一種超強(qiáng)真空降水井施工方法及所用井管結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超強(qiáng)真空降水井施工方法及所用井管結(jié)構(gòu)。該方法按以下工藝流程施工：測(cè)放井位→埋設(shè)護(hù)口管→安裝鉆機(jī)→成井施工→鉆進(jìn)成孔→清孔換漿→下井管→圍填濾料→洗井。本發(fā)明采用分段式井管，在保障透水效果的同時(shí)，隔絕了空氣進(jìn)入超強(qiáng)真空降水井內(nèi)，避免了普通真空深井在水位下降后由于空氣進(jìn)入井內(nèi)導(dǎo)致真空度衰減的缺陷，在降水時(shí)，能夠大幅提高降水效果，降低工程成本、加快工程進(jìn)度、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的良好效果，而且工藝操作簡(jiǎn)單，容易掌握。
【專利說(shuō)明】一種超強(qiáng)真空降水井施工方法及所用井管結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超強(qiáng)真空降水井施工方法及所用井管結(jié)構(gòu)，屬于建筑施工降水技 術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 在城市建設(shè)的快速發(fā)展過(guò)程中，建筑地下室、地下商場(chǎng)以及地鐵車(chē)站等地下空間 的開(kāi)發(fā)應(yīng)用越來(lái)越多，深度越來(lái)越大，這樣對(duì)降水的深度和要求也進(jìn)一步提高。
[0003] 現(xiàn)有的真空降水技術(shù)，在水位下降以后會(huì)有空氣進(jìn)入真空深井內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致真空度 衰減，從而降低了降水效果。因此現(xiàn)有的降水技術(shù)在使用和效果上都不盡如人意。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，提供一種超強(qiáng)真空降水井施工方法及所用井管結(jié)構(gòu)，可大幅 提高降水工程效果、降低工程成本、加快工程進(jìn)度、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度的良好效果，而且工 藝操作簡(jiǎn)單，容易掌握。以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案： 一種超強(qiáng)真空降水井施工方法，該方法按以下工藝流程施工：測(cè)放井位一埋設(shè)護(hù)口管 -安裝鉆機(jī)一成井施工一鉆進(jìn)成孔一清孔換漿一下井管一圍填濾料一洗井。
[0006] 前述方法中，所述埋設(shè)護(hù)口管時(shí)，護(hù)口管底口插入原狀土層中，管外用粘性土或草 辮子封嚴(yán)，護(hù)口管上部高出地面0. 10m?0. 30m。
[0007] 前述方法中，所述成井施工時(shí)，施工機(jī)械設(shè)備選用GPS-?ο型工程鉆機(jī)及其配套設(shè) 備；成孔采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)泥漿護(hù)壁的成孔工藝。
[0008] 前述方法中，所述鉆進(jìn)成孔時(shí)，上部鉆進(jìn)采用輕壓慢轉(zhuǎn)，鉆壓為15?35KN，轉(zhuǎn)速 20?50rpm ;當(dāng)鉆具全部進(jìn)入砂層后，適當(dāng)加壓，提高轉(zhuǎn)速；成孔施工采用孔內(nèi)自然造漿，鉆 進(jìn)過(guò)程中泥漿密度控制在1. 10?1. 15,當(dāng)提升鉆具或停工時(shí)，孔內(nèi)必須壓滿泥漿；泥漿循 環(huán)采用泥漿箱進(jìn)行循環(huán)。
[0009] 前述方法中，所述清孔換漿時(shí)，鉆孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在提鉆前將鉆桿提至離孔 底0. 50m，進(jìn)行沖孔清除孔內(nèi)雜物，同時(shí)將孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)至1. 08,孔底沉淤小于 30cm，返出的泥漿內(nèi)不含泥塊為止；使用完后的泥漿通過(guò)泥漿箱運(yùn)出場(chǎng)地進(jìn)行處理。
[0010] 前述方法中，所述下管時(shí)，在濾水管上下兩端各設(shè)一套直徑小于孔徑5cm的扶正 器，扶正器采用梯形鐵環(huán)，上下部扶正器鐵環(huán)交錯(cuò)設(shè)置。
