个加压架8。关于加压架8，可以根据需要选择合适的结构。例如一种优选的实施方式下，加压架采用筒型框架的形式套设在主滤管管壁上，在加压架运动范围内的主滤管管壁上设置导轨，通过控制加压架在导轨上下移动到特定位置，进而对连接件施加拉/压力进而控制支滤管的张开角度。加压架的移动可以通过电机带动，也可以通过气缸或液压缸驱动。优选采用气缸驱动，在一个具体的实施方式中，在导轨上沿周向均匀分布两个(或三个)竖向导轨，加压架与套设在主滤管的导轨外，并与导轨滑动连接，气缸竖向固定在主滤管上，缸杆与加压架连接(本实施例中，可以按照气缸的常规使用方式将气缸布置在主滤管上方并与加压架连接，图中不再示出)，直接驱动加压架沿导轨上下移动。
多个支滤管6沿主滤管5长度方向分为多组，每组支滤管6由绕主滤管5周向布置的若干支滤管6构成。当滤水管5设计长度较长时，可适当增加支滤管6的组数，在主滤管5上每间隔一段距离布设一组支滤管6，所有支滤管6同步张开收缩。
一种用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水方法，采用上述降水井，该方法包括以下步骤：
(1)按照设计方案，钻孔至设计深度，再采用扩底钻头扩底，形成钻孔扩底 1；
(2)根据钻孔扩底1尺寸标记反树根状滤水管4的支滤管6张开的角度；
(3)将井管3、主滤管5和支滤管6包裹滤网缠铁丝固定，吊放反树根状滤水管4及井管3；
(4)下放至钻孔扩底1深度后，将支滤管6张开成型(优选下放至扩孔深度后主滤管5周围的支滤管6在加压架8向下移动、连接件9传动的作用下，以球阀机构7为转轴向周围撑开特定角度，加压架8及连接件9将张开后的支滤管6与主滤管5固定成型)；
(5)按照普通降水井的方法在主滤管5上部焊接井管3；
(6)分层回填砂和粘土，洗井后将抽水泵吊放入主滤管5底部；
(7)进行抽水，地下水同时从主滤管5和支滤管6进入降水井，实现降水。
本发明的降水井2抽水时，地下水即可同时从主滤管5及支滤管6进入，极大地提高了滤水管进水断面面积，在滤管的进水方式上有所创新，加快了地下水降水速率。单井出水量理论计算：
Figure BDA0002475774380000051
q为单井流量，单位为m3；rs滤管半径，单位为mm；l过滤器进水部位长度，单位为m；K含水层渗透系数。在rs、K不变的情况下，伸缩天线式树根状新型滤水管相当于滤管进水部位长度增加，出水量成三次方比例增大。
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 (8)

1.一种用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井，其特征在于，包括：
钻孔，底部具有钻孔扩底（1），
降水井（2），设置于钻孔内，具有井管（3）和连接于井管（3）下部的反树根状滤水管（4），所述的反树根状滤水管（4）位于钻孔扩底（1）处，该反树根状滤水管（4）由主滤管（5）和连接于主滤管（5）上并可相对于主滤管（5）开合的多个支滤管（6）组成，所述的支滤管（6）在张开时与主滤管（5）相连通；
所述的主滤管（5）通过球阀机构（7）与支滤管（6）相连，所述的球阀机构（7）包括球形外壳（11）以及可转动地设置于球形外壳（11）内的实心圆球（10），球形外壳（11）固定于主滤管（5）上，支滤管（6）的底端与球阀机构（7）连接，并可与实心圆球（10）同步转动，球形外壳（11）上设有两个分别与主滤管（5）和支滤管（6）连接的球壳开孔（13），实心圆球（10）内设有贯穿的孔道（12），当支滤管（6）张开时，实心圆球（10）内的孔道（12）将两个球壳开孔（13）连通；
所述的支滤管（6）在开合传动机构的带动下相对于主滤管（5）开合，所述的开合传动机构包括安装于主滤管（5）上的加压架（8）和连接于加压架（8）和支滤管（6）之间的连接件（9）。
2.根据权利要求1所述的用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井，其特征在于，所述的实心圆球（10）通过圆球转轴与球形外壳（11）可转动连接，支滤管（6）的底端套设在球形外壳（11）上并与圆球转轴连接，从而实现支滤管（6）与实心圆球（10）的同步转动。
3.根据权利要求1所述的用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井，其特征在于，所述的连接件（9）的两端分别与加压架（8）和支滤管（6）铰接连接。
4.根据权利要求1所述的用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井，其特征在于，多个支滤管（6）沿主滤管（5）长度方向分为多组，每组支滤管（6）由绕主滤管（5）周向布置的若干支滤管（6）构成。
5.根据权利要求4所述的用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井，其特征在于，每组支滤管（6）共用一个加压架（8）。
6.根据权利要求1所述的用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井，其特征在于，
所述的井管（3）、主滤管（5）和支滤管（6）包裹滤网缠铁丝固定；
所述的井管（3）外分层设有回填砂和回填粘土；
所述的主滤管（5）的底部设有抽水泵。
7.一种用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水方法，其特征在于，采用如权利要求1~6任一所述的降水井，该方法包括以下步骤：
（1）按照设计方案，钻孔至设计深度，再采用扩底钻头扩底，形成钻孔扩底（1）；
（2）根据钻孔扩底（1）尺寸标记反树根状滤水管（4）的支滤管（6）张开的角度；
（3）将井管（3）、主滤管（5）和支滤管（6）包裹滤网缠铁丝固定，吊放反树根状滤水管（4）及井管（3）；
（4）下放至钻孔扩底（1）深度后，将支滤管（6）张开成型；
（5）按照普通降水井的方法在主滤管（5）上部焊接井管（3）；
（6）分层回填砂和粘土，洗井后将抽水泵吊放入主滤管（5）底部；
（7）进行抽水，地下水同时从主滤管（5）和支滤管（6）进入降水井，实现降水。
8.根据权利要求7所述的用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水方法，其特征在于，步骤（1）中，使用普通钻头钻进至设计深度，提钻将钻头替换为扩底钻头，根据钻孔扩底（1）尺寸标记扩底钻头需要张开的角度，吊放扩底钻头进行扩底，形成钻孔扩底（1）。
CN202010363106.3A 2020-04-30 2020-04-30 用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法 Active CN111560969B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010363106.3A CN111560969B (zh) 2020-04-30 2020-04-30 用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010363106.3A CN111560969B (zh) 2020-04-30 2020-04-30 用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111560969A CN111560969A (zh) 2020-08-21
CN111560969B true CN111560969B (zh) 2021-06-04

