CN112982463A - 一种降低地下工程浮力的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低地下工程浮力的系统及方法，涉及地下工程技术领域。该降低地下工程浮力的系统，包括集水系统、出水系统、调节系统、反冲洗系统、控制系统，所述集水系统包括：级配砂石、集水管、主干管、电动阀1、止回阀1和集水池。该降低地下工程浮力的系统及方法，通过设置集水系统和出水系统，降低了地下水浮力，消除地下水浮力对地下工程建筑物的破坏，消除浮力的同时，对出水进行简单处理即可回用，可用于绿化、道路洒水、洗车、冲厕等，同时通过设置水量调节池，在用水低峰期或丰水期收集储存地下水，补偿用于用水高峰期或枯水期，设置水泵系统，可在地下水自由水压不足时供外界用水系统用水。

Description

一种降低地下工程浮力的系统及方法

技术领域

本发明涉及地下工程技术领域，具体为一种降低地下工程浮力的系统及方法。

背景技术

在地下水丰富地区，建设地下工程包括人防工程、地下车站、地下商场和地下基础等，都受到地下水浮力作用。

如果不进行处理，可能导致建筑底板破坏、梁柱节点处开裂及底板的破坏等。

工程实践中，主要采用配重法、抗浮桩、抗浮锚杆等方法抵抗地下水浮力，但是，由于种种原因比如对水浮力作用机理认识不够、设计取值不合理、选用抗浮措施不当等因素，一些地下工程抗浮效果不佳。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种降低地下工程浮力的系统及方法，解决了工程实践中，主要采用配重法、抗浮桩、抗浮锚杆等方法抵抗地下水浮力，但是，由于种种原因比如对水浮力作用机理认识不够、设计取值不合理、选用抗浮措施不当等因素，一些地下工程抗浮效果不佳的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种降低地下工程浮力的系统，包括集水系统、出水系统、调节系统、反冲洗系统、控制系统；

所述集水系统包括：级配砂石、集水管、主干管、电动阀1、止回阀1和集水池；

所述集水管数量由工程实践计算得出，所述集水管材质为透水混凝土或穿孔耐压塑料管，集水管周围填充级配砂石，所述集水管水流入主干管，所述主干管水流入集水池，所述主干管上设置止回阀1和电动阀1，电动阀1平时常开；

所述集水池包括池体、潜水泵、吸水管和吸水喇叭口；

所述出水系统包括出水管1、出水管2、出水管3，所述出水管1上配件止回阀2，所述出水管2上配有止回阀3，所述出水管2、出水管1通过三通管与出水管3连通，所述出水管3出水口上设置有闸阀；

所述调节系统包括水量调节池、调节池进水管和调节池出水管，所述调节池进水管上配有止回阀4和电动阀2，所述调节池出水管上设置有单向压力阀，所述单向压力阀设置水流只能由水量调节池方向流出；

所述反冲洗系统包括集水池的潜水泵和反冲洗水管，所述反冲洗水管上设置有止回阀5，所述电动阀1设置于反冲洗水管上，反冲洗时电动阀1关闭；

所述控制系统包括水泵控制线、电动阀控制线和控制箱；

所述所述管径、阀门规格、水泵型号、水池尺寸、平衡水位、构筑物位置标高等所有系统设施、配件和参数均有工程实践计算而出。平衡水位是地下水浮力与地下工程自身抗浮力相等时的水位，此时地下水浮力不会造成建筑物的破坏。

一种降低地下工程浮力系统的使用方法，包括上述所述的降低地下工程浮力的系统，具体操作如下：

流程一，地下工程下水流由地下工程下地下水自由水压驱动，通过级配砂石、透水混凝土管或穿孔塑料管进入集水管，各集水管收集的地下水流入主干管，水流通过常开的电动阀1、止回阀1进入集水池，由于止回阀5的存在，水流不会通过反冲洗水管流出；

