專利名稱：一種井點(diǎn)定位抽水管井及井點(diǎn)定位抽水法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管井排水領(lǐng)域，尤其涉及一種井點(diǎn)定位抽水管井及井點(diǎn)定位抽水法。
背景技術(shù)：
無論是高層建筑基礎(chǔ)還是地下建筑，當(dāng)位于地下水位以下時(shí)，一般都需要降低地下水位，以保證施工的便利與安全?；咏邓ㄟ^抽排方式，在一定時(shí)間內(nèi)降低基坑范圍內(nèi)地下水的水位，以保證基坑開挖的施工環(huán)境，同時(shí)為基坑底板與邊坡的穩(wěn)定提供有力保障。 從地下水控制方式來說，基坑地下水控制方法有兩大類止水法和降水法。止水法，即通過有效手段，在基坑周圍形成止水帷幕，將地下水止于基坑外，如防滲垂直帷幕、地下連續(xù)墻等；降水法是將基坑范圍內(nèi)地下水降低，如明溝排水法、井點(diǎn)降水法等。目前，在基坑工程中被廣泛采用的是降水法。降水方法有垂直井點(diǎn)法、自滲井法、輻射井法，及其組合方法在這些常規(guī)垂直井點(diǎn)降水中，時(shí)?？捎龅揭环N特殊現(xiàn)象，即垂直井內(nèi)水一抽即無， 一停又有，開挖時(shí)仍有水。人們把這種現(xiàn)象叫做“疏不干”現(xiàn)象。從理論上講，“疏不干”存在于如圖1所示的情況中，即，無論垂直降水井點(diǎn)如何布置，抽水強(qiáng)度如何大，含水層底界面處總存在一定量的地下水，致使基坑內(nèi)部分地段處于理論浸潤線之下，也即基坑范圍內(nèi)的地下水位無法都降至基坑下0. 5m?！笆璨桓伞爆F(xiàn)象使得含水層內(nèi)仍存在著地下水，基坑開挖時(shí)殘留水沿著基坑側(cè)壁流入基坑內(nèi)，使得基坑作業(yè)面泥濘，工人施工困難，影響施工進(jìn)度；側(cè)壁滲水還會(huì)使邊坡支護(hù)失效?？油馑?dāng)y帶細(xì)小顆粒向基坑內(nèi)滲流，土顆粒隨著水流移動(dòng)，就產(chǎn)生了流砂現(xiàn)象。當(dāng)土層中的土顆粒大小差別較大，缺少某種粒徑時(shí)，細(xì)顆粒將隨水流在粗顆粒間隙中移動(dòng)，形成一個(gè)連續(xù)的通道，即管涌現(xiàn)象。流砂、管涌現(xiàn)象使得土層被掏空，造成地面不均勻沉降，甚至導(dǎo)致基坑滑移、坍塌等工程事故，造成人力物力的損失。當(dāng)建筑場(chǎng)地存在多個(gè)地下含水層時(shí)，由于降落漏斗的客觀存在，井點(diǎn)降水的管井埋深均須遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基坑的深度，通長的濾水管長度很大，即管井進(jìn)水段很長，導(dǎo)致基坑降水過程中不僅抽排了基坑降水深度范圍內(nèi)的水，而且也抽取了基坑降水深度以下獨(dú)立含水層 (可以是多個(gè))的水資源。然而，基坑降水深度以下獨(dú)立含水層(可以是多個(gè))中的地下水對(duì)基坑工程影響幾乎不存在。同時(shí)，由于管井的存在使管井深度范圍內(nèi)的多層獨(dú)立含水層的地下水貫通了。眾所周知，上部含水層中地下水與大氣相通，受人類活動(dòng)影響大，多已受污染，而且越往上含水層中地下水受污染相對(duì)越重。上部受污染的地下水在其重力作用下將沿管井進(jìn)入到下部含水層中，使下部原本很純潔的地下水也不同程度地受到污染。因此，目前基坑降水的做法既造成了資源的浪費(fèi)，又增加了工程成本，更嚴(yán)重的是污染了下部優(yōu)質(zhì)的地下水資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種井點(diǎn)定位抽水管井，旨在解決(1)基坑垂直井點(diǎn)降水 “疏不干”問題，即，常規(guī)垂直井點(diǎn)降水中，垂直井內(nèi)水一抽即無，一停又有，開挖時(shí)仍有水，使基坑作業(yè)面泥濘，工人施工困難，影響施工進(jìn)度，基坑側(cè)壁滲水還會(huì)使邊坡支護(hù)失效，產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，土中細(xì)顆粒隨水流在粗顆粒間隙中移動(dòng)，使得土層被掏空，造成地面不均勻沉降，甚至導(dǎo)致基坑滑移、坍塌，造成人力物力損失的問題。(2)基坑降水深度以下獨(dú)立含水層中水資源的保護(hù)問題。