一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法的制作方法

一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法
1.相关申请的交叉引用
2.本公开要求于2021年02月01日提交中国专利局的申请号为202110136828x、名称为“一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
3.本发明涉及建筑施工技术领域，具体而言，涉及一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法。


背景技术：

4.进行施工作业的过程中，在压差作用下，必然会有地下水不断渗入基坑，若不进行基坑降排水工作，将会造成基坑浸水，使现场施工条件变差，地基承载力下降，在动水压力作用下还可能引起流砂、管涌和边坡失稳等现象，因此，为确保基坑施工安全，必须采取有效的降水和排水措施。
5.然而采用常规的降水施工操作，对于夹有粉质黏土隔水层处的工作井，无法满足降水要求，工作坑内水位下降不明显，无法进行下一步施工，进而影响工程进度。


技术实现要素：

6.本发明的目的包括，例如，提供了一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法，其能够在竖井的开挖深度大于粉质黏土隔水层后，满足竖井的降水需求，特别是周围场地狭小、地下水较大的竖井降水施工时，均具有较好的控水效果。
7.本发明的实施例可以这样实现：
8.本发明的实施例提供了一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法，用于在所述竖井开挖深度大于粉质黏土隔水层深度后，满足所述竖井的降水需求，所述有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法包括：
9.在竖井外周设置管井以进行管井降水；
10.在所述竖井内设置插管以进行插管真空降水。
11.可选的，所述在竖井外周设置管井以进行管井降水的步骤包括：
12.冲孔至预设深度，以形成降水井；
13.将无砂滤管下管至所述降水井中；
14.在所述无砂滤管与所述降水井的壁面之间回填滤料。
15.可选的，所述将无砂滤管下管至所述降水井中的步骤包括：
16.在所述降水井外打设相对设置的第一木桩和第二木桩；
17.将承牵绳的两端分别固定在所述第一木桩和第二木桩上；
18.将管堵限位于所述承牵绳，并将所述无砂滤管无砂滤管放入所述管堵，以通过所述管堵封闭所述无砂滤管下端；
19.松动所述承牵绳以将所述无砂滤管下管至所述降水井中。
20.可选的，所述松动所述承牵绳以将所述无砂滤管下管至所述降水井中的步骤包括：
21.所述无砂滤管的数量为多节，一节所述无砂滤管下管一半时，在所述无砂滤管外壁绑缚多根限位条，所述多根限位条沿所述无砂滤管的周向设置，将下一无砂滤管放入所述多根限位条围成的空间内，以保证相邻无砂滤管的同轴度。
22.可选的，在所述无砂滤管与所述降水井的孔壁之间回填滤料的步骤之后，还包括：
23.采用压缩空气和清水对所述管井进行洗井；
24.从所述无砂滤管内进行抽水，以进行管井降水。
25.可选的，所述夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法还包括：
26.在所述管井降水的过程中，还包括降水监测步骤；所述降水监测步骤包括对所述降水井的水位以及水量进行监测。
27.可选的，所述在所述竖井内设置插管以进行插管真空降水的步骤包括：
28.在所述竖井的下台阶边墙水力成孔，以形成多个抽水孔；
29.将滤水管插入所述抽水孔中；
30.在所述滤水管和所述抽水孔的孔壁之间灌入滤料；
31.将所述滤水管与集水管连通，通过与所述集水管连通的真空抽水泵抽水。
32.可选的，所述在所述竖井的下台阶边墙水力成孔，以形成多个抽水孔的步骤包括：
33.在所述下台阶边墙打设多根钢管，且所述钢管倾斜向下延伸；
34.所述钢管一端设置有喷水孔，上下抽动所述钢管，直至成孔。
35.可选的，所述抽水孔与所述竖井的开挖面之间的夹角为α，18
°
≤α≤22
°
，且所述抽水孔向远离所述竖井的轴线的方向延伸。
36.可选的，所述通过与所述集水管连通的真空抽水泵抽水的步骤之前，还包括：检查所述滤水管的渗水性能；
37.所述检查所述滤水管的渗水性能的步骤包括，观察所述滤水管是否有水冒出；若所述滤水管内无水冒出，则向所述滤水管内灌水，以观察所述滤水管内水的下渗情况。
38.本发明实施例的夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法的有益效果包括，例如：
39.本发明的实施例提供的夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法，其包括在竖井外周设置管井以进行管井降水，同时在竖井内设置插管以进行插管真空降水。经过实践证明，通过坑外管井降水、坑内插管真空降水共同作用的控水措施，对于周边环境复杂、场地狭小、临近地表水、地下水较大、基坑地质夹有粉质黏土隔水层的竖井均能够有效满足其降水需求，降水效果好。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
41.图1为本发明的实施例提供的夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法中管井降水处下管时的结构示意图；
42.图2为本发明的实施例提供的夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法中插管真空降水处的结构示意图；
43.图3为图2中ⅲ处的局部结构放大示意图。
44.图标：100
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竖井；111