流程二，在水压足够时，集水管水流会源源不断流入集水池，压力驱动下，水流通过吸水喇叭口、出水管1、出水管3和闸阀，一部分进入水量调节池，一部分流入外界用水系统，此时，由于止回阀3的存在，水流不会通过水泵出水管倒流，水量调节池水位会逐渐达到最大水位，集水池水流会进入调节池出水管，使单向压力阀两侧压力保持平衡，平时正常工况下，闸阀常开，此时，地下工程下水量的减少，周边正常水位将不断下降，地下水浮力不断下降，直至平衡水位。

流程三，在地下水压不足以驱动水流入外界使用系统使，启动水泵系统，水流通过水泵出水管、出水管3，进入外界用水系统。

流程四，在集水池水量不满足外界用水系统时，集水池水位下降，调节池出水管水位随之下降，管中压力下降，此时单向压力阀打开，水量调节池水流进入集水池，关闭电动阀2，即可继续供外界用水。

流程五，关闭闸阀、电动阀1和电动阀2，打开水泵，水流通过水泵出水管和反冲洗水管，即可对集水管路和级配砂石进行反冲洗，保持级配砂石和管路水流通畅性，此时由于关闭闸阀，水流不会进入用水系统，关闭电动阀1，水流不会进入集水池，关闭电动阀2，水流不会进入水量调节池，由于出水管1上止回阀2的存在，水流不会通过出水管1倒流；

流程六，集水池水泵、阀门、管道等如有故障，可通过检修井维修。

(三)有益效果

本发明提供了一种降低地下工程浮力的系统及方法。具备以下有益效果：

该降低地下工程浮力的系统及方法，通过设置集水系统和出水系统，降低了地下水浮力，消除地下水浮力对地下工程建筑物的破坏，消除浮力的同时，对出水进行简单处理即可回用，可用于绿化、道路洒水、洗车、冲厕等，同时通过设置水量调节池，在用水低峰期或丰水期收集储存地下水，补偿用于用水高峰期或枯水期，设置水泵系统，可在地下水自由水压不足时供外界用水系统用水，设置反冲洗系统，可保持集水系统通畅性，保持系统的持续使用，此系统平时正常工况下主要采用地下水自由水压供外界用水系统，基本无能耗。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明集水系统的结构示意图。

图中：1、控制箱；2、电动阀控制线；3、水泵控制线；4、闸阀；5、外界用水系统；6、潜水泵；7、吸水喇叭口；8、水量调节池；9、单向压力阀；10、调节池出水管；11、检修井；12、出水管2；13、出水管1；14、集水池；15、出水管3；16、电动阀2；17、调节池进水管；18、止回阀4；19、止回阀2；20、止回阀3；21、止回阀5；22、反冲洗水管；23、级配砂石；24、集水管；25、主干管；26、止回阀1；27、电动阀1。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种降低地下工程浮力的系统，包括集水系统、出水系统、调节系统、反冲洗系统、控制系统；

集水系统包括：级配砂石(23)、集水管(24)、主干管(25)、电动阀1(27)、止回阀1(26)和集水池(14)；

集水管(24)数量由工程实践计算得出，集水管(24)材质为透水混凝土或穿孔耐压塑料管，集水管(24)周围填充级配砂石(23)，集水管(24)水流入主干管(25)，主干管(25)水流入集水池(14)，主干管(25)上设置止回阀1(26)和电动阀1(27)，电动阀1(27)平时常开；

集水池(14)包括池体、潜水泵(6)、吸水管和吸水喇叭口(7)；

出水系统包括出水管1(13)、出水管2(12)、出水管3(15)，出水管1(13)上配件止回阀2(19)，出水管2(12)上配有止回阀3(20)，出水管2(12)、出水管1(13)通过三通管与出水管3(15)连通，出水管3(15)出水口上设置有闸阀(4)；

调节系统包括水量调节池(8)、调节池进水管(17)和调节池出水管(10)，调节池进水管(17)上配有止回阀4(18)和电动阀2(16)，调节池出水管(10)上设置有单向压力阀(9)，单向压力阀(9)设置水流只能由水量调节池(8)方向流出；

