CN113293785A - 带自清洗功能的正负压联合降水井结构及施工方法 - Google Patents

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耿东锋
蒋进波
徐成双
赫学林
余进松
栾静静
许宇键
罗威力
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Abstract

本发明公开了一种带自清洗功能的正负压联合降水井结构，排水管上设置有排水孔；真空泵连通至抽水管，所述空压泵连通至空压管，抽水管和空压管上部还连通有调节管，所述调节管与抽水管之间还设置有B阀，调节管与空压管之间还设置有A阀；所述空压管上还设置有D阀，所述抽水管上还设置有C阀，所述抽水管和空压管深入排水管内。本申请可通过调节降水井中水位上方的正负压来调节不同土层的降水效率；本申请具有清洗功能，采用管中管的设计，在外管被堵塞的情况下，通过加大内、外管之间水位上方的气压，同时利用活塞冲击内管中的水位，使水流冲向外管的排水孔，从而冲刷土工布上的砂土，实现降水井的清洗，提高清洗效率。

Description

带自清洗功能的正负压联合降水井结构及施工方法
技术领域
本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种带自清洗功能的正负压联合降水井结构及施工方法。
背景技术
基坑开挖施工过程中，需要再基坑内和/或基坑的周围设置降水井，以降低基坑的地下水位，确保施工安全。
现有的降水井一般包括井管，井管从下至上依次为下实管段、滤管段和上实管段，滤管段外包一层尼龙网，井管的周围填充有滤料，降水时，降水井周围的地下水经过滤料并从滤管段进入井管，滤料和滤管具有过滤泥沙的作用，时间久了，滤料和滤管容易被泥沙堵塞，甚至堵死，影响降水井的降水。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种能够定期进行降水清洗、防堵塞的带自清洗功能的正负压联合降水井结构及施工方法。
为实现该技术目的，本发明的方案是：一种带自清洗功能的正负压联合降水井结构，包括排水管、真空泵和空压泵，所述排水管上设置有两个或两个以上的排水孔；
所述真空泵连通至抽水管，所述空压泵连通至空压管，所述抽水管和空压管上部还连通有调节管，所述调节管与抽水管之间还设置有B阀，所述调节管与空压管之间还设置有A阀；
所述空压管上还设置有D阀，所述抽水管上还设置有C阀，所述抽水管和空压管深入排水管内。
作为优选，所述排水管包括内管和外管，外管的直径为内管的2-3倍，所述抽水管和空压管位于外管和内管之间的空间内；
所述内管的下半段1/4至1/5处为设置有排水孔的内排水部，内管其余部分为内密封部；所述外管的下半段3/4至4/5处为设置有排水孔的外排水部，外管其余部分为外密封部；所述内管内还设置有拉杆活塞。
一种施工方法，采用权利要求带自清洗功能的正负压联合降水井结构，具体步骤如下：
S1、只打开C阀、D阀，空压管与抽水管在降水井底部处连通，空压泵与真空泵同时作业，空压泵向空压管中压入高压气体，在两管连通处形成水汽混合物，；
S2、在降水井和降水井内管水位下降的同时，大气压带动拉杆活塞自动下滑，并通过观察拉杆上刻度的变化来判断水位下降深度及降水速度；
S3、当降水井中水位明显下降而地下水位基本不变时，且拉杆活塞持续加速下沉而地下水位无变化，则判定降水井外层的土工布已堆满砂土，需要对降水井进行清洗；
清洗：停止抽水，关闭B阀、C阀、D阀，空压泵开启，向降水井内的内管、外管之间施加正压，同时间断性的快速下压拉杆活塞，使降水井中的水由外管上的排水孔冲出，并冲刷外管外层土工布上的砂土，重复上述动作至少两次；
检查：关闭A阀，打开B阀、C阀、D阀，启动真空泵，开始抽水施工，若地下水位有明显下降，则说明降水井清洗干净，若地下水位下降速度较慢，则停止降水，继续重复上述清洗动作。