本發(fā)明的目的在 于提供一種井點(diǎn)定位抽水管井，該管井包括無砂管井段、儲(chǔ)水管井段位于基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層某位置以上，用于集聚基坑降水深度范圍內(nèi)的含水層中水源的無砂管井段；位于所述的基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層某位置以下，與所述無砂管井段相連接，用于儲(chǔ)存所述基坑降水深度范圍內(nèi)的含水層中水源的儲(chǔ)水管井段。本發(fā)明的另一目的在于提供一種井點(diǎn)定位抽水方法，該方法包括一種井點(diǎn)定位抽水方法，該方法包括按地下水位面至儲(chǔ)水管井段頂端之間的土層綜合滲透系數(shù)、含水層厚度和降深確定井間距；基坑降水深度以下首個(gè)隔水層某位置往上采用無砂管井段；基坑降水深度以下首個(gè)隔水層某位置往下采用儲(chǔ)水管井段；利用抽水設(shè)備定水位抽取儲(chǔ)水管井段儲(chǔ)存的水源。本發(fā)明通過采用無砂管井段、儲(chǔ)水管井段組成的降水管井，有效地集聚了基坑降水深度范圍內(nèi)含水層中的水源，利用抽水設(shè)備定水位抽取儲(chǔ)水管井段儲(chǔ)存的水源，解決了垂直井內(nèi)水一抽即無，一停又有，開挖時(shí)仍有水，使基坑作業(yè)面泥濘，工人施工困難，影響施工進(jìn)度，基坑側(cè)壁滲水使邊坡支護(hù)失效，產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，土中細(xì)顆粒隨水流在粗顆粒間隙中移動(dòng)，使得土層被掏空，造成地面不均勻沉降，甚至導(dǎo)致基坑滑移、坍塌，造成人力物力損失問題。同時(shí)解決了不多抽水、抽降水不污染基坑降水深度以下的獨(dú)立含水層中地下水源以及“疏不干”條件下的“疏不干”的難題。采用定水位自動(dòng)抽水方法，將使抽水總時(shí)間大為縮短，大大降低基坑工程成本。在目前水資源日益匱乏、水環(huán)境與水資源日益受到重視的今天，具有明顯的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的“疏不干”含水層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明提供的井點(diǎn)定位抽水管井的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明提供的井點(diǎn)定位抽水方法的流程圖。圖中1、無砂管井段；2、儲(chǔ)水管井段；3、上部含水層；4、下部含水層；5、基坑；6、
隔水層。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的井點(diǎn)定位抽水管井的結(jié)構(gòu)示意圖。為了便于說明，僅僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分。該管井包括 位于基坑以下的首個(gè)隔水層6的某位置以上，用于集聚基坑5降水深度范圍內(nèi)的上部含水層3中水源的無砂管井段1 ；位于基坑以下的首個(gè)隔水層6的某位置以下，與無砂管井段1相連接，用于儲(chǔ)存上部含水層3中水源的儲(chǔ)水管井段2。在本發(fā)明實(shí)施例中，儲(chǔ)水管井段2為無砂管井段或鋼管井段或?qū)嵄谒喙芫危?當(dāng)選用無砂管時(shí)，其外側(cè)必須涂抹有水泥漿層。此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，還可以采用預(yù)制雙壁管，或可稱組合壁管(薄水泥砂漿實(shí)壁外層和無砂管內(nèi)層兩種組合而成的儲(chǔ)水管)。雙壁管在剖面上就是雙層圓環(huán)，外層不透 7jC，很薄，而內(nèi)層相對(duì)很厚，可以透水，但整個(gè)這種組合雙層壁管不透水。本發(fā)明專利所述的外側(cè)涂有水泥漿層的無砂管實(shí)際上也屬于這種雙層壁管結(jié)構(gòu)，只是其外層水泥漿層更薄， 外層壁制作方法不同。當(dāng)水壓很大時(shí)，采用這種預(yù)制的雙壁管會(huì)更好。在本發(fā)明實(shí)施例中，儲(chǔ)水管井段2外側(cè)填充有止水材料層。在本發(fā)明實(shí)施例中，儲(chǔ)水管井段的管節(jié)連接處設(shè)有止水圈墊?；咏邓疃纫韵率讉€(gè)隔水層某位置的確定需考慮其下含水層水壓的影響，應(yīng)確保該含水層水不突涌通過無砂管井段進(jìn)入儲(chǔ)水管井段內(nèi)。在本發(fā)明實(shí)施例中，基坑降水深度以下首個(gè)隔水層某位置的確定標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)含水層水壓的大小，該位置確保含水層水不突涌通過無砂管井段進(jìn)入儲(chǔ)水管井段內(nèi)。圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的井點(diǎn)定位抽水方法的實(shí)現(xiàn)流程。一種井點(diǎn)定位抽水方法，該方法包括在步驟S301中，按地下水位面至儲(chǔ)水管井段頂端之間的土層(或含水層)的綜合滲透系數(shù)、含水層厚度和降深確定井間距；在步驟S302中，基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層6的某位置往上采用無砂管井段 1 ；在步驟S303中，基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層6的某位置往下采用儲(chǔ)水管井段 2 ；在步驟S304中，利用抽水設(shè)備定水位抽取儲(chǔ)水管井段2儲(chǔ)存的水源。在本發(fā)明實(shí)施例中，儲(chǔ)水管井段2為外側(cè)涂抹有水泥漿層的無砂管井段。在本發(fā)明實(shí)施例中，儲(chǔ)水管井段2外側(cè)采用止水材料層填充。在本發(fā)明實(shí)施例中，基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層某位置通過確保該含水層水不滲流不突涌(通過無砂管井段)進(jìn)入儲(chǔ)水管井段內(nèi)的原則確定；在本發(fā)明實(shí)施例中，儲(chǔ)水管井段是由多節(jié)儲(chǔ)水管連接而成，管節(jié)連接處設(shè)有止水圈墊；在本發(fā)明實(shí)施例中，無砂管井段1的外側(cè)采用級(jí)配砂填充。在本發(fā)明實(shí)施例中，利用抽水設(shè)備定水位抽取儲(chǔ)水管井段2儲(chǔ)存的水源的實(shí)現(xiàn)方法為可采用簡易自動(dòng)控制裝置自動(dòng)控制抽水泵的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)抽水泵定水位抽取儲(chǔ)水管井段2儲(chǔ)存的水源。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。井點(diǎn)定位抽水方法，即按地下水位面至儲(chǔ)水管井段頂端之間的土層(或含水層) 的綜合滲透系數(shù)、含水層厚度和降深確定井間距，在基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層6的某位置往上采用無砂管井段1 (又稱礫石濾水管) ，往下則采用儲(chǔ)水管井段2，組合成降水管井。無砂管井段1外側(cè)采用級(jí)配砂填充，地下水通過級(jí)配砂、無砂管進(jìn)入到管井內(nèi)。儲(chǔ)水管井段2可采用外側(cè)涂抹水泥漿層的無砂管井段，其外側(cè)采用止水材料填充，阻止了下部含水層4的水進(jìn)入降水管井內(nèi)，這段管井實(shí)際上就變?yōu)閮?chǔ)水庫，儲(chǔ)存上部含水層3中并滲入到降水管井內(nèi)的水。這段儲(chǔ)水管井段2的長度設(shè)計(jì)主要依據(jù)水量的多少和抽水設(shè)備的抽水能力，以能保證在一次抽水后不透水井管段內(nèi)有一定的儲(chǔ)存地下水空間為基準(zhǔn)。因?yàn)椤笆璨桓伞睏l件下，后期水流量有限，一抽即無，不抽又有，主要是一停泵，泵管中的水回流所致。假如回流的水基本上占據(jù)了儲(chǔ)存水管段的空間，則管井外的地下水無法再進(jìn)入到管井內(nèi)，基坑的地下水位就無法進(jìn)一步下降，因此無法疏排基坑降水深度范圍內(nèi)的地下水。如果儲(chǔ)水管井段2段過短，扣除停泵水回流占據(jù)的空間后，剩余的空間(稱為有效空間)不多，則要停啟泵頻繁，既費(fèi)電又耗損抽水設(shè)備，降水效果差；如果儲(chǔ)水管井段2段過長，有效空間變大了，停啟泵時(shí)間間隔也大，對(duì)抽水有利，但因降水管井加深將帶來管井成本增大，深孔成孔困難，以及費(fèi)用的增大。所以，要合理設(shè)計(jì)儲(chǔ)水管井段2段的長度。本發(fā)明實(shí)施例通過采用無砂管井段1、儲(chǔ)水管井段2組成的降水管井，有效地集聚了基坑5所在的上部含水層3中水源，利用抽水設(shè)備(抽水泵)定水位抽取儲(chǔ)水管井段2 儲(chǔ)存的水源，解決了垂直井內(nèi)水一抽即無，一停又有，開挖時(shí)仍有水，使基坑5作業(yè)面泥濘， 工人施工困難，影響施工進(jìn)度，基坑5側(cè)壁滲水使邊坡支護(hù)失效，產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，土中細(xì)顆粒隨水流在粗顆粒間隙中移動(dòng)，使得土層被掏空，造成地面不均勻沉降，導(dǎo)致基坑5滑移、 坍塌，造成人力物力損失問題。