CN113863344A - 一种护筒与井管一体化的降水井装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种护筒与井管一体化的降水井装置，包括护筒、井管、过滤器、沉淀管、井靴式钻头，护筒包括护壁段护筒和过滤段护筒，井管设置在过滤段护筒的内部并与过滤段护筒同轴布置，过滤器设置在井管与内过滤段护筒之间。本发明还公开了降水井装置的施工方法，首先在按勘察资料的地层分布，事先依次装配好降水井装置过滤节，井管内安置好沉淀管，在钻机钻孔完成后，将预制的降水井装置分节下沉至孔内，配合抽水水泵可直接工作，使用完毕后也可回收再利用。本发明可应用于一般工程降水、回灌工程，尤其适用于基坑或隧道渗漏灾害抢险降水减压等情况应用。本发明相较与传统成井技术，优化了成井工序，节省了钻孔后成井过程中现场填滤料的时间。
Description
技术领域
本发明涉及基坑开挖前的降水技术以及基坑或隧道渗漏灾害抢险降水减压技术，特别涉及一种护筒与井管一体化的降水井装置及其施工方法。
背景技术
在基坑开挖时，施工需要干燥的作业面，同时为保证施工安全，开挖前往往需要降水工程，所以基坑工程的降水井装置不可或缺。传统的降水井成井技术存在诸多缺点，如成井效果差，容易出现坏井、死井情况；成井采用泥浆护壁，钻机及洗井等工序繁琐，成井时间长。
在工程中，随着基坑开挖深度不断扩大，传统落底式止水帷幕出现工期长、造价高、施工质量无法保证等现象。为节省工程造价及减少工期，常采用悬挂式止水帷幕，悬挂式止水帷幕而并未插入至隔水层，降水期间，坑外地下水将绕过止水帷幕进入坑内。基坑内有出现突涌的风险，对于坑外，需要进行减压降水，使得基坑底板下降到安全水头以下，为保证基坑的安全，承压降水也显得尤为重要。
实际工程中，基坑的止水帷幕或隧道管片等结构会因质量因素、意外原因等出现渗漏灾害，治理渗漏灾害时，需要通过注浆等其他技术对渗漏处进行封堵。为减少渗漏的水量，同时配合封堵，减小隧道(基坑)内外水头差，也需要对渗漏点附近进行降水减压，一般称为抢险减压降水井。对于抢险减压井，其成井速度、成井质量对于渗漏灾害的治理尤为重要。
另外，传统的降水井成井施工中，需要人工填滤料，成井过程中易发生滤料堵塞，井管倾斜等意外情况造成降水井质量达不到预期效果；而且滤料不可回收再利用，造价成本高，浪费严重。
发明内容
本发明的目的是解决渗漏灾害抢险中、抢险减压降水井的快速成井技术问题，提供一种护筒与井管一体化的降水井装置及其施工方法，可以有效解决传统的降水井施工速度慢，成井工序复杂，质量有待提高的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种护筒与井管一体化的降水井装置，包括：
护筒，所述护筒包括护壁段护筒和连接在所述护壁段护筒底部的过滤段护筒，所述过滤段护筒的筒壁上设置有能使水通过的网眼；
井管，所述井管设置在所述过滤段护筒的内部并与所述过滤段护筒同轴布置，并且，所述井管与所述过滤段护筒之间间隔一距离布置形成容纳空间，所述井管的管壁上设置有透水孔；
过滤器，所述过滤器设置在所述过滤段护筒与所述井管之间的所述容纳空间内；
沉淀管，所述沉淀管设置在所述井管的内部并位于所述井管的下部，所述沉淀管与所述过滤段护筒同轴布置；以及
井靴式钻头，所述井靴式钻头连接在所述过滤段护筒的底部。
进一步地，所述护壁段护筒由若干节护壁段护筒单体依次连接而成。
进一步地，相邻所述护壁段护筒单体之间通过螺纹丝扣连接或焊接连接。
进一步地，所述护壁段护筒与所述过滤段护筒之间通过螺纹丝扣连接或焊接连接。
进一步地，所述过滤器为多层网筛，每层所述网筛由多孔疏水高分子材料制成。
进一步地，所述过滤器包括铁丝网架和填充在所述铁丝网架内的滤料。
进一步地，所述过滤器的外径与所述过滤段护筒的内径适配、所述过滤器的内径与所述井管的外径适配。
进一步地，所述井靴式钻头通过螺纹丝扣与所述过滤段护筒连接。
本发明所采用的另一技术方案是：上述降水井装置的施工方法，包括以下步骤：
步骤1，明确场地典型的土层分布，并根据土层分布来确定降水井装置的沉淀管、过滤器、井管及护筒的长度；
步骤2，过滤段护筒嵌套于井管外侧，并在过滤段护筒和井管之间装配过滤器，过滤段护筒的底部安装井靴式钻头，井管内设沉淀管，完成降水井装置过滤节的装配；
