CN205636765U - 充气式自吸降水井 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及工程降水领域和岩土工程测试领域，尤其涉及一种充气式自吸降水井，其特征在于：所述井盖上贯穿设置有一通气管，所述通气管的管体外围附着有充气膨胀构件，所述充气膨胀构件设置在所述井管的管孔内部，所述井盖上开设有排水孔。本实用新型的优点是：降水井制作、运行成本低，同时降水效率高，且运行时实现降水管井不带电作业，安全性好。由于本方法实施简便，可大面积使用，有利于推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及工程降水领域和岩土工程测试领域，尤其涉及一种充气式自吸降水井。
背景技术
在高水位地区进行基坑开挖时往往需要提前进行地下水降水以保障基坑开挖能够顺利进行，目前常用的方式为通过打设一定数量的降水井进行抽水，从而在工程施工期间维持较低水位。降水井是一种用于抽汲地下水的装置，一般包括井管、抽水泵、泵管、排水总管、排水设施等组成，井管一般为不锈钢或工程塑料材质，并在需要抽水的深度进行管壁开孔，形成过滤段。其施工工序一般为：成孔-安放井管-回填滤料和粘土-洗井-抽水，实际应用中地下水通过过滤段进入井管中，通过位于井管中的真空管或抽水泵将地下水抽取至地面并排出以达到抽汲地下水的目的。
目前国内主要采用的抽水方式有两种，一种采用真空泵在井管内形成较高的负压力使井管内水排出，其优点是一台真空泵可供多组井点同时工作，但其缺点是对井管和排水系统的密封性要求较高，容易出现漏气，从而影响抽水能力，同时，真空泵的耗电量巨大，连续不间断运行的成本较高；另外一种采用潜水泵抽水，每口井单独使用一台潜水泵不断抽取管井内的地下水，其优点是可满足深度较大的降水井，但由于需要抽水泵数量较多，应用成本较高，且由于抽水需要长时间工作，故经常会出现抽水泵故障的情况，进一步增加使用成本，大量抽水泵工作对供电系统要求较高，存在安全风险且耗电量巨大。
现有技术中也有不采用抽水泵和真空泵的抽水装置，如专利号为201020263273.2的），该降水系统由空压机、气管、自动控制器、水管、三通、气水混合器组成，利用自动控制器改变气水混合器内气压，在常压下降水井内水体流入气水混合器，在高压下气水混合器内水体由水管排出至地面，通过循环气压转换达到抽水的目的，其优点在于避免了采用抽水泵和真空泵抽水所存在的不利因素，可降低成本，但该技术依靠常压进水，进水量有限，气水混合器仅置于降水井底部，且容量有限，大大限制了其抽水效率。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了充气式自吸降水井，通过在井管内设置可充气膨胀和出气收缩的充气膨胀构件，实现井管的自吸降水，提高降水效率。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种充气式自吸降水井，所述降水井包括一井管，所述井管的管顶固定连接有井盖，所述井管上开设有进水孔，其特征在于：所述井盖上贯穿设置有一通气管，所述通气管的管体外围附着有充气膨胀构件，所述充气膨胀构件设置在所述井管的管孔内部，所述井盖上开设有排水孔。
在所述井管内设置有单向透水阀，所述单向透水阀与所述井管的管壁固定连接且设置在所述进水孔的上方。
沿所述井管的深度方向由浅至深依次在其外围固定设置有粘土层和过滤层，所述过滤层的覆盖范围至少覆盖所述进水孔。
在所述进水孔下方的所述井管上固定设置有沉淀管。
所述井管内设置有水位控制器。
本实用新型的优点是：降水井制作、运行成本低，同时降水效率高，且运行时实现降水管井不带电作业，安全性好。由于本方法实施简便，可大面积使用，有利于推广应用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1所示，图中标记1-12分别表示为：井管1、电缆孔2、通气管3、排水孔4、井盖5、粘土层6、过滤层7、充气膨胀构件8、单向透水阀9、沉淀管10、进水孔11、水位控制器12。
实施例：如图1所示，本实施例中的充气式自吸降水井包括井管1，进水孔11开设在井管1的底段，进水孔11作为地下水的进入通道，井管1的管孔作为降水井的排水通道。井盖5固定连接在井管1的管顶处，使井管1的管孔与外界地表之间形成相对封闭。
在井盖5的中部贯穿设置通气管3，通气管3的顶端伸出于井盖5的外侧以连接充气设备（图中未示出），通气管3的管体位于井管1内部。在井管1外围附着有充气膨胀构件8，充气膨胀构件8位于井管1的管孔内部且充气膨胀构件8的内腔与通气管3的管孔相连通，使得充气设备可通过通气管3向充气膨胀构件8的内部充气，从而使充气膨胀构件8在井管1的管孔内部膨胀。当充气膨胀构件8充气膨胀时，井管1内的地下水和气体受充气膨胀构件8的膨胀挤占逐渐从开设在井盖5上的排水孔4处排出，从而完成降水。为了提高排水效果，即保证井管1内的地下水均被排出，通气管3和充气膨胀构件8的底端均位于单向透水阀9附近，保证充气膨胀构件8自下而上发生膨胀，从而使地下水逐渐被挤占出井管1并从排水孔4处排出。