Family

ID=72070785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010363106.3A Active CN111560969B (zh) 2020-04-30 2020-04-30 用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111560969B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111962539A (zh) * 2020-09-18 2020-11-20 上海渊丰地下工程技术有限公司 一种降水井的分离式滤水管
CN113026863A (zh) * 2021-03-18 2021-06-25 青海九零六工程勘察设计院 一种地下水抽取装置
CN113089707B (zh) * 2021-03-30 2022-01-14 海南大学 一种液氮与盐水联合制冷的人工地层冻结系统及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000205484A (ja) * 1999-01-21 2000-07-25 Sekisui Chem Co Ltd 本管と分岐管との接続部及び分岐継手
CN104975610B (zh) * 2015-07-08 2017-05-10 上海建工二建集团有限公司 一种扩大端降压井、深基坑结构及其施工方法
CN207461027U (zh) * 2017-09-28 2018-06-08 周薇 市政园林灌溉装置
CN208578054U (zh) * 2018-04-27 2019-03-05 陕西建工机械施工集团有限公司 一种埋置式浅层组合排水管
CN208581633U (zh) * 2018-06-20 2019-03-08 深圳鹏基园林有限公司 一种喷头的安装结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN111560969A (zh) 2020-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111560969B (zh) 用于钻孔扩底的球阀连接反树根状滤水管降水井及方法
CN101736732B (zh) 超深基坑承压水的减压降水施工方法
CN104763328B (zh) 一种液压扩孔循环钻机及其扩孔桩施工工艺
CN105804059B (zh) 钻孔灌注桩成孔装置及方法
CN104631439A (zh) 一种泵吸反循环桩基施工装置及方法
CN107747312B (zh) 一种砂砾石地层钻孔灌浆施工的方法
CN102051886A (zh) 一种轻型井点降水施工技术
CN104196072B (zh) 高原山地基坑开挖施工设备
CN110080260A (zh) 一种基坑降排水结构
CN115142451A (zh) 深基坑内外水位动态平衡控制施工方法水位稳定装置
CN111549808B (zh) 用于钻孔扩底的伸缩天线式树根状滤水管降水井及方法
CN106088123A (zh) 一种砂土地质钢管井降水位装置及其施工方法
CN201746831U (zh) 涡轮泵举式潜旋钻机
CN106968596B (zh) 可控压密注浆桩施工设备
CN202787289U (zh) 管井封井降水装置
CN215441884U (zh) 一种钻锤一体机
CN112252312B (zh) 一种增强phc管桩整体受力性能的施工方法
CN204627406U (zh) 一种液压扩孔循环钻机
CN113250141A (zh) 一种调节水位变化边坡内部渗透水压力的系统及方法
CN102758434A (zh) 中掘预应力离心管桩(方桩)沉桩装置及其新型沉桩法
JP4465029B1 (ja) 雨水浸透坑掘削装置、雨水浸透管敷設工法および雨水浸透構造体
CN206438498U (zh) 一种自制降水井管
CN204780850U (zh) 一种降水井点管高效插管机
CN218092906U (zh) 铁路架空支点桩钻孔设备
CN219175231U (zh) 一种振动沉管桩机组

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant