CN115492143A - 一种承压水排水系统及其施工方法 - Google Patents

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黄永刚
张志彬
刘柘锐
郑建华
谢小林
王若凡
李金光
李磊
曹力慧
李东峰
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Abstract

本发明提供了一种承压水排水系统，属于排水系统技术领域。本发明包括：围围护结构，其设置于结构墙外侧，且其内置有排水管；结构底板，其设置于结构墙间的地面上；结构底板的下方开设有承压水降水井，承压水降水井通过承压水排水管与排水管相连通。本发明通过在围护结构内置排水管与承压降水井相连通，能够有效解决地下结构在施工阶段和永久使用阶段的疏排水和承压水导致的抗浮的技术问题。

Description

一种承压水排水系统及其施工方法
技术领域
本发明涉及排水系统技术领域，尤其涉及一种承压水排水系统。
背景技术
在高水位地区，地下结构在施工阶段和永久使用阶段都必须采取措施应对承压水地下水的问题。
在施工阶段，现有技术一般采用抽降承压地下水，使承压地下水的水位低于施工作业面，以满足基坑开挖和结构底板施工的安全要求。为了满足整个结构施工期间的抗浮稳定，降水井往往需要保留至地下结构回筑完成，因此工程中经常面临管井需要穿过底板结构的问题。管井穿越底板位置会导致底板钢筋截断，不仅会对底板结构造成局部削弱，井壁位置也时常成为结构底板渗漏的重要通道，影响地下结构使用安全。然而，一些特种地下结构对于结构体的完整性和闭水性要求极高，例如LNG地下储罐，核电地下结构，高频射线试验装置地下结构等，管井穿越底板结构会大大增加永久使用阶段的风险。
在永久使用阶段，现有技术一般采用增加结构自重、设置抗拔桩或抗拔锚杆、底板永久卸压疏水系统等措施来满足结构的永久抗浮稳定性。当采用底板永久卸压疏水系统时，会面临排水管道穿越底板的问题，而采用其他措施时会大大增加结构建设成本和建造周期。
发明内容
有鉴于此，为解决现有技术中承压水导致的抗浮的技术问题，本发明提供了一种承压水排水系统，通过在围护结构内置排水管与承压降水井相连通，能够有效解决地下结构在施工阶段和永久使用阶段的疏排水和承压水导致的抗浮的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种承压水排水系统，包括：
围护结构，其设置于结构墙外侧，且其内置有排水管，其用于基坑支护工程中的挡土；
结构底板，其设置于所述结构墙间的地面上；
所述结构底板的下方开设有承压水降水井，所述承压水降水井通过承压水排水管与所述排水管相连通。
优选地，所述围护结构为现浇灌注桩、现浇地下连续墙、咬合桩、预制桩和预制墙中的一种。
优选地，所述围护结构内设置有钢筋笼槽，所述排水管固定于所述钢筋笼槽内。
优选地，所述钢筋笼槽由横框和竖筋围合而成。
优选地，所述承压水排水管为承压水水平排水管。
优选地，所述排水管的顶部与地面平齐并设置有用于防止地表水或杂物进入所述排水管内的管口防护。
优选地，所述排水管为圆形或方形管。
本发明还提供了上述承压水排水系统的施工方法，包括如下步骤：
第一步、制作围护结构，并在围护结构内设置排水管；
第二步、挖设承压水排水井和承压水排水管并将承压水排水管与围护结构内的排水管连通；
第三步、将承压水排水管与承压水排水井连通。
本发明提供的承压水排水系统，通过在围护结构内置排水管与承压降水井相连通，将承压水排入承压水降水井内后再通过排水管排出，能够有效解决地下结构在施工阶段和永久使用阶段的疏排水和承压水导致的抗浮的技术问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为墙式围护结构内置排水管和钢筋笼槽平面布置示意图(A-A)；
图3为墙式围护结构内置排水管和钢筋笼槽平面布置示意图(B-B)；
图4为桩式围护结构内置排水管和钢筋笼槽平面布置示意图(A-A)；
图5为桩式围护结构内置排水管和钢筋笼槽平面布置示意图(B-B)；
图中，1.围护结构，2.结构墙，3.结构底板，4.围护结构钢筋笼，5.承压水降水井，10.钢筋笼槽，11.横框，12.竖筋，13.补强筋，20.排水管，21.水平排水接口，22.滤网，23.止水件，35.承压水排水管。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。
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”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-5所示，本发明提供了一种承压水排水系统，包括：
围护结构1，其设置于结构墙2外侧，且其内置有排水管20，其用于基坑支护工程中的挡土；
结构底板3，其设置于所述结构墙2间的地面上；
所述结构底板3的下方开设有承压水降水井5，所述承压水降水井5通过承压水排水管35与所述排水管20相连通。
在本发明中，所述围护结构1为现浇灌注桩、现浇地下连续墙、咬合桩、预制桩和预制墙中的一种。
在本发明中，所述围护结构1内设置有钢筋笼槽10，优选钢筋笼槽10固定在围护结构1的围护结构钢筋笼4上，所述排水管20固定于所述钢筋笼槽10内。
在本发明中，所述钢筋笼槽10由横框11和竖筋12围合而成，优选为由横竖组合的钢筋或型钢组成。
在本发明中，所述承压水排水管35为承压水水平排水管。
在本发明中，所述排水管20的顶部与地面平齐并设置有用于防止地表水或杂物进入所述排水管内的管口防护，优选排水管20底部标高低于结构底板底面，管底面密封防水，其中管口防护优选为可采用塑料盖或金属盖，扣在管口顶部。
在本发明中，所述排水管20为圆形或方形管，排水管20材质优选采用金属或有机材料，沿围护结构1的内侧竖向布置。
本发明中，排水管20与承压水排水管35的连通处为水平排水接口21，水平排水接口21为在围护结构钢筋笼4上截断并开设接口，并设置补强筋13。
为防止混凝土浇筑和土方开挖期间杂物进入排水管20内，本发明中，所述排水管20与承压水排水管35的连通处(即，水平排水接口21处)设置有滤网22。
为防止地下水进入围护结构1内部，在本发明中，所述排水管20与承压水排水管35的连通处还设置有止水件23，优选在水平排水接口21周圈设置止水件23。
本发明还提供了上述承压水排水系统的施工方法，包括如下步骤：
第一步，制作围护结构钢筋笼4，安装钢筋笼槽10和排水管20，安装管口防护及止水件23；
第二步，浇筑围护结构混凝土，形成围护结构1；
第三步，开挖土方直至底板底部标高，掏挖施工沟槽并安装承压水排水管35；
第四步，找到水平排水接口21位置，打开管口防护，将水平排水接口21与承压水排水管35连通；
第五步，将承压水水位抽降至开挖面以下，将承压水降水井5与承压水排水管35连通，形成完整的承压水排水系统。
第六步，施工底板结构直至地下结构完成。当地下结构永久阶段的抗浮需要利用该排水系统时，安装永久抽水泵，并设置抽水泵的启泵控制水位，如水位达到或高于该水位，抽水泵自动开启降水。当地下结构永久阶段的抗浮不需要利用该排水系统时，可对内置排水管注入水泥浆封闭。
鉴于围护结构1的类型较多，包括地下连续墙、灌注桩、咬合桩、预制围护结构等不同类型。为了更好的理解本专利所述内容，以现浇地下连续墙为例进行详细介绍。
具体实施过程如下：
(1)制作地下连续墙钢筋笼，同步安装钢筋笼槽10、20排水管，并安装管口防护及止水件23。钢筋笼槽10的横框通过焊接固定在地下连续墙的钢筋笼内，排水管20通过绑扎固定在钢筋笼槽10内。设置钢筋笼槽10可以对内置排水管20形成刚性保护，减少地下连续墙钢筋笼吊装施工导致的排水管20歪斜，同时可以缓解地下连续墙浇筑混凝土时的扰动。在水平排水接口21位置，地下连续墙的水平筋、竖向筋、钢筋笼槽10的横框需要断开，使得排水管20可以水平向伸出与承压水排水管35连通。在所有钢筋截断位置通过补强筋13进行加固补强。水平排水接口21设置止水件23，防止地下水沿管道壁外侧进入围护结构1内。
(2)浇筑地下连续墙混凝土。地下连续墙顶部一般需要设置冠梁，排水管20应穿过冠梁，延伸至冠梁上方。排水管20的顶部和下端都设置管口防护，避免杂物进入管内。
(3)基坑开挖直至底板底部标高，再继续向下掏槽开挖并安装承压水排水管35。
(4)按照预留位置在地下连续墙上找到水平排水接口21，剥开该处的混凝土保护层，并打开水平排水接口21的管口防护。直接将水平排水接口21与承压水排水管35连通。
(5)封闭基坑原降水井，同时将承压水水位降至开挖面以下，将基坑承压水降水井5与承压水排水管35连通。此后，承压水经过原降水井转入承压水排水管35，再进入排水管20，通过抽水泵可将承压水排至地面。
(6)施工底板结构直至地下结构完成。当地下结构永久阶段的抗浮需要利用该排水系统时，安装永久抽水泵，并设置抽水泵的启泵控制水位，如水位达到或高于该水位，抽水泵自动开启降水。当地下结构永久阶段的抗浮不需要利用该排水系统时，可对排水管20注入水泥浆封闭。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种承压水排水系统，其特征在于，包括：
围护结构，其设置于结构墙外侧，且其内置有排水管，其用于基坑支护工程中的挡土；
结构底板，其设置于所述结构墙间的地面上；
所述结构底板的下方开设有承压水降水井，所述承压水降水井通过承压水排水管与所述排水管相连通。
2.根据权利要求1所述的一种承压水排水系统，其特征在于，所述围护结构为现浇灌注桩、现浇地下连续墙、咬合桩、预制桩和预制墙中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种承压水排水系统，其特征在于，所述围护结构内设置有钢筋笼槽，所述排水管固定于所述钢筋笼槽内。
4.根据权利要求3所述的一种潜水地下水排水系统，其特征在于，所述钢筋笼槽由横框和竖筋围合而成。
5.根据权利要求1所述的一种承压水排水系统，其特征在于，所述承压水排水管为承压水水平排水管。
6.根据权利要求1所述的一种承压水排水系统，其特征在于，所述排水管的顶部与地面平齐并设置有用于防止地表水或杂物进入所述排水管内的管口防护。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种承压水排水系统，其特征在于，所述排水管为圆形或方形管。
8.一种权利要求1-7中任一项所述的一种承压水排水系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、制作围护结构，并在围护结构内设置排水管；
第二步、挖设承压水排水井和承压水排水管并将承压水排水管与围护结构内的排水管连通；
第三步、将承压水排水管与承压水排水井连通。
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