[0011] 前述方法中，所述圍填濾料前，在井管內(nèi)下入鉆桿至離孔底〇. 30m?0. 50m，井管 上口加悶頭密封后，從鉆桿內(nèi)泵送泥漿邊進(jìn)行沖孔邊逐步調(diào)漿使孔內(nèi)的泥漿從濾水管內(nèi)向 外由井管與孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)返漿，使孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)到1.05,然后開(kāi)小泵量按井 的構(gòu)造設(shè)計(jì)要求填入濾料。
[0012] 前述方法中，所述洗井時(shí)，采用活塞從濾水管下部向上拉，將水拉出孔口，當(dāng)活塞 拉出的水基本不含泥砂后，換用真空泵抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含砂為止，試 抽成功則代表成井完成。
[0013] 前述方法中所用的井管結(jié)構(gòu)，包括地上管和地下管兩部分，地上管通過(guò)法蘭盤(pán)和 螺栓與地下管連接，地上管的管口設(shè)有封板，封板上設(shè)有真空表、排水管和抽真空接口；地 下管由上至下分別為真空段、過(guò)濾段和沉淀段。
[0014] 前述井管結(jié)構(gòu)中，所述過(guò)濾段的井管上均布有過(guò)濾孔，過(guò)濾孔外設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾 段的管內(nèi)設(shè)有抽水泵和液位控制器，抽水泵與排水管連接。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用分段式井管，在保障透水效果的同時(shí)，隔絕了空氣進(jìn) 入超強(qiáng)真空降水井內(nèi)，避免了普通真空深井在水位下降后由于空氣進(jìn)入井內(nèi)導(dǎo)致真空度衰 減的缺陷，在降水時(shí)，能夠大幅提高降水效果，降低工程成本、加快工程進(jìn)度、減輕工人勞動(dòng) 強(qiáng)度的良好效果，而且工藝操作簡(jiǎn)單，容易掌握。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的工作原理圖； 圖2是本發(fā)明的負(fù)壓效果圖； 圖3是本發(fā)明工作過(guò)程示意圖； 圖4是本發(fā)明所用的井管結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明的工作流程框圖。
[0017] 附圖中的標(biāo)記為：1-地上管、2-地下管、3-封板、4-真空表、5-排水管、6-抽真空 接口、7-真空段、8-過(guò)濾段、9-沉淀段、10 -過(guò)濾孔、11 一井管、12 -過(guò)濾網(wǎng)、13-抽水泵、 14-液位控制器、15-地下水位線、16-真空泵、17-抽氣管、18-抽水管、19-閥門(mén)、20-泥漿 池、21-濾料。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0019] 一種超強(qiáng)真空降水井施工方法，該方法按以下工藝流程施工：測(cè)放井位一埋設(shè)護(hù) 口管一安裝鉆機(jī)一成井施工一鉆進(jìn)成孔一清孔換漿一下井管一圍填濾料一洗井。埋設(shè)護(hù) 口管時(shí)，護(hù)口管底口插入原狀土層中，管外用粘性土或草辮子封嚴(yán)，護(hù)口管上部高出地面 0. 10m?0. 30m。成井施工時(shí)，施工機(jī)械設(shè)備選用GPS-10型工程鉆機(jī)及其配套設(shè)備；成孔 采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)泥漿護(hù)壁的成孔工藝。鉆進(jìn)成孔時(shí)，上部鉆進(jìn)采用輕壓慢轉(zhuǎn)，鉆壓為 15?35KN，轉(zhuǎn)速20?50rpm ;當(dāng)鉆具全部進(jìn)入砂層后，適當(dāng)加壓，提高轉(zhuǎn)速；成孔施工采用 孔內(nèi)自然造漿，鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿密度控制在1. 10?1. 15,當(dāng)提升鉆具或停工時(shí)，孔內(nèi)必須 壓滿泥漿；泥漿循環(huán)采用泥漿箱進(jìn)行循環(huán)。清孔換漿時(shí)，鉆孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在提鉆前 將鉆桿提至離孔底〇. 50m，進(jìn)行沖孔清除孔內(nèi)雜物，同時(shí)將孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)至1. 