CN213448534U - 一种封降结合的控制承压水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种封降结合的控制承压水系统，包括：落底式隔水帷幕、第一类降水管井和第二类降水管井；落底式隔水帷幕四周封闭，且底部穿过中粗砂夹砾卵石进入隔水层内；第一类降水管井和第二类降水管井位于落底式隔水帷幕所围区域中，第一类降水管井布置于基坑普挖区域，第二类降水管井布置于落底式隔水帷幕所围区域内坑中坑周边；第一类降水管井从上至下依次为实管、滤水管和沉淀管；第二类降水管井从上至下依次为实管、滤水管和沉淀管。本实用新型的有益效果是：排水效果好，减少了基坑外地下水的抽取数量和基坑内降水对周边环境影响程度和范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及超深基坑开挖承压水控制工程领域，具体涉及周边环境复杂、开挖深度为三层地下室或开挖深度16m以上的深基坑承压水降水领域，尤其涉及一种封降结合的控制承压水系统。
背景技术
长江、汉江一级阶地是武汉市重大工程重点建设区域，大量三层地下室以上开挖深度的基坑工程开挖过程中都要揭穿承压含水层顶板，承压含水层中的地下水控制将成为这些基坑工程的重难点。同时，基坑长时间大量抽取地下水会导致周边地下水水位下降，而地下水水位下降往往会引起土层的变形及地面的沉降，进而造成周边道路和房屋的开裂和破坏。因此，有必要针对这种类型的基坑承压水处理提出有效的承压水控制系统。
长江、汉江I级阶地的岩土地层为湖积、冲积、洪积相沉积物，一般具有典型的上细下粗二元结构。上层主要以黏性土为主，部分地区还会存在成片分布的淤泥或淤泥质土；下层可分为三个亚层，即顶部是由粉土、粉砂夹粉质黏土组成的交互层，俗称“夹花层”或“过渡层”(第一亚层)；中下部为粉砂、粉细砂及中粗砂层(第二亚层)；底部为卵砾石层(第三亚层)。
长江、汉江I级阶地地下水类型主要分为四种类型。一是赋存于上部杂填土中的上层滞水，黏性土层有效的隔绝了上层滞水与下部孔隙承压水的水力联系，黏性土层底部即为下部承压含水层的隔水顶板。二是互层中的弱承压水，该层岩性为粉土与黏土、粉砂互层，互层土渗透性的主要特征表现为其水平向渗透系数大于垂向渗透系数，渗透性具有明显的各向异性，深基坑开挖揭穿该土层时，易发生侧壁流砂等工程地质问题。三是赋存于下部砂性土中的承压水，其水量丰富且与长江、汉江存在水力联系。四是基岩岩溶裂隙水，赋存于下伏基岩裂隙中，水量亦小，埋深大，裂隙水与上部砂性土层中的承压水存在一定的水力联系。
开挖深度为三层地下室或开挖深度16m以上的深基坑会揭穿下部承压含水层顶板，为满足基坑开挖需求，水位通常需降至基坑底以下0.5m及以上，水位总降幅度大。与此同时，深大基坑降水管井运行周期长，长时间大量的抽取承压水会引起上部的弱承压水和上层滞水发生越流补给，从而引起互层土和软塑、可塑黏性土释水固结压缩，引起周边建筑物、道路和市政轨道沉降开裂等问题。因此，提供一种有效的控制承压水的系统迫在眉睫。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种封降结合的控制承压水系统，通过落底式隔水帷幕隔绝基坑内外的地下水水力联系，减少基坑内抽水对周边环境的影响，从而有效的控制地下水，这种系统具有安全可靠、减少基坑降水对周边环境影响等优点。
该控制承压水系统包括落底式隔水帷幕、第一类降水管井和第二类降水管井；
所述落底式隔水帷幕四周封闭，且底部穿过中粗砂夹砾卵石进入隔水层(即下伏基岩)内；所述第一类降水管井和第二类降水管井位于落底式隔水帷幕所围区域中，第一类降水管井布置于基坑普挖区域，第二类降水管井布置于落底式隔水帷幕所围区域内坑中坑周边；
第一类降水管井从上至下依次为实管、滤水管和沉淀管，滤水管位于第二粉砂层内或者滤水管下半部分穿过第二粉砂层进入粉细砂层内；
第二类降水管井从上至下依次为实管、滤水管和沉淀管，滤水管下半部分穿过第二粉砂层进入粉细砂层内。
进一步地，所述落底式隔水帷幕为TRD、CSM或TRD与CSM结合的施工工艺形成的等厚度水泥土搅拌墙，或者是地下连续墙。
