一种用于砂砾场地的降水管井及施工方法与流程

1.本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种用于砂砾场地的降水管井及施工方法。


背景技术：

2.管井降水是目前工程施工中最常用的一种降水方法。所谓管井降水，是指在拟建工程基坑周围和基坑中间每隔一定距离布置一定数量的管井，在管井内安装水泵，不间断抽取地下水，使基坑内的地下水水位始终低于基坑操作面的一种降水方法。该种降水方法具有井距大、排水效果好、多井点相互独立、降水设备和操作工艺简单，工程费用低等特点，广泛应用于各类深基坑降水工程，尤其适用于渗透系数较大、降水位置较深及具有承压含水层的深基坑工程。
3.对于渗透系数大的砂砾层，现有的管井降水结构主要通过增加布设管井的数量来增加了管井的降水速度。现有专利(公开号为cn215566713u)公开了一种新型基坑管井降水结构，包括基坑，所述基坑底部两侧均设置有多个管井，所述管井外壁底部设置有细砂层，所述细砂层上部设置有吸水海绵层，所述吸水海绵层内部设置有粗砂层，所述粗砂层顶部设置有沙土层，所述沙土层内侧设置有水泥管，所述水泥管顶部设置有井盖，所述井盖靠中部设置有抽气孔和抽水孔，所述沙土层上部设置有真空泵，所述真空泵设置上有吸气口和排气口，所述吸气口上固定连接有抽气管，所述抽气管远离吸气口的一端穿过抽气孔并伸入管井内部，所述管井底部设置有潜水泵，所述潜水泵的输出端固定连接有抽水管，所述抽水管上端穿过抽水孔并伸出管井外部。通过多个管井一同工作，为了增加总井孔的出水量，需要增加布置管井数量，降低管井之间的间距，不利于集中管理，工程施工投资大。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于砂砾场地的降水管井及方法，通过扩径段的滤管、滤网和潜水泵的配合，将基坑内的水排出，出水量大，降水速度快，能够有效减少井管数量，同时可以高效地收集深层地下水、降低基坑内地下水位，避免地下水对地基与基础工程施工的影响。
5.本发明的技术方案在于：一种用于砂砾场地的降水管井，从上到下包括依次连接的直井段和扩径段，所述直井段内设有井管，所述扩径段内设有滤管，所述滤管顶部与所述井管底部相连通，所述滤管外侧设有滤网，所述滤管底部设有搅拌器，所述滤管内部在所述搅拌器上方设有支撑架，所述支撑架上部设有潜水泵，所述潜水泵的出水口连接有排水管，所述排水管经所述滤管内部向上从所述井管顶部伸出管外。
6.所述井管、滤管的外壁与所述直井段、扩径段形成环形空腔，所述环形空腔内设有滤料层，所述滤料层从上到下分为两层，分别为第一滤料层、第二滤料层。
7.所述第一滤料层内填充黏土作为滤料，所述第二滤料层内填充砂砾作为滤料，所述砂砾的粒径范围为3~8mm
所述第一滤料层位于所述井管的外壁上部位置，所述第一滤料层下部为第二滤料层。
8.所述支撑架包括固定盘、多个支撑杆，所述固定盘为圆盘形，所述支撑杆沿所述固定盘底部外延周向均匀设置，所述支撑杆上端与所述固定盘可活动铰接，下端与所述滤管内壁可活动铰接。
9.一种用于砂砾场地的降水管井的施工方法，使用如上所述的任意一种用于砂砾场地的降水管井，具体过程如下：s1：钻进成孔，完成降水管井直井段和扩径段施工；s2：在s1中完成的降水管井直井段和扩径段分别放置井管及滤管；s3：回填滤料固井；s4：安装潜水泵洗井试抽。
10.所述步骤s1中钻进成孔，形成直井段和扩径段，具体步骤包括：s11：使用设计型号钻机按降水管井施工设计钻进到降水管井设计标高；s12：在降水管井底部安装爆扩炸药，对降水管井底部进行爆扩形成扩大的腔体，完成扩径段作业；s13：对降水管井进行清孔、换浆。
11.所述步骤s2中，在降水管井直井段和扩径段分别放置井管及滤管，具体步骤包括：s21：将可收放式的滤管下放到降水管井底部置于扩径段中，向下推动支撑架直至其支撑杆达到同一水平状态，此时滤管扩大至稳定的扩张状态，所述滤管为可缩放的滤管，外侧设有滤网，内部设有支撑架，滤管底部预先安装有搅拌器；s22：在滤管顶部放置井管，将井管与滤管进行对接。