08， 孔底沉淤小于30cm，返出的泥漿內(nèi)不含泥塊為止；使用完后的泥漿通過(guò)泥漿箱運(yùn)出場(chǎng)地進(jìn) 行處理。下管時(shí)，在濾水管上下兩端各設(shè)一套直徑小于孔徑5cm的扶正器，扶正器采用梯 形鐵環(huán)，上下部扶正器鐵環(huán)交錯(cuò)設(shè)置。圍填濾料前，在井管內(nèi)下入鉆桿至離孔底0. 30m? 0. 50m，井管上口加悶頭密封后，從鉆桿內(nèi)泵送泥漿邊進(jìn)行沖孔邊逐步調(diào)漿使孔內(nèi)的泥漿從 濾水管內(nèi)向外由井管與孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)返漿，使孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)到1.05,然后開(kāi) 小泵量按井的構(gòu)造設(shè)計(jì)要求填入濾料。洗井時(shí)，采用活塞從濾水管下部向上拉，將水拉出孔 口，當(dāng)活塞拉出的水基本不含泥砂后，換用真空泵抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含 砂為止,試抽成功則代表成井完成。
[0020] 前述方法所用的井管結(jié)構(gòu)如圖4所示，該結(jié)構(gòu)包括地上管1和地下管2兩部分，地 上管1通過(guò)法蘭盤(pán)和螺栓與地下管2連接，地上管1的管口設(shè)有封板3,封板上設(shè)有真空表 4、排水管5和抽真空接口 6 ;地下管2由上至下分別為真空段7、過(guò)濾段8和沉淀段9。
[0021] 上述過(guò)濾段8的井管上均布有過(guò)濾孔10,過(guò)濾孔10外設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)12,過(guò)濾段8的 管內(nèi)設(shè)有抽水泵13和液位控制器14,抽水泵13與排水管4連接。 實(shí)施例
[0022] 具體施工時(shí)如圖3所示，用真空泵16和抽水泵13同時(shí)抽取井管11內(nèi)的空氣和 地下水，使井管11內(nèi)保持密封形成穩(wěn)定持續(xù)且不受地下工程施工影響的高真空度（大于 O.OSMPa)的負(fù)壓真空，使地下水在負(fù)壓真空作用下持續(xù)快速往井內(nèi)匯集。本發(fā)明的原理如 圖1所示，由于井管11內(nèi)被抽真空，在井管11底部始終保持一個(gè)較高的負(fù)壓真空，使地下 水位線15如圖1所示呈曲線下降，加速了土體中的孔隙水排出。本發(fā)明在未降水前能夠如 圖2所示保持地面以下L深度范圍內(nèi)（L為根據(jù)需求確定的超強(qiáng)真空降水井深度值)負(fù)壓均 為最大負(fù)壓（圖2中的箭頭長(zhǎng)短表示負(fù)壓值)，負(fù)壓衰減從降水井底部開(kāi)始形成。
[0023] 本發(fā)明所用的井管如圖4所示，包括地上管1和地下管2兩部分，地上管1與地下 管2之間經(jīng)法蘭連接。地上管1的管口設(shè)有封板3,封板上設(shè)有真空表4、排水管5和抽真 空接口 6 ;地下管2由上至下分別為真空段7、過(guò)濾段8和沉淀段9。所述過(guò)濾段8的井管 上均布有過(guò)濾孔10,過(guò)濾孔10外設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)12,過(guò)濾段8的管內(nèi)設(shè)有抽水泵13和液位控 制器14,抽水泵13與排水管4連接。
[0024] 本發(fā)明的工藝流程及操作要點(diǎn)： 工藝流程如圖5所示。其操作要求如下： (1)測(cè)放井位：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)放井位，井位測(cè)放完畢后應(yīng)做好井位標(biāo)記，方便后期施 工。若布設(shè)井位無(wú)法正常施工，應(yīng)及時(shí)溝通、處理，必要時(shí)適當(dāng)調(diào)整井位。
[0025] (2)埋設(shè)護(hù)口管：埋設(shè)護(hù)口管時(shí)，護(hù)口管底口應(yīng)插入原狀土層中，管外應(yīng)用粘性土 或草辮子封嚴(yán)，防止施工時(shí)管外返漿，護(hù)口管上部應(yīng)高出地面〇. l〇m?0. 30m。
[0026] (3)安裝鉆機(jī)：安裝鉆機(jī)時(shí)，為了保證孔的垂直度，機(jī)臺(tái)應(yīng)安裝穩(wěn)固水平，大鉤對(duì)準(zhǔn) 孔中心，大鉤、轉(zhuǎn)盤(pán)與孔的中心三點(diǎn)成一線，嚴(yán)把開(kāi)孔關(guān)，鉆頭與鉆桿連接處帶兩根鉆鋌，并 且，彎曲的鉆桿不得下入孔內(nèi)。
[0027] (4)成井施工：施工機(jī)械設(shè)備選用GPS-10型工程鉆機(jī)及其配套設(shè)備。成孔時(shí)采用 正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)泥漿護(hù)壁的成孔工藝。
[0028] (5)鉆進(jìn)成孔：上部鉆進(jìn)采用輕壓慢轉(zhuǎn)，鉆壓為15?35KN，轉(zhuǎn)速20?50rpm，當(dāng)鉆 頭鉆入深層土層時(shí)，鉆具阻力會(huì)加大，進(jìn)度緩慢。這時(shí)，不可加大壓力和加快轉(zhuǎn)速，以免造成 鉆孔偏斜。當(dāng)鉆具全部進(jìn)入砂層后，可適當(dāng)加壓，提高轉(zhuǎn)速。成孔施工采用孔內(nèi)自然造漿， 鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿密度控制在1. 10?1. 15,當(dāng)提升鉆具或停工時(shí)，孔內(nèi)必須壓滿泥漿，以防 止孔壁坍塌。泥漿循環(huán)宜在泥漿箱中進(jìn)行循環(huán)，在現(xiàn)場(chǎng)不具備泥漿箱的條件下，可考慮在基 坑中開(kāi)挖一個(gè)小泥漿池進(jìn)行泥漿循環(huán)。
[0029] (6)清孔換漿：鉆孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在提鉆前將鉆桿提至離孔底0. 50m，進(jìn)行 沖孔清除孔內(nèi)雜物，同時(shí)將孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)至1. 08,孔底沉淤小于30cm，返出的泥 漿內(nèi)不含泥塊為止。使用完后的泥漿通過(guò)泥漿箱運(yùn)出場(chǎng)地進(jìn)行處理。
[0030] (7)下井管：井管進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)檢查濾網(wǎng)是否符合設(shè)計(jì)要求。首先必須測(cè)量孔深，并對(duì) 井管逐根丈量、記錄。封堵沉淀管底部。其次要檢查井管焊接，井管焊接接頭處應(yīng)采用套接 型，套接接箍長(zhǎng)20mm，套入上下井管各10mm ;套管接箍與井管焊接焊牢、焊縫均勻，無(wú)砂眼， 焊縫堆高不小于6mm。檢查完畢后開(kāi)始下井管，下管時(shí)為保證井管居中，在井管的過(guò)濾段上 下兩端各設(shè)一套直徑小于孔徑5cm的扶正器，扶正器采用梯形鐵環(huán)，上下部扶正器鐵環(huán)應(yīng) 1/2錯(cuò)開(kāi)，不在同一直線上。
[0031] (8)圍填濾料：填濾料前在井管內(nèi)下入鉆桿至離孔底0. 30m?0. 50m，井管上口應(yīng) 加封板密封后，從鉆桿內(nèi)泵送泥漿進(jìn)行邊沖孔邊逐步調(diào)漿使孔內(nèi)的泥漿從井管內(nèi)向外由井 管與孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)返漿，使孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)到1.05,然后開(kāi)小泵量按井的構(gòu)造 設(shè)計(jì)要求填入濾料，并隨填隨測(cè)濾料的高度，直至濾料下至預(yù)定位置。填濾料時(shí)，根據(jù)孔口 返水情況調(diào)整泵量。填濾料過(guò)程中要跟蹤濾料上返高度。
[0032] (9)降壓井在提出鉆桿前利用井管內(nèi)的鉆桿接上真空泵先進(jìn)行抽水，待井能出水 后提出鉆桿再用活塞洗井?；钊睆脚c井管內(nèi)徑之差約為5_左右，活塞桿底部必須加活 門(mén)。洗井時(shí)，活塞必須從濾水管下部向上拉，將水拉出孔口，對(duì)出水量很少的井可將活塞在 井管的過(guò)濾段上下竄動(dòng)，沖擊孔壁泥皮，此時(shí)應(yīng)向井內(nèi)邊注水邊拉活塞。當(dāng)活塞拉出的水基 本不含泥砂后，可換用真空泵抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水清不含砂為止。洗井完畢 后，試抽成功則代表成井完成。
【權(quán)利要求】
1. 一種超強(qiáng)真空降水井施工方法，該方法按以下工藝流程施工：測(cè)放井位一埋設(shè)護(hù)口 管一安裝鉆機(jī)一成井施工一鉆進(jìn)成孔一清孔換漿一下井管一圍填濾料一洗井。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述埋設(shè)護(hù)口管時(shí)，護(hù)口管底口插入原狀土 層中，管外用粘性土或草辮子封嚴(yán)，護(hù)口管上部高出地面〇. l〇m?0. 30m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述成井施工時(shí)，施工機(jī)械設(shè)備選用GPS-10 型工程鉆機(jī)及其配套設(shè)備；成孔采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)泥漿護(hù)壁的成孔工藝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述鉆進(jìn)成孔時(shí)，上部鉆進(jìn)采用輕壓慢轉(zhuǎn)， 鉆壓為15?35KN，轉(zhuǎn)速20?50rpm ;當(dāng)鉆具全部進(jìn)入砂層后，適當(dāng)加壓，提高轉(zhuǎn)速；成孔施 工采用孔內(nèi)自然造漿，鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿密度控制在1. 10?1. 15,當(dāng)提升鉆具或停工時(shí)，孔 內(nèi)必須壓滿泥漿；泥漿循環(huán)采用泥漿箱進(jìn)行循環(huán)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述清孔換漿時(shí)，鉆孔鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后， 在提鉆前將鉆桿提至離孔底〇. 50m，進(jìn)行沖孔清除孔內(nèi)雜物，同時(shí)將孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào) 至1. 08,孔底沉淤小于30cm，返出的泥漿內(nèi)不含泥塊為止；使用完后的泥漿通過(guò)泥漿箱運(yùn) 出場(chǎng)地進(jìn)行處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述下管時(shí)，在濾水管上下兩端各設(shè)一套直 徑小于孔徑5cm的扶正器，扶正器采用梯形鐵環(huán)，上下部扶正器鐵環(huán)交錯(cuò)設(shè)置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述圍填濾料前，在井管內(nèi)下入鉆桿至離 孔底0. 30m?0. 50m，井管上口加悶頭密封后，從鉆桿內(nèi)泵送泥漿邊進(jìn)行沖孔邊逐步調(diào)漿使 孔內(nèi)的泥漿從濾水管內(nèi)向外由井管與孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)返漿，使孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)到 1. 05,然后開(kāi)小泵量按井的構(gòu)造設(shè)計(jì)要求填入濾料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：所述洗井時(shí)，采用活塞從濾水管下部向上 拉，將水拉出孔口，當(dāng)活塞拉出的水基本不含泥砂后，換用真空泵抽水洗井，吹出管底沉淤， 直到水清不含砂為止，試抽成功則代表成井完成。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一權(quán)利要求所述方法所用的井管結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括 地上管（1)和地下管（2)兩部分，地上管（1)通過(guò)法蘭盤(pán)和螺栓與地下管（2)連接，地上管 (1)的管口設(shè)有封板（3 )，封板上設(shè)有真空表（4 )、排水管（5 )和抽真空接口（ 6 );地下管（2 ) 由上至下分別為真空段（7 )、過(guò)濾段（8 )和沉淀段（9 )。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述井管結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述過(guò)濾段（8)的井管上均布有過(guò)濾 孔（10)，過(guò)濾孔（10)外設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)（12)，過(guò)濾段（8)的管內(nèi)設(shè)有抽水泵（13)和液位控制器 (14)，抽水泵（13)與排水管（4)連接。
【文檔編號(hào)】E02D3/10GK104060621SQ201310394309
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】龍敏健, 陳靜, 彭振峰, 黃韜 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑第四工程局有限公司