作为优选，当降水井周围的土层渗透性能好时，当降水井中水位持续上升，且拉杆活塞自动上升，则此时打开阀C、D阀、A阀，使空压泵通过调节管向降水井内管、外管之间水位上方压入空气，在水位上方形成正压，同时向下压入拉杆活塞，使拉杆活塞下沉，增加内管中水位上方的压力，让降低降水井的集水效率与真空泵的抽水效率相匹配。
作为优选，当降水井周围的土层渗透性能较差时，当降水井的集水效率较低，抽水速度大于集水速度，且拉杆活塞明显的加速下沉，此时打开C阀、D阀、B阀，抽水管通过调节管抽取降水井内管、外管之间水位上方的空气，形成负压，同时向上抽拉拉杆活塞，让降低降水井的集水效率与真空泵的抽水效率相匹配。
本发明的有益效果，本申请可通过调节降水井中水位上方的正负压来调节不同土层的降水效率；本申请具有清洗功能，采用管中管的设计，在外管被堵塞的情况下，通过加大内、外管之间水位上方的气压，同时利用活塞冲击内管中的水位，使水流冲向外管的排水孔，从而冲刷土工布上的砂土，实现降水井的清洗，提高了清洗效率；可通过观察拉杆活塞刻度的上升与下降速度来判断降水效率及水位下降情况，简单便捷，提高了降水施工的效率，降低施工成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明排水管的结构示意图；。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1-2所示，本发明所述的具体实施例为一种带自清洗功能的正负压联合降水井结构，包括排水管1、真空泵2和空压泵3，所述排水管1上设置有两个或两个以上的排水孔4；排水管1深入降水井12内，
所述真空泵2连通至抽水管5，所述空压泵3连通至空压管6，所述抽水管5和空压管6上部还连通有调节管7，所述调节管7与抽水管5之间还设置有B阀8，所述调节管7与空压管6之间还设置有A阀9；
所述空压管6上还设置有D阀10，所述抽水管5上还设置有C阀11，所述抽水管5和空压管6深入排水管1内。
所述排水管1包括内管101和外管102，外管101的直径为内管102的2-3倍，所述抽水管1和空压管6位于外管101和内管102之间的空间内；
所述内管102的下半段1/4至1/5处为设置有排水孔的内排水部，内管102其余部分为内密封部；所述外管201的下半段3/4至4/5处为设置有排水孔的外排水部，外管其余部分为外密封部；所述内管内还设置有拉杆活塞12。
一种施工方法，采用权利要求带自清洗功能的正负压联合降水井结构，具体步骤如下：
S1、只打开C阀、D阀，空压管与抽水管在降水井底部处连通，空压泵与真空泵同时作业，空压泵向空压管中压入高压气体，在两管连通处形成水汽混合物，；
S2、在降水井和降水井内管水位下降的同时，大气压带动拉杆活塞自动下滑，并通过观察拉杆上刻度的变化来判断水位下降深度及降水速度；
S3、当降水井中水位明显下降而地下水位基本不变时，且拉杆活塞持续加速下沉而地下水位无变化，则判定降水井外层的土工布已堆满砂土，需要对降水井进行清洗；
清洗：停止抽水，关闭B阀、C阀、D阀，空压泵开启，向降水井内的内管、外管之间施加正压，同时间断性的快速下压拉杆活塞，使降水井中的水由外管上的排水孔冲出，并冲刷外管外层土工布上的砂土，重复上述动作至少两次；
检查：关闭A阀，打开B阀、C阀、D阀，启动真空泵，开始抽水施工，若地下水位有明显下降，则说明降水井清洗干净，若地下水位下降速度较慢，则停止降水，继续重复上述清洗动作。
如中厚砂层中，降水井的集水效率高于抽水效率。当降水井周围的土层渗透性能好时，当降水井中水位持续上升，且拉杆活塞自动上升，则此时打开阀C、D阀、A阀，使空压泵通过调节管向降水井内管、外管之间水位上方压入空气，在水位上方形成正压，同时向下压入拉杆活塞，使拉杆活塞下沉，增加内管中水位上方的压力，让降低降水井的集水效率与真空泵的抽水效率相匹配。
如淤泥质土中，降水井的集水效率较低。当降水井周围的土层渗透性能较差时，当降水井的集水效率较低，抽水速度大于集水速度，且拉杆活塞明显的加速下沉，此时打开C阀、D阀、B阀，抽水管通过调节管抽取降水井内管、外管之间水位上方的空气，形成负压，同时向上抽拉拉杆活塞，让降低降水井的集水效率与真空泵的抽水效率相匹配。
