一种适用于地下结构的自动控制地下水压装置及施工方式的制作方法

本发明属于地下水压控制设备领域，尤其是涉及一种适用于地下结构的自动控制地下水压装置及施工方式。

背景技术：

随着我国城市化进程的不断加快，许多城市中心地区用地越发紧张，越来越多的交通工程、商业工程等转移至地下，埋置深度也越来越深，城市地下空间迎来了大开发阶段。当地下结构底板埋置深度低于地区地下水位时，地下结构会受到地下水浮力的作用，常规的措施有设置抗浮桩、抗浮锚杆、压重、泄水等，为保证抗浮设计的安全，需考虑结构使用周期内可能最高水位，由于使用期内的最高水位为短暂工况且为低概率事件，抗浮措施设计往往相对较保守，经济性较差。

另外，许多地下结构在使用阶段由于地面规划调整、城市更新等原因面临覆土卸载等问题，而在设计时并未考虑此种工况，需进行大面积降水，对周边环境影响较大，甚至可能引起地表建筑物发生沉降等风险；若在设计时考虑此短暂工况，需额外加设较多措施，增加造价较大。为了保证地下结构的抗浮安全，减少不必要的投资，减少地下水资源的浪费，减低因降水对周边环境的影响，亟需一种适用于地下结构全生命周期的、可实现按需降水的自动控制地下水压装置及其施工方法。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种适用于地下结构的自动控制地下水压装置及施工方式，尤其适用于地下结构全生命周期自动地控制地下水压。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种适用于地下结构的自动控制地下水压装置，包括钢管，钢管底部设置有封底钢板，钢管的侧壁底部位置均匀设置有若干筛孔，钢管的外侧壁中下部设置有加强防水层，钢管侧壁与加强防水层的接缝处设置有单组份聚氨酯密封胶，加强防水层包括柔性防水层、双面自粘性胶条和柔性防水加强层，柔性防水层包裹在钢管外侧壁上，保证地下水不沿泄水管道与地下结构底板连接缝处渗出，且柔性防水层与柔性防水加强层之间通过双面自粘性胶条固定粘结，钢管上安装有一止水法兰，钢管顶部安装有一总阀门，总阀门顶部输出端通过管路连接一t字型分流管，且t字型分流管一侧的输出端安装有一滤网清理堵头，t字型分流管的另一侧输出端连接的管路上安装有一自动泄压泄水球阀，自动泄压泄水球阀上安装有一压力表。止水法兰焊接在钢管上，且止水法兰与钢管连接处形成焊缝，焊缝上设置有遇水膨胀止水条，进一步保证地下水不沿泄水管道与地下结构底板连接缝处渗出。钢管的截面直径为200mm，且其管壁厚度为5mm；封底钢板的厚度为5mm；各个筛孔的直径为20mm，且相邻的筛孔之间的距离为50mm，这样可以使得地下水通过筛孔进入泄水管道。

在使用过程中，使用者首先设置地下结构底板下反滤层，其包括碎石反滤层、粗砂反滤层和土工布反滤层，碎石反滤层铺设在最底部，且其顶部形成圆锥形凹陷，粗砂反滤层均匀铺设在碎石反滤层的凹陷处，所述钢管底部设置在粗砂反滤层内，且在钢管外侧壁与粗砂反滤层之间均匀设置有土工布反滤层，粗砂反滤层设置45°坡度以增加迎水面积，土工布反滤层紧密包裹在泄水管道外侧，保证地基土颗粒及其他杂物不进入泄水道内，粗砂反滤层与土工布反滤层上方均匀铺设有混凝土垫层，加强防水层底部自由端覆盖在混凝土垫层表面。

由于在基坑底部共设置三道反滤层，过滤面积大，可保证地下水通过时不夹地基土颗粒，有效避免基底因泄水发生破坏。泄水钢管施工阶段底板浇筑前预埋于地下结构底板结构中，埋设时可避开底板受力主钢筋，保证底板受力不受影响，进而保障结构安全。在地下结构底板下方泄水孔处设置加强防水层，保证地下水不沿泄水管道与地下结构底板连接缝处渗出。