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降水井；112
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无砂滤管；113
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管堵；114
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第一木桩；115
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第二木桩；116
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承牵绳；121
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开挖面；122
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抽水孔；123
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滤水管；124
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抽水管；125
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集水管；126
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黄泥；127
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滤料。
具体实施方式
45.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
46.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
48.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
49.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
51.具体施工工程简介：本工程检查井及提升泵站施工场地紧邻公路、防洪排涝沟渠、民房，以及高压线路，作业环境复杂，本场地历史最高水位为自然地表，近3～5年最高地下水位接近自然地面，地下水年变化幅度约为1.0～2.0m。根据勘察报告，地下水类型为潜水；稳定水位埋深约为1.50m。在施工过程中发现对处于夹有粉质黏土隔水层处的工作井，常规的降水方式无法满足降水要求，工作坑内水位下降部明显，无法进行下一步施工。本发明的实施例提供了一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法，以解决上述问题。
52.图1为本实施例提供的夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法中管井降水处下管时的结构示意图；图2为本实施例提供的夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法中插管真空降水处的结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例提供了一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法，其包括在竖井100外周设置管井以进行管井降水，同时在竖井100内设置插管以进行插管真空降水。经过实践证明，通过坑外管井降水、坑内插管真空降水共同作用的控水措施，对于周边环境复杂、场地狭小、临近地表水、地下水较
大、基坑地质夹有粉质黏土隔水层的竖井100均能够有效满足其降水需求，降水效果好。
53.下面对本实施例提供的夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法进行进一步说明：
54.s01:在竖井100外周设置管井以进行管井降水。
55.通过在竖井100外周设置管井，以进行管井降水，该管井降水施工的步骤包括：
56.a1:冲孔至预设深度，以形成降水井111。
57.采用qj150型钻机成孔，成孔直径600mm，冲孔至预设深度，从而形成降水井111。
58.a2：将无砂滤管112下管至降水井111中。
59.无砂滤管112为混凝土管，其直径为400mm，每节管长为1m。将无砂滤管112下管至所述降水井111中的步骤包括：
60.在降水井111外打设相对设置的第一木桩114和第二木桩115。第一木桩114和第二木桩115在降水井111外地面打设，且第一木桩114和第二木桩115的连线大致与降水井111的轴线相交。
61.将承牵绳116的两端分别固定在第一木桩114和第二木桩115上。将承牵绳116的两端分别栓于第一木桩114和第二木桩115上，如此承牵绳116的中间绳段位于降水井111处。
62.将管堵113限位于承牵绳116，并将无砂滤管112放入管堵113，以通过管堵113封闭无砂滤管112下端。管堵113通过混凝土浇筑成型，且管堵113两侧设置有凹槽，承牵绳116的中间绳段卡设于凹槽内。
63.松动承牵绳116以将无砂滤管112下官至降水井111内。由于承牵绳116的中间绳段卡设于管堵113的凹槽内，如此当松动承牵绳116、承牵绳116位于降水井111内的长度增加时，管堵113在重力作用下缓慢进入降水井111中，同时由于无砂滤管112放置在管堵113上，如此当管堵113下降以深入降水井111内时，无砂滤管112随管堵113同步下降，以实现下管，下管至井底后将承牵绳116抽出。而且管堵113封闭无砂滤管112下端，从而能够有效避免下管以及使用过程中泥土等进入无砂滤管112内。