反冲洗系统包括集水池(14)的潜水泵(6)和反冲洗水管(22)，反冲洗水管(22)上设置有止回阀5(21)，电动阀1(27)设置于反冲洗水管(22)上，反冲洗时电动阀1(27)关闭；

控制系统包括水泵控制线(3)、电动阀控制线(2)和控制箱(1)；

管径、阀门规格、水泵型号、水池尺寸、平衡水位、构筑物位置标高等所有系统设施、配件和参数均有工程实践计算而出。平衡水位是地下水浮力与地下工程自身抗浮力相等时的水位，此时地下水浮力不会造成建筑物的破坏。

一种降低地下工程浮力系统的使用方法，包括上述的降低地下工程浮力的系统，具体操作如下：

流程一，地下工程下水流由地下工程下地下水自由水压驱动，通过级配砂石(23)、透水混凝土管或穿孔塑料管进入集水管(24)，各集水管(24)收集的地下水流入主干管(25)，水流通过常开的电动阀1(27)、止回阀1(26)进入集水池(14)，由于止回阀5(21)的存在，水流不会通过反冲洗水管(22)流出；

流程二，在水压足够时，集水管(24)水流会源源不断流入集水池(14)，压力驱动下，水流通过吸水喇叭口(7)、出水管1(13)、出水管3(15)和闸阀(4)，一部分进入水量调节池(8)，一部分流入外界用水系统(5)，此时，由于止回阀3(20)的存在，水流不会通过水泵出水管倒流，水量调节池(8)水位会逐渐达到最大水位，集水池(14)水流会进入调节池出水管(10)，使单向压力阀(9)两侧压力保持平衡，平时正常工况下，闸阀(4)常开，此时，地下工程下水量的减少，周边正常水位将不断下降，地下水浮力不断下降，直至平衡水位。

流程三，在地下水压不足以驱动水流入外界使用系统使，启动水泵系统，水流通过水泵出水管、出水管3(15)，进入外界用水系统(5)。

流程四，在集水池(14)水量不满足外界用水系统(5)时，集水池(14)水位下降，调节池出水管(10)水位随之下降，管中压力下降，此时单向压力阀(9)打开，水量调节池(8)水流进入集水池(14)，关闭电动阀2(16)，即可继续供外界用水。

流程五，关闭闸阀(4)、电动阀1(27)和电动阀2(16)，打开水泵，水流通过水泵出水管和反冲洗水管(22)，即可对集水管路和级配砂石(23)进行反冲洗，保持级配砂石(23)和管路水流通畅性，此时由于关闭闸阀(4)，水流不会进入用水系统，关闭电动阀1(27)，水流不会进入集水池(14)，关闭电动阀2(16)，水流不会进入水量调节池(8)，由于出水管1(13)上止回阀2(19)的存在，水流不会通过出水管1(13)倒流；

流程六，集水池水泵、阀门、管道等如有故障，可通过检修井(11)维修。

综上所述，该降低地下工程浮力的系统及方法，通过设置集水系统和出水系统，降低了地下水浮力，消除地下水浮力对地下工程建筑物的破坏，消除浮力的同时，对出水进行简单处理即可回用，可用于绿化、道路洒水、洗车、冲厕等，同时通过设置水量调节池，在用水低峰期或丰水期收集储存地下水，补偿用于用水高峰期或枯水期，设置水泵系统，可在地下水自由水压不足时供外界用水系统用水，设置反冲洗系统，可保持集水系统通畅性，保持系统的持续使用，此系统平时正常工况下主要采用地下水自由水压供外界用水系统，基本无能耗。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种降低地下工程浮力的系统，其特征在于：包括集水系统、出水系统、调节系统、反冲洗系统、控制系统；

所述集水系统包括：级配砂石(23)、集水管(24)、主干管(25)、电动阀1(27)、止回阀1(26)和集水池(14)；

所述集水管(24)数量由工程实践计算得出，所述集水管(24)材质为透水混凝土或穿孔耐压塑料管，集水管(24)周围填充级配砂石(23)，所述集水管(24)水流入主干管(25)，所述主干管(25)水流入集水池(14)，所述主干管(25)上设置止回阀1(26)和电动阀1(27)，电动阀1(27)平时常开；