12.所述步骤s3中回填滤料固井，具体步骤包括：s31：在井管装好后立即按设计要求回填第二滤料层，第二滤料层的滤料为砂砾；s32：第二滤料层回填到设计标高后，开始回填第一滤料层直至井管顶面高度，第一滤料层的滤料为黏土。
13.所述步骤s4中安装潜水泵洗井试抽，具体步骤包括：s41：将潜水泵置于滤管内；s42：接通潜水泵电源，通过排水管排水进行洗井，试抽指标达到设计要求后进行抽水。
14.本发明的技术效果在于：1. 本发明通过降水管井底部设计扩径段，扩径段空腔显著增加了管井的集水面积，能够有效增大渗流量，在一定程度上可以降低管井深度；同时由于扩径段空腔能够有效提高管井的渗水量，因此可在满足同等排水量要求的前提下适当放大管井之间的间距，减少管井数量；2. 本发明通过扩径段的滤管、滤网和潜水泵的配合，将基坑内的水排出，出水量大，降水速度快，能够有效减少井管数量；3.本发明通过扩径段回填渗透率大的砂砾第二滤料层，可以高效地收集深层地下水、降低基坑内地下水位，同时避免地层出砂导致滤管堵塞；4.本发明滤管底部安装有搅拌器，定期开动搅拌装置，可将底部淤积泥沙通过潜水泵排出管井，相较于传统管井可不用反冲洗作业，维护简单方便。
15.以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
16.图1为本发明实施例一种用于砂砾场地的降水管井结构示意图。
17.图2为本发明实施例一种用于砂砾场地的降水管井结构的支撑架收起状态主视图。
18.图3为本发明实施例一种用于砂砾场地的降水管井结构的支撑架打开状态俯视图。
19.附图标记： 1-排水管，2-第一滤料层，3-第二滤料层，4-井管，5-滤网，6-滤管，7-腔体，8-潜水泵，9-支撑架，10-搅拌器，91-固定盘，92-支撑杆。
具体实施方式
20.实施例1如图1所示，一种用于砂砾场地的降水管井，从上到下包括依次连接的直井段和扩径段，所述直井段内设有井管4，所述扩径段内设有滤管6，所述滤管6顶部与所述井管4底部相连通，所述滤管6外侧设有滤网5，所述滤管6底部设有搅拌器10，所述滤管6内部在所述搅拌器10上方设有支撑架9，所述支撑架9上部设有潜水泵8，所述潜水泵8的出水口连接有排水管1，所述排水管1经所述滤管6内部向上从所述井管4顶部伸出管外。
21.实际使用过程中，本发明滤管6为可缩放的滤管，滤管6外侧设有滤网5起到过滤泥沙的作用；内部设有支撑架9能够支撑滤管抵抗侧向压力，防止滤管6变形；滤管底部预先安装有搅拌器10，防止滤管6底部堆积泥沙，避免后期反洗井作业，本发明通过降水管井底部设计扩径段，扩径段空腔显著增加了管井的集水面积，能够有效增大渗流量，在一定程度上可以降低管井深度；同时由于扩径段空腔能够有效提高管井的渗水量，因此可在满足同等排水量要求的前提下适当放大管井之间的间距，减少管井数量。
22.实施例2优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述井管4、滤管6的外壁与所述直井段、扩径段形成环形空腔，所述环形空腔内设有滤料层，所述滤料层从上到下分为两层，分别为第一滤料层2、第二滤料层3。
23.实际使用过程中，本发明所述井管4、滤管6的外壁与所述直井段、扩径段形成环形空腔，所述环形空腔内设有滤料层，通过滤料层设计即可以保证所述井管4、滤管6外壁与所述直井段、扩径段形成环形空腔的稳定性，又可以让地层水进入滤管的同时防止形成砂堵。
24.实施例3优选的，在实施例1或实施例2的基础上，本实施例中，所述第一滤料层2内填充黏土作为滤料，所述第二滤料层3内填充砂砾作为滤料，所述砂砾的粒径范围为3~8mm。