在井管1的管孔内部设置有水位控制器12，水位控制器12的电缆线通过开设在井盖5上的电缆孔2穿出至地表，使水位控制器12可悬挂在井管1之中。水位控制器12用于控制充气设备的启闭状态，当井管1中的水位到达设定降水启动水位时启动充气设备，充气膨胀构件8开始膨胀，降水井开始进行排水，待水位降低至设定停止降水水位时充气设备关闭，降水井停止运行。
在井管1的底部固定设置有单向透水阀9，单向透水阀9与井管1的管壁固定连接且设置在进水孔11的上方。单向透水阀9在井管1内的压力大于外界压力时关闭，使井管1内的地下水和气体无法通过单向透水阀9排出，而在井管1内的压力小于或等于外界压力时，单向透水阀9开启，使地下水和气体可通过单向透水阀9进出井管1。在具体使用时，待充气膨胀构件8达到额定充气量时充气设备关闭，进气停止，排水孔4关闭，通气管3与外界大气连通，充气膨胀构件8内的气体通过通气管3排出至外界大气，充气膨胀构件8在自身弹性作用下收缩，同时在井管1的管孔内形成真空压，单向透水阀9在负压作用下开启，水通过单向透水阀9进入井管1，随着地下水通过井管1底段设置的进水孔11不断进入井管1实现地下水的自吸，当井管1内的水位不断上升并逐渐达到地下水位控制器12所设定的降水启动水位后启动充气设备，重新开始排水过程。
沿井管1所埋设的深度方向由浅至深在其外围设置有粘土层6和过滤层7，其中粘土层6用于隔断井管1底部与地表大气之间的联系，使充气膨胀构件8收缩时所产生的真空压力直接作用于地下土层，提升自吸效果，而过滤层7便于外界土层中的地下水顺利进入井管1的管孔内部，同时由于过滤层7覆盖在进水孔11的外围，因此还可避免外界土层中的颗粒堵塞进水孔11。在井管1上的进水孔11的下部设置有沉淀管11，地下水通过进水口11进入井管1后，其附带的杂质均沉淀在沉淀管11中，避免堵塞进水口11。
本实施例在具体实施时：井管1可由一个或多个管节拼装组成，以满足不同深度的降水需要。井管1的材质可采用钢制或各种塑料材质。
充气膨胀构件8可采用弹性气囊、橡皮制弹性管等多种弹性可收缩空心构件，在通气管进气时发生膨胀，待进气停止且气体从充气膨胀构件8的内部放出后，充气膨胀构件8可收缩至接近原始体积，且该过程可循环发生但膨胀构件不发生明显损坏。
本实施例在使用时具有如下步骤：
1）在基坑内埋设井管1，并连接各个部件。
2）当水位控制器12检测到井管1中的当前水位到达所设定的降水启动水位时，启动充气设备，空气通过通气管3进入充气膨胀构件8后其自身发生膨胀，将井管1内部气体和地下水通过排水孔4排出井管1。
3）待充气膨胀构件8达到额定充气量或水位控制器12检测到井管1中的当前水位低至所设定的降水停止水位时，充气设备关闭，进气停止，排水孔4关闭，通气管3与外界大气连通，气体由充气膨胀构件8排出，充气膨胀构件8在自身弹性作用下收缩，同时在井管1内形成真空压，单向透水阀9在负压作用下开启，水通过单向透水阀9进入井管1，随着地下水通过井管1底段设置的进水孔11不断进入井管1，井管1内水位不断上升并逐渐达到水位控制器12设定的降水启动水位时再次启动充气设备，重新开始排水。
本实施例中的降水井能满足降水深度较大的情况，同时由于一台充气设备可以供多个降水管井同时工作，可大大降低降水井的制作成本和运行耗电量，且不需要每个井点单独供电，降低了对供电系统的要求，降低了现场的安全风险。在使用过程中不需要不间断进行，通过设置于井管内部的水位控制器12控制充气设备的启闭状态，进一步降低了运行能耗。
虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，如：各部件的尺寸、型号、材质；进水孔11、排水孔4的开设位置、排列方式等，故在此不一一赘述。
Claims (5)
1.一种充气式自吸降水井，所述降水井包括一井管，所述井管的管顶固定连接有井盖，所述井管上开设有进水孔，其特征在于：所述井盖上贯穿设置有一通气管，所述通气管的管体外围附着有充气膨胀构件，所述充气膨胀构件设置在所述井管的管孔内部，所述井盖上开设有排水孔。
2.根据权利要求1所述的一种充气式自吸降水井，其特征在于：在所述井管内设置有单向透水阀，所述单向透水阀与所述井管的管壁固定连接且设置在所述进水孔的上方。
3.根据权利要求1所述的一种充气式自吸降水井，其特征在于：沿所述井管的深度方向由浅至深依次在其外围固定设置有粘土层和过滤层，所述过滤层的覆盖范围至少覆盖所述进水孔。
4.根据权利要求3所述的一种充气式自吸降水井，其特征在于：在所述进水孔下方的所述井管上固定设置有沉淀管。
5.根据权利要求1所述的一种充气式自吸降水井，其特征在于：所述井管内设置有水位控制器。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106958240A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-07-18 | 沈艳忱 | 气垫式分层真空管井及应用其的软弱地基降排水方法 |
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2016
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