步骤3，钻机于指定位置形成降水井孔，并将降水井装置过滤节下沉至降水井孔内；
步骤4，降水井装置过滤节的井靴式钻头继续下钻，并依次从下至上沉放护壁段护筒单体，直至降水井装置过滤节抵达目标降水的含水层；连接相邻护筒护壁段护筒单体；
步骤5，降水井装置过滤节的井管内下放抽水水泵，降水井装置正常工作；
步骤6，待降水井装置使用完毕后，将降水井装置拔出回收；
步骤7，降水井孔回填。
本发明的有益效果是：
1)采用预制的降水井装置，简化了传统成井施工工序(如填滤料、封顶等)，缩短了成井施工的时间，为有效治理渗漏灾害，赢得宝贵的抢险时间。
2)钢护筒的应用，减少了泥浆护壁的使用，可以防止钻机成孔后的塌孔，对降水井的正常工作起到保障作用。
附图说明
图1：本发明一种护筒与井管一体化的降水井装置的结构剖面图；
图2a：本发明的过滤器的外形示意图；
图2b：本发明的网筛结构的过滤器的结构示意图；
图3：本发明的井靴式钻头与护筒连接的结构示意图；
图4：本发明的过滤段护筒材料的示意图。
附图标注：
1——护筒； 11——过滤段护筒；
12——护壁段护筒单体； 2——井管；
3——过滤器； 4——沉淀管；
5——井靴式钻头； 6——螺纹丝扣；
W——承压含水层； S——隔水土层。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如附图1至图4所示，一种护筒1与井管2一体化的降水井装置，包括护筒1、井管2、过滤器3、沉淀管4和井靴式钻头5。
所述护筒1用于防止塌孔并固定井管2与过滤器3及滤料相对位置，保证降水井装置正常工作。所述护筒1受施工设备及场地所限，须沿竖向长度分节，并分段下沉打入地层，并且，所述护筒1整体上贯穿地表至目标降水的含水层。所述护筒1的最下一节为过滤段护筒11，其余各节均为护壁段护筒单体12，若干节护壁段护筒单体12依次连接形成护壁段护筒；相邻所述护壁段护筒单体12之间、以及最下一节所述护壁段护筒单体12与所述过滤段护筒11之间均可用过螺纹丝扣或焊接方式连接。所述护壁段护筒采用钢材制成，为均厚材质(不设网眼)。所述过滤段护筒11采用钢材制成，其筒壁上设置有网眼，可以使水快速通过，如图4所示。
所述井管2设置在所述过滤段护筒11的内部并与所述过滤段护筒11同轴布置，并且，所述井管2与所述过滤段护筒11之间间隔一距离布置形成容纳空间。所述井管2的管壁上设置有透水孔。
所述过滤器3设置在所述过滤段护筒11与所述井管2之间的容纳空间内，所述过滤器3的外径应与所述过滤段护筒11的内径适配、所述过滤器3的内径与所述井管2的外径适配，如图2a所示，避免松动或挤压。所述过滤器3可为多层网筛结构，每层所述网筛由多孔疏水高分子材料制成，如图2b所示，或者，所述过滤器3可由铁丝网架和填充在所述铁丝网架内的砂砾滤料组成。
所述沉淀管4设置在所述井管2的内部并位于所述井管2的下部，所述沉淀管4与所述过滤段护筒11同轴布置，并且，所述沉淀管4的外壁与所述井管2的内壁紧贴布置。
所述过滤段护筒11、井管2、过滤器3和沉淀管4组成了本装置的降水井装置过滤节，该降水井装置过滤节可预先装配好，待急需使用时可快速应用，节省工程的抢险时间。此外，为配合成孔钻机一体化下沉护筒1与井管2，在所述降水井装置过滤节的底部设置所述井靴式钻头5，所述井靴式钻头5应通过螺纹丝扣6与所述过滤段护筒11连接，如图3所示，同时可防止所述过滤器3与所述井管2从所述护筒1内脱落。
本降水井装置如果应用于基坑或隧道渗漏灾害抢险过程中，应事先根据地勘资料等明确场地典型的土层分布，并根据土层分布来确定降水井装置的沉淀管4、过滤器3、井管2及护筒1的长度；同时装配好降水井装置过滤节，护壁段护筒可根据实际长度分若干节。
上述降水井装置的施工方法，如下所示：
步骤1，如图1所示，根据地勘资料等明确场地典型的土层分布，本实施例中，其土层分布为上部隔水土层S、下部承压含水层W；并根据土层分布来确定降水井装置的沉淀管4、过滤器3、井管2及护筒1的长度；
步骤2，过滤段护筒11嵌套于井管2外侧，并在过滤段护筒11和井管2之间装配过滤器3，过滤段护筒11的底部安装井靴式钻头5，井管2内设沉淀管4，完成降水井装置过滤节的装配；
步骤3，钻机于指定位置形成降水井孔，并将预制的降水井装置过滤节下沉至降水井孔内；