进一步地，所述落底式隔水帷幕的垂直度偏差不大于1/250，该落底式隔水帷幕的位置偏差、深度偏差和厚度偏差分别不大于50mm、不大于50mm和不大于20mm。
进一步地，所述落底式隔水帷幕进入隔水层的深度至少为1.0m。
进一步地，所述第一类降水管井为井深为23～30m的中深管井。
进一步地，所述第二类降水管井为井深为35～45m的超深管井。
进一步地，第一类降水管井和第二类降水管井内均设置有潜水泵，该潜水泵位于滤水管内。
进一步地，该潜水泵的泵量为60～80m3/h。
进一步地，所述坑中坑包括主楼、集水井和电梯井。
进一步地，所述第一类降水管井和第二类降水管井上方还设置有水表和止水阀，所述水表用于监测该控制承压水系统中排出的承压水水量，所述止水阀用于防止高压水反向流回潜水泵内，损坏该潜水泵；所述水表和止水阀通过水管与所述潜水泵连接。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：
1.降低了集水井、电梯井等流砂、流土、突涌的可能性
实际工程中，经常出现地下水水位降低达不到设计的要求或者集水井、电梯井等坑中坑长期泡在地下水中，造成集水井、电梯井等坑中坑侧壁流土、流砂、局部隆起等工程现象，使得集水井、电梯井等坑中坑难以开挖到底。采用本实用新型控制地下水，整个基坑包括集水井、电梯井等坑中坑降水效果好，保证了集水井、电梯井等坑中坑的顺利施工，并减少集水井、电梯井等坑中坑侧壁流砂、流土、突涌的可能性。
2.相对尽可能的少抽取地下水
在该类土层开挖基坑采用落底式隔水帷幕+中深管井、超深管井联合控制承压水系统，落底式隔水帷幕有效地隔绝了基坑内外的水力联系，有效地减少了基坑外地下水的抽取。基于集水坑、电梯井等坑中坑的分布，设置不同深度的降水管井，基坑普挖区域设置中深管井，集水坑、电梯井等坑中坑周边设置超深管井，实行按需降水，尽可能的减少地下水的抽取。
3.减少对周边环境的影响
采用悬挂式隔水帷幕结合管井降水方法需要大量长时间抽取地下水，对周边环境影响大，且影响范围广。而采用本实用新型控制地下水，落底式隔水帷幕有效地基坑内外的水力联系，在基坑内外形成高水头差，基坑内降水对周边环境影响程度和范围均较小。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例中一种封降结合的控制承压水系统的平面示意图；
图2是本实用新型实施例中一种封降结合的控制承压水系统的剖面示意图；
图3是本实用新型实施例中第二类降水管井结构图。
其中：1—杂填土层、2—黏性土层、3—粉砂夹粉质黏土及粉土层、4—第一粉砂层、5—第二粉砂层、6—粉细砂层、7—中粗砂夹砾卵石层、8—隔水层(下伏基岩)、9—落底式隔水帷幕、10—第一类降水管井、11—第二类降水管井、12—主楼、集水井、电梯井等坑中坑、13—实管、14—滤水管、15—潜水泵、16—沉淀管、17—水表、18—止水阀。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型的实施例提供了一种封降结合的控制承压水系统，用于基坑降承压水，适用的地层包括杂填土层1、黏性土层2、粉砂夹粉质黏土及粉土层3、第一粉砂层4、第二粉砂层5、粉细砂层6、中粗砂夹砾卵石层7和隔水层8。
请参考图1，图1是本实用新型实施例中一种封降结合的控制承压水系统的示意图，具体包括：落底式隔水帷幕9、第一类降水管井10和第二类降水管井11；
在基坑内布置四周封闭的所述落底式隔水帷幕，该落底式隔水帷幕底端穿过中粗砂夹砾卵石层7进入隔水层8(即下伏基岩)1.0m；所述第一类降水管井10和第二类降水管井11位于落底式隔水帷幕所围的封闭区域中，第一类降水管井10布置于基坑普挖区域，第二类降水管井11布置于落底式隔水帷幕所围封闭区域内主楼、集水井和电梯井等坑中坑周边；
所述落底式隔水帷幕9为TRD或CSM或者两者结合的施工工艺形成的等厚度水泥土搅拌墙，所述落底式隔水帷幕9也可以是地下连续墙。
所述第一类降水管井10为井深为23～30m的中深管井。如图2所示，第一类降水管井10从上至下依次为实管13、滤水管14和沉淀管16，实管13底端穿过第一粉砂层4进入第二粉砂层5内，由于地层具有起伏性，处于不同的位置时，滤水管14可能位于第二粉砂层5内，也可能滤水管14下半部分穿过第二粉砂层5进入粉细砂层6内，沉淀管16也位于第二粉砂层5内；