同時(shí)只抽取對(duì)基坑工程有影響的地下水，大大縮短了抽水總時(shí)間，降低了工程成本，而且由于上部含水層中地下水與基坑以下獨(dú)立含水層中地下水相隔離，受污染的上部含水層地下水不會(huì)對(duì)下部地下水質(zhì)造成污染。這在目前水資源日益匱乏、水環(huán)境與水資源日益受到重視的今天，具有明顯的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種井點(diǎn)定位抽水管井，其特征在于，該管井包括無砂管井段、儲(chǔ)水管井段位于基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層某位置以上，用于集聚基坑降水深度范圍內(nèi)的含水層中水源的無砂管井段；位于所述的基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層某位置以下，與所述無砂管井段相連接， 用于儲(chǔ)存所述基坑降水深度范圍內(nèi)的含水層中水源的儲(chǔ)水管井段。
2.如權(quán)利要求1所述的抽水管井，其特征在于，所述的儲(chǔ)水管井段可為無砂管井段或鋼管井段或?qū)嵄谒喙芫巍?br> 3.如權(quán)利要求2所述的抽水管井，其特征在于，所述儲(chǔ)水管井段的外側(cè)填充有止水材料層。
4.如權(quán)利要求2所述的抽水管井，其特征在于，所述無砂管井段在其外側(cè)涂抹有水泥漿覆蓋層。
5.如權(quán)利要求1所述的抽水管井，其特征在于，所述的儲(chǔ)水管井段的管節(jié)連接處設(shè)有止水圈墊。
6.如權(quán)利要求1所述的抽水管井，其特征在于，所述的儲(chǔ)水管井段還可以采用薄水泥砂漿實(shí)壁外層和無砂管內(nèi)層兩種組合而成的儲(chǔ)水管。
7.如權(quán)利要求1所述的抽水管井，其特征在于，所述基坑降水深度以下首個(gè)隔水層某位置的確定標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)含水層水壓的大小，該位置確保含水層水不突涌通過無砂管井段進(jìn)入儲(chǔ)水管井段內(nèi)。
8.一種井點(diǎn)定位抽水方法，其特征在于，該方法包括按地下水位面至儲(chǔ)水管井段頂端之間的土層綜合滲透系數(shù)、含水層厚度和降深確定井間距；基坑降水深度以下首個(gè)隔水層某位置往上采用無砂管井段； 基坑降水深度以下首個(gè)隔水層某位置往下采用儲(chǔ)水管井段； 利用抽水設(shè)備定水位抽取儲(chǔ)水管井段儲(chǔ)存的水源。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述無砂儲(chǔ)水管井段外側(cè)采用水泥漿層覆蓋，所述水泥漿層外側(cè)采用止水材料層填充。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用抽水泵定位抽取無砂儲(chǔ)水管井段儲(chǔ)存的水源的實(shí)現(xiàn)方法為采用自動(dòng)控制裝置自動(dòng)控制抽水泵的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)抽水泵定位抽取無砂儲(chǔ)水管井段儲(chǔ)存的水源。
全文摘要
本發(fā)明適用于管井排水領(lǐng)域，提供了一種井點(diǎn)定位抽水管井及井點(diǎn)定位抽水法，該抽水管井包括位于基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層某位置以上，用于集聚基坑降水深度范圍內(nèi)的含水層中水源的無砂管井段；位于所述的基坑降水深度以下的首個(gè)隔水層某位置以下，與所述無砂管井段相連接，用于儲(chǔ)存所述基坑降水深度范圍內(nèi)的含水層中水源的儲(chǔ)水管井段。本發(fā)明通過采用無砂管井段、儲(chǔ)水管井段組成的降水管井，有效地集聚了基坑降水深度范圍內(nèi)含水層中的水源，解決了不多抽水、抽降水不污染基坑降水深度以下的獨(dú)立含水層中地下水源以及“疏不干”條件下的“疏不干”的難題。此外，定水位自動(dòng)抽水方法的采用使得抽水總時(shí)間大為縮短，大大降低基坑工程成本。
文檔編號(hào)E02D19/10GK102383437SQ201110224948
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者匡蓉, 琚曉冬, 秦莞臻, 鄒正盛, 鄭清潔, 頓志林 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)