所述集水池(14)包括池体、潜水泵(6)、吸水管和吸水喇叭口(7)；

所述出水系统包括出水管1(13)、出水管2(12)、出水管3(15)，所述出水管1(13)上配件止回阀2(19)，所述出水管2(12)上配有止回阀3(20)，所述出水管2(12)、出水管1(13)通过三通管与出水管3(15)连通，所述出水管3(15)出水口上设置有闸阀(4)；

所述调节系统包括水量调节池(8)、调节池进水管(17)和调节池出水管(10)，所述调节池进水管(17)上配有止回阀4(18)和电动阀2(16)，所述调节池出水管(10)上设置有单向压力阀(9)，所述单向压力阀(9)设置水流只能由水量调节池(8)方向流出；

所述反冲洗系统包括集水池(14)的潜水泵(6)和反冲洗水管(22)，所述反冲洗水管(22)上设置有止回阀5(21)，所述电动阀1(27)设置于反冲洗水管(22)上，反冲洗时电动阀1(27)关闭；

所述控制系统包括水泵控制线(3)、电动阀控制线(2)和控制箱(1)；

所述所述管径、阀门规格、水泵型号、水池尺寸、平衡水位、构筑物位置标高等所有系统设施、配件和参数均有工程实践计算而出。平衡水位是地下水浮力与地下工程自身抗浮力相等时的水位，此时地下水浮力不会造成建筑物的破坏。

2.一种降低地下工程浮力系统的使用方法，其特征在于：包括权利要求1所述的降低地下工程浮力的系统，具体操作如下：

流程一，地下工程下水流由地下工程下地下水自由水压驱动，通过级配砂石(23)、透水混凝土管或穿孔塑料管进入集水管(24)，各集水管(24)收集的地下水流入主干管(25)，水流通过常开的电动阀1(27)、止回阀1(26)进入集水池(14)，由于止回阀5(21)的存在，水流不会通过反冲洗水管(22)流出；

流程二，在水压足够时，集水管(24)水流会源源不断流入集水池(14)，压力驱动下，水流通过吸水喇叭口(7)、出水管1(13)、出水管3(15)和闸阀(4)，一部分进入水量调节池(8)，一部分流入外界用水系统(5)，此时，由于止回阀3(20)的存在，水流不会通过水泵出水管倒流，水量调节池(8)水位会逐渐达到最大水位，集水池(14)水流会进入调节池出水管(10)，使单向压力阀(9)两侧压力保持平衡，平时正常工况下，闸阀(4)常开，此时，地下工程下水量的减少，周边正常水位将不断下降，地下水浮力不断下降，直至平衡水位。

流程三，在地下水压不足以驱动水流入外界使用系统使，启动水泵系统，水流通过水泵出水管、出水管3(15)，进入外界用水系统(5)。

流程四，在集水池(14)水量不满足外界用水系统(5)时，集水池(14)水位下降，调节池出水管(10)水位随之下降，管中压力下降，此时单向压力阀(9)打开，水量调节池(8)水流进入集水池(14)，关闭电动阀2(16)，即可继续供外界用水。

流程五，关闭闸阀(4)、电动阀1(27)和电动阀2(16)，打开水泵，水流通过水泵出水管和反冲洗水管(22)，即可对集水管路和级配砂石(23)进行反冲洗，保持级配砂石(23)和管路水流通畅性，此时由于关闭闸阀(4)，水流不会进入用水系统，关闭电动阀1(27)，水流不会进入集水池(14)，关闭电动阀2(16)，水流不会进入水量调节池(8)，由于出水管1(13)上止回阀2(19)的存在，水流不会通过出水管1(13)倒流；

流程六，集水池水泵、阀门、管道等如有故障，可通过检修井(11)维修。

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