且可在地下结构施工阶段能有效地进行补偿降水，解决了施工阶段局部降水井损坏、降水井效果差的问题，降低了施工阶段基坑底发生管涌、突涌等风险。

本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，使得使用者可以在地下结构在抗浮设计时可取常水位，在使用过程中地下水位超过常水位时，可采用本发明进行降水，控制底板水压始终小于常水位时的水压；同时解决了地下结构使用阶段可能存在的覆土卸载再开发问题，在卸载阶段可采用本发明进行降水，保证地下结构在卸载阶段仍满足抗浮要求；另外，可在施工阶段能有效地进行补偿降水，解决了施工阶段局部降水井损坏、降水井效果差的问题，降低了施工阶段基坑底发生管涌、突涌等风险。

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图；

图2是本发明的泄水管道及加强防水层的局部放大示意图。

图中：

1、碎石反滤层2、粗砂反滤层3、土工布反滤层

4、混凝土垫层5、单组份聚氨酯密封胶6、焊缝

7、止水法兰8、遇水膨胀止水条9、钢管

10、总阀门11、滤网清理堵头12、自动泄压泄水球阀

13、压力表14、封底钢板15、筛孔

16、柔性防水层17、双面自粘性胶条18、柔性防水加强层

具体实施方式

如图1或2所示，本发明为一种适用于地下结构的自动控制地下水压装置，包括钢管9，钢管9底部设置有封底钢板14，钢管9的侧壁底部位置均匀设置有若干筛孔15，钢管9的外侧壁中下部设置有加强防水层，钢管9侧壁与加强防水层的接缝处设置有单组份聚氨酯密封胶5，加强防水层包括柔性防水层16、双面自粘性胶条17和柔性防水加强层18，柔性防水层16包裹在钢管9外侧壁上，保证地下水不沿泄水管道与地下结构底板连接缝处渗出，且柔性防水层16与柔性防水加强层18之间通过双面自粘性胶条17固定粘结，钢管9上安装有一止水法兰7，钢管9顶部安装有一总阀门10，总阀门10顶部输出端通过管路连接一t字型分流管，且t字型分流管一侧的输出端安装有一滤网清理堵头11，t字型分流管的另一侧输出端连接的管路上安装有一自动泄压泄水球阀12，自动泄压泄水球阀12上安装有一压力表13。止水法兰7焊接在钢管9上，且止水法兰7与钢管9连接处形成焊缝6，焊缝6上设置有遇水膨胀止水条8，进一步保证地下水不沿泄水管道与地下结构底板连接缝处渗出。钢管9的截面直径为200mm，且其管壁厚度为5mm；封底钢板14的厚度为5mm；各个筛孔15的直径为20mm，且相邻的筛孔15之间的距离为50mm，这样可以使得地下水通过筛孔进入泄水管道。

在使用过程中，使用者首先设置地下结构底板下反滤层，其包括碎石反滤层1、粗砂反滤层2和土工布反滤层3，碎石反滤层1铺设在最底部，且其顶部形成圆锥形凹陷，粗砂反滤层2均匀铺设在碎石反滤层1的凹陷处，钢管9底部设置在粗砂反滤层2内，且在钢管9外侧壁与粗砂反滤层2之间均匀设置有土工布反滤层3，粗砂反滤层2设置45°坡度以增加迎水面积，土工布反滤层3紧密包裹在泄水管道9外侧，保证地基土颗粒及其他杂物不进入泄水道内，粗砂反滤层2与土工布反滤层3上方均匀铺设有混凝土垫层4，加强防水层底部自由端覆盖在混凝土垫层4表面。

由于在基坑底部共设置三道反滤层，过滤面积大，可保证地下水通过时不夹地基土颗粒，有效避免基底因泄水发生破坏。泄水钢管施工阶段底板浇筑前预埋于地下结构底板结构中，埋设时可避开底板受力主钢筋，保证底板受力不受影响，进而保障结构安全。在地下结构底板下方泄水孔处设置加强防水层，保证地下水不沿泄水管道与地下结构底板连接缝处渗出。

且可在地下结构设计阶段减少抗浮设施，节约造价；使用阶段及卸载再开发阶段实现按需降水，有效保证地下结构的使用安全；施工阶段能有效地进行补偿降水，解决了施工阶段局部降水井损坏、降水井效果差的问题，降低了施工阶段基坑底发生管涌、突涌等风险。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。