所述第二类降水管井11为井深为35～45m的超深管井。如图2-3所示，第二类降水管井11从上至下依次为实管13、滤水管14和沉淀管16，实管13底端穿过第一粉砂层4进入第二粉砂层5内，滤水管14下半部分穿过第二粉砂层5进入粉细砂层6内，沉淀管16位于粉细砂层6内，该第二类降水管井11用来抽取第二粉砂层5和粉细砂层6中的承压水。
第一类降水管井10和第二类降水管井11内均设置有潜水泵15，该潜水泵15位于滤水管14内，该潜水泵的泵量为60～80m3/h，用于抽出基坑中的承压水。
落底式隔水帷幕墙9平面布置为沿着基坑四周封闭，落底式隔水帷幕墙9顶面标高为现场地面或者冠梁底面，底面标高为隔水层8(即下伏基岩)深度1.0m。落底式隔水帷幕墙9的主要技术参数如下：
(1)水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥，落底式隔水帷幕9的抗渗系数不大于10- 7cm/s；
(2)落底式隔水帷幕9的垂直度偏差不大于1/250，该落底式隔水帷幕9的位置偏差、深度偏差和厚度偏差分别不大于50mm、不大于50mm和不大于20mm。
所述第一类降水管井10和第二类降水管井11上方还设置有水表17和止水阀18，所述水表17用于监测该控制承压水系统中排出的承压水水量，所述止水阀18用于防止高压水反向流回潜水泵内，损坏该潜水泵；所述水表17和止水阀18通过水管与所述潜水泵15连接。
本实用新型所涉及的承压水控制系统的运行步骤是：如图1-2所示，首先沿着建构筑物地下空间外施工一排四周封闭的落底式隔水帷幕9，落底式隔水帷幕9穿过中粗砂夹砾卵石层7进入隔水层8(即下伏基岩)1.0m，隔绝基坑内外地下水的水力联系；然后在落底式隔水帷幕9内根据降水井平面设计需要施工一定数量的第一类降水管井10和第二类降水管井11，第一类降水管井10和第二类降水管井11位于落底式隔水帷幕9内部，从而使整个基坑形成封闭式抽水环境。第一类降水管井10和第二类降水管井11的开启及抽水量的大小根据基坑开挖深度控制，按需降水。在基坑开挖至普挖深度之前，第一类降水管井10和第二类降水管井11都需要开启，但第二类管井11的抽水量可与第一类管井10的抽水量匹配；待主楼、集水井和电梯井等坑中坑12开始开挖施工时，可加大第二类降水管井11的抽水量，以满足主楼、集水井和电梯井等坑中坑12的需要，从而真正实现按需降水。
本实用新型的有益效果是：
1.降低了集水井、电梯井等流砂、流土、突涌的可能性
实际工程中，经常出现地下水水位降低达不到设计的要求或者集水井、电梯井等坑中坑长期泡在地下水中，造成集水井、电梯井等坑中坑侧壁流土、流砂、局部隆起等工程现象，使得集水井、电梯井等坑中坑难以开挖到底。采用本实用新型控制地下水，整个基坑包括集水井、电梯井等坑中坑降水效果好，保证了集水井、电梯井等坑中坑的顺利施工，并减少集水井、电梯井等坑中坑侧壁流砂、流土、突涌的可能性。
2.相对尽可能的少抽取地下水
在该类土层开挖基坑采用落底式隔水帷幕+中深管井、超深管井联合控制承压水系统，落底式隔水帷幕有效地隔绝了基坑内外的水力联系，有效地减少了基坑外地下水的抽取。基于集水坑、电梯井等坑中坑的分布，设置不同深度的降水管井，基坑普挖区域设置中深管井，集水坑、电梯井等坑中坑周边设置超深管井，实行按需降水，尽可能的减少地下水的抽取。
3.减少对周边环境的影响
采用悬挂式隔水帷幕结合管井降水方法需要大量长时间抽取地下水，对周边环境影响大，且影响范围广。而采用本实用新型控制地下水，落底式隔水帷幕有效地基坑内外的水力联系，在基坑内外形成高水头差，基坑内降水对周边环境影响程度和范围均较小。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种封降结合的控制承压水系统，用于对基坑承压水进行控制和处理，适用的地层包括杂填土层、黏性土层、粉砂夹粉质黏土及粉土层、第一类粉砂层、第二粉砂层、粉细砂层、中粗砂夹砾卵石层和隔水层；其特征在于：所述控制承压水系统包括：落底式隔水帷幕、第一类降水管井和第二类降水管井；
