CN211621674U - 一种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于市政基坑工程技术领域，具体提供了一种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，包括沉井底板及侧壁，沉井底板与侧壁围合形成沉井车站，还包括第一压力源及第二压力源，沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道。进液通道与出液通道可以根据车站不同的结构型式调整底板下方进水及出水管道，如单柱双跨、双柱三跨、不等距跨度等，以改善底板结构受力。在沉井车站下沉过程中，通过进液通道出射高压水流稀释沉井底板下方的土体，然后通过出液通道抽排沉井底板下方的土体，不需要进行坑内开挖，能实现自动控制出土。自动化程度高，显著缩短车站施工工期，同时减少对周边环境的影响，并能降低工程造价。

Description

一种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统

技术领域

本实用新型属于市政基坑工程技术领域，具体涉及一种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统。

背景技术

沉井基础具有整体性强、稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载，而且成本低、抗震性能耗等诸多优点，已经在诸多领域获得了广泛的应用。现有的钢筋，混凝土沉井施工方法，一般采用人工挖土或大型机械挖土，下沉速率会过快或出现突沉现象。采用人工挖土沉井下沉，效率低、劳动强度大；而采用机械挖土沉井下沉需要大型机械设备的投入能耗大，成本高，且存在施工安全隐患。当采用人工或机械挖土下沉沉井结构过程中，当出现沉井结构难以下沉时，往往采用在井外壁附近打入射水管，通过高压泵输送高压水来破坏土体从而降低井壁与土体之间的摩擦力，使得沉井结构下沉更顺利；也有采用在沉井结构顶部采取堆载方式，以加大沉井结构向下的重力，以克服井壁与土体的摩擦力，使沉井结构顺利下沉。以上沉井施工方法，往往对沉井下沉的垂直度难以控制，下沉缓慢，自动化施工程度不高，施工也比较麻烦。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中沉井自动化程度低且施工效率低的问题。

为此，本实用新型提供了一种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，包括沉井底板及侧壁，所述沉井底板与所述侧壁围合形成沉井车站，还包括第一压力源及第二压力源，所述沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，所述液流通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道与所述第一压力源连通，所述出液通道与所述第二压力源连通，所述进液通道和出液通道均设有与所述沉井底板下方的软泥土连通的通道。

优选地，所述第一压力源为正压源，所述第二压力源为负压源或正压源。

优选地，所述沉井底板为混凝土预制件或现浇结构，所述液流通道为预埋管道。

优选地，所述进液通道包括进水总管和进水支管，所述出液通道包括出水总管和出水支管，所述进水总管与所述进水支管连通，所述出水总管与所述出水支管连通，所述进水支管与所述出水支管间隔布置于所述沉井底板的底面。

优选地，所述进水支管及出水支管上分别设有多个进水孔洞和多个出水孔洞。

优选地，所述进水支管及出水支管均通过U型抱箍固定安装在所述沉井底板的底面。

优选地，所述进液通道和出液通道上分别设有进水管压力阀和出水管压力阀。

优选地，所述进水管压力阀为单向阀门，所述出水管压力阀为双向阀门。

优选地，所述液流通道为管道预埋件或通孔。

优选地，所述第一压力源包括高压水泵，所述第二压力源包括泥浆泵。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，包括沉井底板及侧壁，沉井底板与侧壁围合形成沉井车站，还包括第一压力源及第二压力源，沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，液流通道包括进液通道和出液通道，进液通道与第一压力源连通，出液通道与第二压力源连通，进液通道和出液通道均设有与沉井底板下方的软泥土连通的通道。进液通道与出液通道可以根据车站不同的结构型式，如单柱双跨、双柱三跨、不等距跨度等，通过调整底板下方进水及出水管道，便可改善底板结构受力。在沉井车站下沉过程中，通过进液通道出射高压水流稀释沉井底板下方的土体，然后通过出液通道抽排沉井底板下方的土体，不需要进行坑内开挖，可以有效地控制沉井车站下沉过程中沉井底板压力、反作用力以及下沉速度，实现车站横向平衡纠偏，达到自动控制出土目的。本系统具有结构简单、安全便利、自动化程度高的特点，能显著的加快车站施工工期，同时减少对周边环境的影响，并降低工程造价。适用于软土地区地下车站的建设，具有广阔的应用前景。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统的液流通道平面布置示意图；

图2是本实用新型软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统的A-A剖视示意图；

图3是本实用新型软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统的进水孔洞与出水孔洞的对应位置示意图；

图4是本实用新型软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统的局部A 区域放大示意图；

图5是本实用新型软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统的局部B 区域放大示意图。

附图标记说明：沉井底板1，U型抱箍101，进水总管201，进水支管 202，进水孔洞203，进水支管压力阀门204，进水总管压力阀门205，出水总管301，出水支管302，出水孔洞303，出水支管压力阀门304，出水总管压力阀门305。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