使用时，降水井内外管按照常规方法制作，包括不排水管与排水管，不排水管表面不开孔，排水管表面开设有排水孔；内管至设置一节排水段，位于最底部；使用时，将多段排水管焊接于不排水管下方，内管套设与外管中，内外管长度一致，底部通过钢板将内外管焊接封底(如图1所示)。降水井安装完成后，在外层包裹三层土工布，防止砂石进入降水井中。将降水井吊装下放至开挖的孔位中，在排水段回填碎石，顶部的不排水段回填粘性土。在降水井内外管之间布置好抽水管、空压管、调节管，并对内外管之间的管口进行密封，在内管中安装带拉杆活塞，拉杆活塞表面设置有刻度。
本申请可通过调节降水井中水位上方的正负压来调节不同土层的降水效率；本申请具有清洗功能，采用管中管的设计，在外管被堵塞的情况下，通过加大内、外管之间水位上方的气压，同时利用活塞冲击内管中的水位，使水流冲向外管的排水孔，从而冲刷土工布上的砂土，实现降水井的清洗，提高了清洗效率；可通过观察拉杆活塞刻度的上升与下降速度来判断降水效率及水位下降情况，简单便捷，提高了降水施工的效率，降低施工成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带自清洗功能的正负压联合降水井结构，其特征在于：包括排水管、真空泵和空压泵，所述排水管上设置有两个或两个以上的排水孔；
所述真空泵连通至抽水管，所述空压泵连通至空压管，所述抽水管和空压管上部还连通有调节管，所述调节管与抽水管之间还设置有B阀，所述调节管与空压管之间还设置有A阀；
所述空压管上还设置有D阀，所述抽水管上还设置有C阀，所述抽水管和空压管深入排水管内。
2.根据权利要求1所述的带自清洗功能的正负压联合降水井结构，其特征在于：所述排水管包括内管和外管，外管的直径为内管的2-3倍，所述抽水管和空压管位于外管和内管之间的空间内；
所述内管的下半段1/4至1/5处为设置有排水孔的内排水部，内管其余部分为内密封部；所述外管的下半段3/4至4/5处为设置有排水孔的外排水部，外管其余部分为外密封部；所述内管内还设置有拉杆活塞。
3.一种施工方法，其特征在于：采用权利要求1-2任一项的带自清洗功能的正负压联合降水井结构，具体步骤如下：
S1、只打开C阀、D阀，空压管与抽水管在降水井底部处连通，空压泵与真空泵同时作业，空压泵向空压管中压入高压气体，在两管连通处形成水汽混合物，；
S2、在降水井和降水井内管水位下降的同时，大气压带动拉杆活塞自动下滑，并通过观察拉杆上刻度的变化来判断水位下降深度及降水速度；
S3、当降水井中水位明显下降而地下水位基本不变时，且拉杆活塞持续加速下沉而地下水位无变化，则判定降水井外层的土工布已堆满砂土，需要对降水井进行清洗；
清洗：停止抽水，关闭B阀、C阀、D阀，空压泵开启，向降水井内的内管、外管之间施加正压，同时间断性的快速下压拉杆活塞，使降水井中的水由外管上的排水孔冲出，并冲刷外管外层土工布上的砂土，重复上述动作至少两次；
检查：关闭A阀，打开B阀、C阀、D阀，启动真空泵，开始抽水施工，若地下水位有明显下降，则说明降水井清洗干净，若地下水位下降速度较慢，则停止降水，继续重复上述清洗动作。
4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：当降水井周围的土层渗透性能好时，当降水井中水位持续上升，且拉杆活塞自动上升，则此时打开阀C、D阀、A阀，使空压泵通过调节管向降水井内管、外管之间水位上方压入空气，在水位上方形成正压，同时向下压入拉杆活塞，使拉杆活塞下沉，增加内管中水位上方的压力，让降低降水井的集水效率与真空泵的抽水效率相匹配。
5.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：当降水井周围的土层渗透性能较差时，当降水井的集水效率较低，抽水速度大于集水速度，且拉杆活塞明显的加速下沉，此时打开C阀、D阀、B阀，抽水管通过调节管抽取降水井内管、外管之间水位上方的空气，形成负压，同时向上抽拉拉杆活塞，让降低降水井的集水效率与真空泵的抽水效率相匹配。
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