25.实际使用过程中，本发明所述第二滤料层3内填充砂砾作为滤料，所述砂砾的粒径范围为3~8mm，第二滤料层3渗透率高，可以有效增大渗流量。
26.实施例4优选的，在实施例1或实施例3的基础上，本实施例中，所述第一滤料层2位于所述井管4的外壁上部位置，所述第一滤料层2下部为第二滤料层3。
27.实际使用过程中，本发明第一滤料层2内填充黏土作为滤料，渗透率低，所述第一滤料层2位于所述井管4的外壁上部位置，保证了上部井管4稳定性。
28.实施例5优选的，在实施例1或实施例4的基础上，如图2、图3所示，本实施例中，所述支撑架9包括固定盘91、多个支撑杆92，所述固定盘91为圆盘形，所述支撑杆92沿所述固定盘91底部外延周向均匀设置，所述支撑杆92上端与所述固定盘91可活动铰接，下端与所述滤管6内壁可活动铰接。
29.实际使用过程中，本发明将滤管6下放到降水管井底部置于扩径段中，向下推动支撑架9的固定盘91，固定盘91向下运动，带动支撑杆92转动向水平展开，直至支撑杆92达到同一水平状态，此时滤管6扩大至稳定的扩张状态，完成滤管6的扩张。
30.实施例6一种用于砂砾场地的降水管井的施工方法，使用如上所述的任意一种用于砂砾场地的降水管井，具体过程如下：s1：钻进成孔，完成降水管井直井段和扩径段施工；s2：在s1中完成的降水管井直井段和扩径段分别放置井管4及滤管6；s3：回填滤料固井；s4：安装潜水泵8洗井试抽。
31.本发明一种用于砂砾场地的降水管井的施工方法，该方法首先需要根据设计要求进行钻井，至设计深度后，使用爆扩工艺对管井底部按照设计容量进行爆扩处理，从而在管井底部周围形成稳定的空腔，以此增大单个管井的集水能力，从而提高排水效率。
32.所述步骤s1中钻进成孔，形成直井段和扩径段，具体步骤包括：s11：使用设计型号钻机按降水管井施工设计钻进到降水管井设计标高；s12：在降水管井底部安装爆扩炸药，对降水管井底部进行爆扩形成扩大的腔体7，完成扩径段作业；s13：对降水管井进行清孔、换浆。
33.需说明的是，所述步骤s12爆扩炸药按成孔大小容量设计，严格按照爆扩工艺进行实施，爆扩所形成的扩大腔体为球形腔体，应用爆扩工艺使砂砾场地管井底部形成达到设计尺寸的稳定空腔7，由于爆扩挤压，能够起到对形成的腔体进行一定程度加固作用，扩大腔体位于砂砾层中。所述步骤s12中将降水管井底部进行爆扩处理，形成稳定、扩大的空腔结构，形成地下水收容池，同时能够起到对形成的腔体进行一定程度加固作用。
34.所述步骤s2中，在降水管井直井段和扩径段分别放置井管4及滤管6，如图2、图3所示，具体步骤包括：s21：将可收放式的滤管6下放到降水管井底部置于扩径段中，向下推动支撑架9直至其支撑杆92达到同一水平状态，此时滤管6扩大至稳定的扩张状态，所述滤管6为可缩放的滤管，外侧设有滤网5，内部设有支撑架9，滤管6底部预先安装有搅拌器10，滤管6在下放到指定标高前为收缩状态，当下放到位后通过支撑结构将滤管扩大直至稳定；s22：在滤管6顶部放置井管4，将井管4与滤管6进行对接。
35.所述步骤s3中回填滤料固井，具体步骤包括：s31：在井管4装好后立即按设计要求回填第二滤料层3，第二滤料层3的滤料为砂砾；s32：第二滤料层3回填到设计标高后，开始回填第一滤料层2直至井管4顶面高度，
第一滤料层2的滤料为黏土。
36.需要说明的是，所述第二滤料层3即填充物为砂砾。回填时候需严格遵守回填工艺要求，避免不均匀回填导致滤管偏移。
37.所述步骤s4中安装潜水泵8洗井试抽，具体步骤包括：s41：将潜水泵8置于滤管6内；s42：接通潜水泵8电源，通过排水管1排水进行洗井，试抽指标达到设计要求后进行抽水。
38.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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。