在基坑内布置四周封闭的所述落底式隔水帷幕，该落底式隔水帷幕底端穿过中粗砂夹砾卵石进入隔水层内；所述第一类降水管井和第二类降水管井位于落底式隔水帷幕所围的封闭区域中，第一类降水管井布置于基坑普挖区域，第二类降水管井布置于落底式隔水帷幕所围封闭区域内坑中坑周边；
第一类降水管井从上至下依次为实管、滤水管和沉淀管，滤水管位于第二粉砂层内或者滤水管下半部分穿过第二粉砂层进入粉细砂层内；
第二类降水管井从上至下依次为实管、滤水管和沉淀管，滤水管下半部分穿过第二粉砂层进入粉细砂层内。
2.如权利要求1所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：所述落底式隔水帷幕为TRD、CSM或TRD与CSM结合的施工工艺形成的等厚度水泥土搅拌墙，或者是地下连续墙。
3.如权利要求1所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：所述落底式隔水帷幕的垂直度偏差不大于1/250，该落底式隔水帷幕的位置偏差、深度偏差和厚度偏差分别不大于50mm、不大于50mm和不大于20mm。
4.如权利要求1所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：所述落底式隔水帷幕进入隔水层的深度至少为1.0m。
5.如权利要求1所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：所述第一类降水管井为井深为23～30m的中深管井。
6.如权利要求1所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：所述第二类降水管井为井深为35～45m的超深管井。
7.如权利要求1所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：第一类降水管井和第二类降水管井内均设置有潜水泵，该潜水泵位于滤水管内，用于抽出基坑中的承压水。
8.如权利要求7所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：该潜水泵的泵量为60～80m3/h。
9.如权利要求1所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：所述坑中坑包括主楼、集水井和电梯井。
10.如权利要求7所述的一种封降结合的控制承压水系统，其特征在于：所述第一类降水管井和第二类降水管井上方还设置有水表和止水阀，所述水表用于监测该控制承压水系统中排出的承压水水量，所述止水阀用于防止高压水反向流回潜水泵内，损坏该潜水泵；所述水表和止水阀通过水管与所述潜水泵连接。
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| CN202021539813.5U CN213448534U (zh) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 一种封降结合的控制承压水系统 |
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|---|---|
| CN (1) | CN213448534U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114837207A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-02 | 北京城建集团有限责任公司 | 一种基坑降水结构及方法 |
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2020
- 2020-07-29 CN CN202021539813.5U patent/CN213448534U/zh active Active
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