采用泥水平衡法施工的沉井车站，在下沉过程中，需不断的排出底板下部的泥水，本实用新型提出了泥水平衡沉井车站泥水控制系统。如图1 至图4所示，本实用新型实施例提供了一种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，包括沉井底板1及侧壁，所述沉井底板1与所述侧壁围合形成沉井车站，还包括第一压力源及第二压力源，所述沉井底板1内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，所述液流通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道与所述第一压力源连通，所述出液通道与所述第二压力源连通，所述进液通道和出液通道均设有与所述沉井底板1下方的软泥土连通的通道。其中，沉井底板1与侧壁均为混凝土浇筑，可以是分段施工，先浇筑沉井底板1，然后再浇筑侧壁。具体地，侧壁还可以分为多节，随着沉井底板1的不断下沉，每下沉一段深度，就浇筑一节侧壁，直至完毕。也可以是先将整个沉井车站浇筑成型然后统一下沉。

由沉井底板1与侧壁围合形成的沉井车站在施工下沉的过程中，靠第一压力源输送高压液流至进液通道，然后通过进液通道的位于沉井底板1 下方的通道将高压液流射向沉井底板1下方的软泥土，软泥土稀释，然后通过第二压力源的负压作用，使得稀释后的软泥土通过出液通道的通道排出。如此便可将沉井底板1下方的软泥土先稀释后抽出，让沉井车站在自重或液流压力大小控制下缓慢下沉至指定位置。其中，液流通道覆盖整个沉井底板1的下方，在下沉过程中，通过控制压力源的压力大小以调节进液通道的液流出射压力大小，并配合出液通道的吸力强度，从而便可控制整个沉井车站下沉的速度。

优选的方案，所述第一压力源为正压源，所述第二压力源为负压源或正压源。由此可知，压力源一般为泵体，正压源通过加压将水通过进液通道射向沉井底板1下方的软泥土，负压源通过出液通道形成负压，将稀释后的软泥土从沉井底板1下方排出。当出液通道发生堵塞或施工完成后，可以通过正压源对出液通道进行反向冲洗，疏通出液通道。将堵塞物冲出后再切换为负压源，进而实现管道自清洗功能。

优选的方案，所述沉井底板1为混凝土预制件或现浇结构，所述液流通道为预埋管道。在预制沉井底板1时预埋液流通道，使用时只需将液流通道分别通过管道连通至相应的液压源即可。

优选的方案，所述进液通道包括进水总管201和进水支管202，所述出液通道包括出水总管301和出水支管302，所述进水总管201与所述进水支管202连通，所述出水总管301与所述出水支管302连通，所述进水支管 202与所述出水支管302间隔布置于所述沉井底板1的底面。由此可知，如图1至图3所示，进水总管201与出水总管301分别贯穿沉井底板1并分别与下面的进水支管202和出水支管302连通，当高压射流从进水支管202 射入软泥土并稀释，便可通过出水支管302将稀释后的软泥土排出，进水支管202和出水支管302间隔布置，提高了抽排效率。其中，进水总管201、进水支管202、出水总管301和出水支管302均可以在预制沉井底板1时预埋于相应的位置。进一步地，进水支管202与出水支管302可以根据车站不同的结构形式进行调整，如单柱双跨、双柱三跨、不等距跨度等，以改善底板结构受力。

优选的方案，所述进水支管202及出水支管302上分别设有多个进水孔洞203和多个出水孔洞303。进水支管202与出水支管302安装在沉井底板1的下方，进水支管202上开设有多个进水孔洞203，进水孔洞203的朝向可以是水平方向也可以是竖直向下，不同方向均有，这样可以将不同位置的软泥土同时稀释，加快稀释过程。同理，出水孔洞303也可以是不同方向的布置，以提高抽排效率。

优选的方案，所述进水支管202及出水支管302均通过U型抱箍101 固定安装在所述沉井底板1的底面。安装时，先将进水支管202与进水总管201接通，并在衔接处进行打胶密封，然后安装U型抱箍101将进水支管202固定在沉井底板1的底面。出水支管302的安装原理类似。

优选的方案，所述进液通道和出液通道上分别设有进水管压力阀和出水管压力阀。通过压力阀来控制进出水量和开关时机。如图4和图5所示，进水支管202上设有进水支管压力阀门204，进水总管201上设有进水总管压力阀门205，出水支管302上设有出水支管压力阀门304，出水总管301 上设有出水总管压力阀门305。

优选的方案，所述进水管压力阀为单向阀门，所述出水管压力阀为双向阀门。如图4和图5所示，进水管导流的是水，不会产生堵塞，因此只需要单向阀门即可。出水管排出的是稀释状泥土，可能会产生堵塞，因此需要双向阀，当发生堵塞时，需要反向加压冲洗疏通。

优选的方案，所述液流通道为管道预埋件或通孔。由此可知，在预制沉井底板1时，可以预埋管道，也可以预留通孔，然后再在通孔的上下两端分别接通主管和支管即可。

优选的方案，所述第一压力源包括高压水泵，所述第二压力源包括泥浆泵。高压水泵提供高压水，泥浆泵抽吸稀释后的软泥土，还可以反向疏通出液通道。

本系统的工作原理为：

1)在沉井底板1的底面沿车站纵向预埋进水支管202与出水支管302，采用U型抱箍将其固定在沉井底板结构上，并在沉井底板上预埋进水总管201连接进水支管202，预埋出水总管301连接出水支管302；2)在沉井车站下沉过程中，同时开启进水总管阀门205、进水支管阀门204、出水总管阀门305、出水支管阀门305，所有阀门均为自动控制。3)将水通过进水总管201和进水支管202在一定压力下在进水孔洞203处喷射至沉井底板1 下面的软泥土土层，使得沉井底板1下的土体充分泥水化，同时通过出水支管302将泥水化的土层抽出至出水总管301后进行排出。通过此种方式减少沉井车站下沉过程中的沉井底板反力，进而实现沉井车站下沉。

该泥水控制系统还可以实现以下功能：(1)在沉井底板横向出现局部轻微倾斜时，通过调整相应区块的进水支管202和出水支管302的压力，即通过调整沉井底板1下方反力的方式使得沉井底板1的反力达到一种平衡状态，进而实现车站下沉过程中的纠偏功能。(2)根据不同的地层情况及车站布置形式，可以在车站纵向布置不同数量的进水支管202和出水支管302，同时在车站下沉过程中可以不断的调整整个进水、出水系统的压力，来保证车站能均匀下沉。(3)由于出水支管302和出水总管301均预埋了双向阀门，在出水系统发生堵塞的时候，可以在短时间能将出水系统转换为进水系统，将堵塞物冲出后再切换为出水系统，进而实现管道自清洗功能。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，包括沉井底板及侧壁，沉井底板与侧壁围合形成沉井车站，还包括第一压力源及第二压力源，沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，液流通道包括进液通道和出液通道，进液通道与第一压力源连通，出液通道与第二压力源连通，进液通道和出液通道均设有与沉井底板下方的软泥土连通的通道。进液通道与出液通道可以根据车站不同的结构型式，如单柱双跨、双柱三跨、不等距跨度等，通过调整底板下方进水及出水管道，便可改善底板结构受力。在沉井车站下沉过程中，通过进液通道出射高压水流稀释沉井底板下方的土体，然后通过出液通道抽排沉井底板下方的土体，不需要进行坑内开挖，可以有效地控制沉井车站下沉过程中沉井底板压力、反作用力以及下沉速度，实现车站横向平衡纠偏，达到自动控制出土目的。本系统具有结构简单、安全便利、自动化程度高的特点，能显著的加快车站施工工期，同时减少对周边环境的影响，并降低工程造价。适用于软土地区地下车站的建设，具有广阔的应用前景。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，包括沉井底板及侧壁，所述沉井底板与所述侧壁围合形成沉井车站，其特征在于：还包括第一压力源及第二压力源，所述沉井底板内设有上下贯通的多个彼此独立的液流通道，所述液流通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道与所述第一压力源连通，所述出液通道与所述第二压力源连通，所述进液通道和出液通道均设有与所述沉井底板下方的软泥土连通的通道。

2.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述第一压力源为正压源，所述第二压力源为负压源或正压源。

3.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述沉井底板为混凝土预制件或现浇结构，所述液流通道为预埋管道。

4.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述进液通道包括进水总管和进水支管，所述出液通道包括出水总管和出水支管，所述进水总管与所述进水支管连通，所述出水总管与所述出水支管连通，所述进水支管与所述出水支管间隔布置于所述沉井底板的底面。

5.根据权利要求4所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述进水支管及出水支管上分别设有多个进水孔洞和多个出水孔洞。

6.根据权利要求4所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述进水支管及出水支管均通过U型抱箍固定安装在所述沉井底板的底面。

7.根据权利要求4所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述进液通道和出液通道上分别设有进水管压力阀和出水管压力阀。

8.根据权利要求7所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述进水管压力阀为单向阀门，所述出水管压力阀为双向阀门。

9.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述液流通道为管道预埋件或通孔。

10.根据权利要求1所述的软土地区泥水平衡沉井车站泥水控制系统，其特征在于：所述第一压力源包括高压水泵，所述第二压力源包括泥浆泵。

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