步骤4，降水井装置过滤节的井靴式钻头5继续下钻，并依次从下至上沉放护壁段护筒单体12，直至降水井装置过滤节抵达目标降水的含水层，本实施例中，目标降水的含水层即为承压含水层W；相邻护壁段护筒单体12之间可通过螺纹丝扣或焊接方式连接；
步骤5，降水井装置过滤节的井管2内下放抽水水泵，降水井装置正常工作；
步骤6，待降水井装置使用完毕后，可将降水井装置拔出回收，冲洗后可再次使用；
步骤7，降水井孔回填。
本发明可应用于一般工程降水、回灌工程，尤其适用于基坑或隧道渗漏灾害抢险降水减压等情况应用。本发明相较与传统成井技术，优化了成井工序，节省了钻孔后成井过程中现场填滤料的时间。所以，本发明降水井装置具有整体质量好，成井速度快，绿色可回收的特点，为今后的渗漏灾害抢险工程提供了可以使用的快速成井的降水井装置。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种护筒(1)与井管(2)一体化的降水井装置，其特征在于，包括：
护筒(1)，所述护筒(1)包括护壁段护筒和连接在所述护壁段护筒底部的过滤段护筒(11)，所述过滤段护筒(11)的筒壁上设置有能使水通过的网眼；
井管(2)，所述井管(2)设置在所述过滤段护筒(11)的内部并与所述过滤段护筒(11)同轴布置，并且，所述井管(2)与所述过滤段护筒(11)之间间隔一距离布置形成容纳空间，所述井管(2)的管壁上设置有透水孔；
过滤器(3)，所述过滤器(3)设置在所述过滤段护筒(11)与所述井管(2)之间的所述容纳空间内；
沉淀管(4)，所述沉淀管(4)设置在所述井管(2)的内部并位于所述井管(2)的下部，所述沉淀管(4)与所述过滤段护筒(11)同轴布置；以及
井靴式钻头(5)，所述井靴式钻头(5)连接在所述过滤段护筒(11)的底部。
2.根据权利要求1所述的护筒(1)与井管(2)一体化的降水井装置，其特征在于，所述护壁段护筒由若干节护壁段护筒单体(12)依次连接而成。
3.根据权利要求2所述的护筒(1)与井管(2)一体化的降水井装置，其特征在于，相邻所述护壁段护筒单体(12)之间通过螺纹丝扣连接或焊接连接。
4.根据权利要求1所述的护筒(1)与井管(2)一体化的降水井装置，其特征在于，所述护壁段护筒与所述过滤段护筒(11)之间通过螺纹丝扣连接或焊接连接。
5.根据权利要求1所述的护筒(1)与井管(2)一体化的降水井装置，其特征在于，所述过滤器(3)为多层网筛，每层所述网筛由多孔疏水高分子材料制成。
6.根据权利要求1所述的护筒(1)与井管(2)一体化的降水井装置，其特征在于，所述过滤器(3)包括铁丝网架和填充在所述铁丝网架内的滤料。
7.根据权利要求1所述的护筒(1)与井管(2)一体化的降水井装置，其特征在于，所述过滤器(3)的外径与所述过滤段护筒(11)的内径适配、所述过滤器(3)的内径与所述井管(2)的外径适配。
8.根据权利要求1所述的护筒(1)与井管(2)一体化的降水井装置，其特征在于，所述井靴式钻头(5)通过螺纹丝扣(6)与所述过滤段护筒(11)连接。
9.一种上述权利要求1至8任一项所述的降水井装置的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，明确场地典型的土层分布，并根据土层分布来确定降水井装置的沉淀管(4)、过滤器(3)、井管(2)及护筒(1)的长度；
步骤2，过滤段护筒(11)嵌套于井管(2)外侧，并在过滤段护筒(11)和井管(2)之间装配过滤器(3)，过滤段护筒(11)的底部安装井靴式钻头(5)，井管(2)内设沉淀管(4)，完成降水井装置过滤节的装配；
步骤3，钻机于指定位置形成降水井孔，并将降水井装置过滤节下沉至降水井孔内；
步骤4，降水井装置过滤节的井靴式钻头(5)继续下钻，并依次从下至上沉放护壁段护筒单体(12)，直至降水井装置过滤节抵达目标降水的含水层；连接相邻护筒(1)护壁段护筒单体(12)；
步骤5，降水井装置过滤节的井管(2)内下放抽水水泵，降水井装置正常工作；
步骤6，待降水井装置使用完毕后，将降水井装置拔出回收；
步骤7，降水井孔回填。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20211231 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |