一種控制承壓水降水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種控制承壓水降水系統(tǒng)，包括穿透粉砂夾粉質(zhì)粘土的懸掛式止水帷幕、將過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土的弱透水層中的淺井真空管井和將過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土以下強(qiáng)透水層中的深井管井，所述淺井真空管井和深井管井位于懸掛式止水帷幕所圍區(qū)域中。本實(shí)用新型充分考慮不同地層的特點(diǎn)，按需降水，減小對(duì)基坑周邊環(huán)境的影響，節(jié)省造價(jià)，減少流砂、流土、突涌的可能性，增加基坑安全性。
【專利說(shuō)明】一種控制承壓水降水系統(tǒng)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實(shí)用新型涉及超深基坑開(kāi)挖承壓水控制工程，特別涉及一種控制承壓水降水系統(tǒng)。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]近年來(lái)，隨著城市的快速建設(shè)，城市用地日趨緊張，促使城市建筑不斷地向地上和地下發(fā)展，掀起了新一輪的地下空間開(kāi)發(fā)熱潮，導(dǎo)致基坑開(kāi)挖工程朝著更大、更深、更難方向發(fā)展。其中，基坑開(kāi)挖過(guò)程中承壓水如何控制是難點(diǎn)，既要保證不突涌、周邊環(huán)境安全，又要盡量少的抽取地下水。如果承壓水未得到較好的控制，往往會(huì)造成災(zāi)難性的后果。
[0005]長(zhǎng)江I級(jí)階地的地層為湖積、沖積、洪積相沉積物，一般具有典型的上細(xì)下粗二元結(jié)構(gòu)。在湖塘地帶上部地層為幾米?十幾米的淤泥質(zhì)土、飽和的軟塑、可塑粉質(zhì)粘土、粘土 ；中部為粉砂夾粉質(zhì)粘土，厚幾米?十米；下部為細(xì)砂；底部為粗中砂、砂礫石或卵石層。
[0006]I級(jí)階地根據(jù)離長(zhǎng)江距離可分為前緣段、中間段、后緣段三個(gè)不同地段，三個(gè)不同的地段土層分布結(jié)構(gòu)具有一定的變化規(guī)律?？拷L(zhǎng)江的前緣段上層沉積有粉土、粉砂層，其下為黏土層，而黏土層以下的粉砂夾粉質(zhì)粘土非常薄。
[0007]中間段淺部大面積分布有淤泥質(zhì)軟土層，下部的粉砂夾粉質(zhì)粘土逐漸增厚。遠(yuǎn)離長(zhǎng)江的后緣段淺部依然有成片的淤泥質(zhì)軟土分布，最明顯的特點(diǎn)是下部的粉砂夾粉質(zhì)粘土非常厚，一般7?15米厚，有的一直到基巖都是交互層。
[0008]長(zhǎng)江I級(jí)階段土層結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致地下水的類型也不同。常見(jiàn)的地下水類型有:上層滯水、潛水、承壓水。
[0009]其中承壓水主要賦存于上部粘性土與基巖之間的粉土、粉砂、粉細(xì)砂、粗砂及卵石層中，與長(zhǎng)江水力連系緊密。其中根據(jù)土層分布可將承壓水細(xì)分為兩類:一類為粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層，一類為粉砂、粉細(xì)砂、卵石層中的強(qiáng)透水層。長(zhǎng)江I級(jí)階地中間段及遠(yuǎn)離長(zhǎng)江邊緣段，粉砂夾粉質(zhì)粘土較厚，滲透系數(shù)較小，一般為10_5?10_4cm/s，并且水平滲透系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于垂直滲透系數(shù)，與長(zhǎng)江有一定的水力連系，為弱承壓水含水層。下部至基巖之間粉砂、粉細(xì)砂、卵石層，滲透系數(shù)較大，一般為10_3?10_2cm/s，與長(zhǎng)江水力連系緊密，為強(qiáng)承壓水含水層。
[0010]長(zhǎng)江I級(jí)階地承壓水控制難度極大，隨著基坑向更大、更深、周邊環(huán)境更復(fù)雜發(fā)展，承壓水控制成敗直接關(guān)系到基坑的成敗。針對(duì)中間段與遠(yuǎn)離長(zhǎng)江的邊緣段，粉砂夾粉質(zhì)粘土較厚的特點(diǎn)，對(duì)基坑底部還存在較厚的粉砂夾粉質(zhì)粘土的深基坑工程，傳統(tǒng)方法上采用深井管井降水很難疏排互層中的地下水；由于粉砂夾粉質(zhì)粘土的各向異性、承壓性、水量大等特點(diǎn)，單純采用輕型井點(diǎn)也很難疏排該層中的地下水。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是提供一種控制承壓水降水系統(tǒng)，這種系統(tǒng)具有安全可靠、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、減少抽水等優(yōu)點(diǎn)。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0013]一種控制承壓水降水系統(tǒng)，包括穿透粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層的懸掛式止水帷幕、將過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層中的淺井真空管井和將過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層以下強(qiáng)透水層中的深井管井，所述淺井真空管井和深井管井位于懸掛式止水帷幕所圍區(qū)域中。
[0014]所述懸掛式止水帷幕為四周封閉且底部不封閉的止水帷幕。
[0015]上述淺井真空管井內(nèi)設(shè)置有泵量為10?30m3/h的潛水泵一；深井管井內(nèi)設(shè)置有泵量為50?80m3/h的潛水泵二。
[0016]上述淺井真空管井從上至下依次為實(shí)管、過(guò)濾管和沉淀管，將過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層中，潛水泵一位于過(guò)濾管內(nèi)，真空泵位于淺井真空管井過(guò)濾管內(nèi)。
[0017]上述深井管井從上至下依次為實(shí)管、過(guò)濾管和沉淀管，將過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層以下強(qiáng)透水層中，潛水泵二位于深井管井過(guò)濾管內(nèi)。
[0018]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1.減少流砂、流土、突涌的可能性，增加基坑安全性
[0020]粉砂夾粉質(zhì)粘土的滲透系數(shù)約為10_5?10_4cm/s，為弱透水性的承壓含水層，稱作弱透水層，具有弱承壓性；下部砂層、卵石層的滲透系數(shù)約為10_3?10_2cm/s，為強(qiáng)透水性的承壓含水層，稱作強(qiáng)透水層，具有強(qiáng)承壓性。人們往往很重視強(qiáng)透水層中承壓水的控制，而容易忽視弱透水層中地下水的控制。實(shí)際工程中，經(jīng)常因未控制好弱透水層中地下水而造成流土、流砂、局部隆起等工程現(xiàn)象，導(dǎo)致坑外地面沉降過(guò)大，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較大，對(duì)周邊環(huán)境造成破壞性的影響，其教訓(xùn)是慘痛的。采用本實(shí)用新型控制地下水，止水帷幕穿過(guò)粉砂夾粉質(zhì)粘土，深井管井將承壓水水頭降低到粉砂夾粉質(zhì)粘土以下，淺井真空管井疏干粉砂夾粉質(zhì)粘土中弱承壓水。控制好粉砂夾粉質(zhì)粘土中弱承壓水，可大大減少流土、流砂、局部隆起等不利現(xiàn)象，提聞了基坑的安全性。
[0021]2.相對(duì)盡可能的少抽取地下水在該類土層開(kāi)挖基坑，較常規(guī)的地下水控制方法是采用懸掛式止水帷幕結(jié)合深井管井降水，由于下部強(qiáng)透水層滲透系數(shù)大，補(bǔ)給快，與長(zhǎng)江水力連系緊密，為滿足基坑不發(fā)生突涌現(xiàn)象，降低承壓水水位，而需要大量抽取強(qiáng)透水層中地下水。
[0022]采用本實(shí)用新型控制承壓水，粉砂夾粉質(zhì)粘土滲透性相對(duì)較小，垂直滲透性小于水平滲透性，淺井真空管井利用負(fù)壓可順利疏干粉砂夾粉質(zhì)粘土中地下水，而粉砂夾粉質(zhì)粘土與長(zhǎng)江水力聯(lián)系相對(duì)較弱，補(bǔ)給較慢，因此無(wú)需大量抽取地下水就能降低粉砂夾粉質(zhì)粘土中弱承壓水水頭，滿足基坑開(kāi)挖作業(yè)面的需要。
[0023]3.減少對(duì)周邊環(huán)境的影響
[0024]常規(guī)的采用懸掛式止水帷幕結(jié)合深井管井降水方法需要大量長(zhǎng)時(shí)間抽取地下水，對(duì)周邊環(huán)境影響大，且影響的范圍廣。而采用本實(shí)用新型控制地下水，抽取水量少，且粉砂夾粉質(zhì)粘土采用止水帷幕隔斷與外力聯(lián)系，并通過(guò)設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土的弱透水層中的淺井真空管井濾水管，利用真空泵抽取井管中的空氣，使井管內(nèi)真空度不小于65kPa，井管內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，利用負(fù)壓將粉砂夾粉質(zhì)粘土中水匯集于井管后采用小泵量的潛水泵按需抽水；對(duì)周邊環(huán)境影響小，影響的范圍也小。
[0025]4.造價(jià)經(jīng)濟(jì)
[0026]相對(duì)于落底式止水帷幕+管井疏干降水，采用本實(shí)用新型控制承壓水具有造價(jià)經(jīng)濟(jì)，施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
[0027]綜上所述本實(shí)用新型具有安全可靠、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、減少抽水等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型的平面圖；
[0029]圖2是本實(shí)用新型的剖面圖；
[0030]圖3是本實(shí)用新型淺井真空管井結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖4是本實(shí)用新型深井管井結(jié)構(gòu)圖。
[0032]其中:1 一淺井真空管井、2—深井管井、3—懸掛式止水帷幕、4一粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層、5—粉砂、粉細(xì)砂、卵石層強(qiáng)透水層、6—實(shí)管、7—過(guò)濾管、8—沉淀管、9 一潛水泵一、10—真空泵、11一潛水泵二。

【具體實(shí)施方式】
[0033]本實(shí)用新型包括穿透粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層4的懸掛式止水帷幕3、將過(guò)濾管7設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層4以下強(qiáng)透水層5中的深井管井2和將過(guò)濾管7設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層4中的淺井真空管井I，所述懸掛式止水帷幕3為四周封閉且底部不封閉的止水帷幕，所述淺井真空管井I和深井管井2位于懸掛式止水帷幕3所圍區(qū)域中。
[0034]上述淺井真空管井I內(nèi)設(shè)置有泵量為10?30m3/h的潛水泵一 9 ;深井管井2內(nèi)設(shè)置有泵量為50?80m3/h的潛水泵二 11。
[0035]上述淺井真空管井I從上至下依次為實(shí)管6、過(guò)濾管7和沉淀管8，過(guò)濾管7設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層4以下強(qiáng)透水層中，潛水泵一 9位于過(guò)濾管7內(nèi)，真空泵10位于淺井真空管井I實(shí)管6內(nèi)。
[0036]上述深井管井2從上至下依次為實(shí)管6、過(guò)濾管7和沉淀管8，將過(guò)濾管7設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層4以下強(qiáng)透水層5中，潛水泵二 11位于深井管井2過(guò)濾管7內(nèi)。
[0037]如圖1所示:沿著建構(gòu)筑物地下空間外施工一排四周封閉的懸掛式止水帷幕3，帷幕內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)需要設(shè)置一定數(shù)量的深井管井2和淺井真空管井I。
[0038]圖3是本實(shí)用新型淺井真空管井I結(jié)構(gòu)圖，淺井真空管井I包括實(shí)管6、過(guò)濾管7、沉淀管8、真空泵10等，過(guò)濾管7要求設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層4中，通過(guò)對(duì)井管內(nèi)抽排空氣形成負(fù)壓，將粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層I中弱承壓水匯集井管向外抽排。
[0039]圖4是本實(shí)用新型深井管井2結(jié)構(gòu)圖，深井管井2包括實(shí)管6、過(guò)濾管7、沉淀管8，過(guò)濾管7要求設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層4以下的粉砂、粉細(xì)砂、卵石層強(qiáng)透水層5中，抽取強(qiáng)透水層5中承壓水。
【權(quán)利要求】
1.一種控制承壓水降水系統(tǒng)，其特征在于:包括穿透粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層的懸掛式止水帷幕、將過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層中的淺井真空管井和將過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層以下強(qiáng)透水層中的深井管井，所述淺井真空管井和深井管井位于懸掛式止水帷幕所圍區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制承壓水降水系統(tǒng)，其特征在于:所述懸掛式止水帷幕為四周封閉且底部不封閉的止水帷幕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制承壓水降水系統(tǒng)，其特征在于:淺井真空管井內(nèi)設(shè)置有真空泵和泵量為10?30m3/h的潛水泵一；深井管井內(nèi)設(shè)置有泵量為50?80m3/h的潛水泵二。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制承壓水降水系統(tǒng)，其特征在于:淺井真空管井從上至下依次為實(shí)管、過(guò)濾管和沉淀管，過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層中，潛水泵一位于過(guò)濾管內(nèi)，真空泵位于淺井真空管井實(shí)管內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制承壓水降水系統(tǒng)，其特征在于:深井管井從上至下依次為實(shí)管、過(guò)濾管和沉淀管，過(guò)濾管設(shè)置在粉砂夾粉質(zhì)粘土弱透水層以下的強(qiáng)透水層中，潛水泵二位于深井管井過(guò)濾管內(nèi)。
【文檔編號(hào)】E02D19/18GK204098050SQ201420544728
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】馬鄖, 郭運(yùn), 劉佑祥, 龍雄華, 張楊, 范曉峰, 龍曉東, 羅春雨, 李松, 杜金龍, 朱佳 申請(qǐng)人:中南勘察設(shè)計(jì)院（湖北）有限責(zé)任公司