64.同时，无砂滤管112的数量设置为多节，无砂滤管112的具体节数根据降水井111的具体深度设置。多节的无砂滤管112的下管具体过程为，当正在下管的一节无砂滤管112下管至一半时，即该无砂滤管112的下端位于降水井111内，上端位于降水井111外时，在该下管一半的无砂滤管112外壁绑缚多根限位条，多根限位条沿无砂滤管112的周向设置，如此在无砂滤管112上侧形成与其同轴设置的空间，通过将下一无砂滤管112放入该多根限位条围成的空间内，以保证相邻无砂滤管112的同轴度。具体的，限位条为竹条。
65.需要说明的是，在本实施例中，无砂滤管112两端的端面为平面，如此通过设置限位条以保证相邻两节无砂滤管112在下管时的同轴度，可以理解的，在其他实施例中，若采用的无砂滤管112两端具有定位结构，相邻两节无砂滤管112通过定位结构的配合保证同轴度。
66.a3:在无砂滤管112与降水井111的壁面之间回填滤料127。
67.下管完成后，在无砂滤管112外和降水井111的壁面之间回填砾石滤料127。同时在回填滤料127后，还包括采用压缩空气和清水对管井进行洗井，洗井合格后，从无砂滤管112内进行抽水，以进行管井降水。
68.而且在进行管井降水的过程中，还包括进行降水监测步骤，以对降水井111的水位
以及水量进行监测。降水监测的具体过程为：
69.①
降水勘察期和降水检验前要统测一次自然水位；
70.②
抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天观测三次水位、水量；
71.③
当水位已达到设计降水深度，且趋于稳定时，可每天观测一次；
72.④
在受地表水体补给影响的地区或在雨季时，观测次数宜每日2～3次；
73.⑤
水位、水量观测精度要求要与降水工程勘察的抽水试验相同；
74.⑥
对水位、水量监测记录要及时整理，绘制水量q与时间t和水位降深值s与时间t过程曲线图，分析水位水量下降趋势，预测设计降水深度要求所需时间；
75.⑦
根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及其产生的原因，及时提出调整补充措施，确保达到降水深度。
76.⑧
在开挖过程中，要随时观测侧壁、底部的渗水现象，并要查明原因，及时采取工程措施。
77.so2：在竖井100内设置插管以进行插管真空降水。
78.插管真空降水的原理是：水箱灌满水后，开动真空离心泵(图未示出)，真空离心泵驱动工作水运转，当水流流过水力喷射器，到喷嘴时，由于喷腔狭窄，流速突然增大，当水力继续经过时，形成真空腔，在井点周围产生真空，把地下水吸出，同时回入水箱。水箱内的水呈一个大气压的天然状态。
79.插管真空降水的步骤包括：
80.b1:在竖井100的下台阶边墙水力成孔，以形成多个抽水孔122。
81.在下台阶边墙打设多根钢管，且钢管倾斜向下延伸；钢管一端设置有喷水孔，上下抽动钢管，直至成孔。
82.在下台阶边墙粉质沙土层开挖面121处打设24根ф120钢管，管长2.5米。钢管端部设置有喷水孔，由操作工人手持钢管上下抽动，直至成孔，成孔深度一般比滤水管123长度长0.5米，并做左右上下摆动。需要说明的是，此处并不对钢管的数量和长度进行限制，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据水量和竖井100尺寸具体设置钢管数量以及钢管长度。
83.抽水孔122与竖井100的开挖面121之间的夹角为α，18
°
≤α≤22
°
，且抽水孔122向远离竖井100的轴线的方向延伸。可选的，α＝20
°
，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求具体设置夹角值，例如设置为18
°
或22
°
等。
84.b2:将滤水管123插入抽水孔122中。
85.在水力成孔后立即拔出钢管，插入滤水管123，防止坍塌。滤水管123端部用铁板封口并用滤网包裹，从而在滤水管123端部制成过滤部，以避免在抽水过程中，泥土等进入滤水管123内。
86.b3：在滤水管123和抽水孔122的孔壁之间灌入滤料127。
87.图3为图2中ⅲ处的局部结构放大示意图。请结合参照图2和图3，在滤水管123放入完成后，向抽水孔122周边内灌入滤料127，以保证流水畅通。如此完成滤水管123的埋设。每根滤水管123埋设完成后，还应对滤水管123的渗水性能进行检查。检查滤水管123的渗水性能的步骤包括，观察所述滤水管123是否有水冒出；若所述滤水管123内无水冒出，则向所述滤水管123内灌水，以观察所述滤水管123内水的下渗情况，下渗较快则说明该管质量优良。
88.b4：将滤水管123与集水管125连通，通过与集水管125连通的真空抽水泵抽水。
89.通过材质为pp
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r(三型聚丙烯)的抽水管124将滤水管123与集水管125连通，集水管125与真空抽水泵连通，如此在真空抽水泵的作用下进行抽水。具体的，抽水管124两端分别于滤水管123和集水管125连接，并通过铁丝拧紧，然后外涂抹黄泥126，以防漏气，最后通过真空抽水泵进行试抽。抽的主要目的是检查接头的质量，井点的出水状况，真空抽水泵的运转情况，如发现漏水、漏气现象，应及时进行箍紧或采用黄泥126封堵处理。
90.本实施例提供的一种夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法至少具有以下优点：
91.本发明的实施例提供的夹有粉质黏土隔水层地质竖井的控水施工工法，其通过采取坑外管井降水，坑内插管真空降水共同作用的控水措施，对夹有粉质黏土隔水层地址的竖井100基坑降水，其降水效果明显，能够快速疏干地层，满足施工要求。保证竖井100侧壁土质含水率低，土质稳定，安全性高。降水周期短，缩短前期预降水时间。
92.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。