专利名称：一种基坑工程降水回灌一体化装置和工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种基坑工程中的水处理装置和方法，特别是一种基坑工程降水回灌一体化装置和工艺。
背景技术：
为给基坑工程提供干燥并安全的施工环境，采用降水的方法降低开挖土层与可能引起基坑底板承压水突涌的含水层的地下水位是十分必要的。但随着地下水位的降低，地基中原水位以下土体的有效自重应力增加，导致地基土体固结，进而造成降水影响范围内的地面和建(构)筑物产生不均匀沉降、倾斜、开裂等现象，危及其安全和正常使用，另一方面，居民自我权益保护意识逐渐提升，这都造成了基坑周边环境保护要求愈来愈严，为消除或降低基坑降水对周围环境的影响，通常采用设置止水帷幕的方法。但止水帷幕造价高，施工难度大，易发生渗漏。鉴于止水帷幕的上述不足，基于经济、简便、可行等优点，回灌法 逐渐得到推广。随着城市建设的快步发展，基坑建设的数量、规模、深度愈来愈大，某些基坑降水甚至都达到了 40多m，这都从地下抽出了大量的地下水。与此同时，为保护周边环境，回灌需要使用大量不会对回灌目标层产生污染的水，采用自来水不但提高了回灌成本，同时也是一种资源的浪费；将降水井中抽出的地下水直接排放进城市市政管道，不仅增加了市政管道的负担，也浪费了地下水资源。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供降水、水质处理、回灌同时进行的一种基坑工程降水回灌一体化装置和工艺。本发明一种基坑工程降水回灌一体化装置，包括至少一个降水井、至少一个回灌井，降水井设置在基坑中，还包括一个回灌水质处理系统和一个降水回灌监测系统，所述的回灌水质处理系统的一端和所述的降水井连接，所述的回灌水质处理系统的另外一端和所述的回灌井连接，所述的降水回灌监测系统由水质监测子系统和水位监测子系统构成，所述的水质监测子系统与所述的回灌水质处理系统连接，所述的水位监测子系统包括一个坑内水位观测井、一个坑外水位观测井和一个保护建筑物处水位观测井，所述的坑内水位观测井设置在基坑中，所述的坑外水位观测井设置在所述的基坑的外侧，所述的保护建筑物处水位观测井设置在保护建筑物的外侧。进一步的，所述的回灌水质处理系统包括一个水处理器，所述的降水井和一个曝气池连接，所述的曝气池和一个第一增压泵连接，所述的第一增压泵和所述的水处理器的进水口连接。进一步的，所述的水处理器的出水口和一个回灌水箱连接，所述的回灌水箱和一个第二增压泵连接，所述的第二增压泵和所述的回灌井连接。进一步的，所述的水处理器中设置有一个反冲洗进水口和一个反冲洗排水口，所述的第二增压泵还和所述的水处理器的反冲洗进水口连接，所述的水处理器的反冲洗排水口和一个沉淀池连接，所述的沉淀池通过一个外排管和市政管道的排污管连接。进一步的，所述的水质监测子系统由第一水质监测装置和第二水质监测装置构成，所述的曝气池和一个第一水质监测装置连接，所述的回灌水箱和一个第二水质监测装
置连接。进一步的，所述的回灌井中还设置有一个回扬泵，所述的回扬泵和所述的沉淀池连接。
本发明还提供了采用上述的装置实现基坑工程降水回灌的工艺，包括一个对降水井中的水进行水位监测的步骤，如果降水井的水符合抽取的条件，进行抽取，抽取的水进行水质检测，如果水质检测合格，直接将水注入回灌井，如果水质检测不合格，进行水处理，对水处理后的水也要进行水质的检测，将检测合格的水注入回灌井。进一步的，还包括一个对回灌井中的水位进行监测的步骤，以便确定抽水流量和回灌水量。进一步的，还包括一个对基坑内的水位、基坑外的水位和待保护建筑物处水位进行监测的步骤。本发明的一种基坑工程降水回灌一体化装置是将降水井中抽出的地下水经水质处理合格后回灌入目标含水层，实施降水、水质处理、回灌同时进行的运行系统。解决了因基坑降水引起基坑周边水位下降而引起地层变形及建(构)筑物破坏的技术问题，同时将基坑内抽汲出的地下水经水质处理后作为回灌水源即避免了含水层中地下水的污染，又解决了现有回灌技术中采取自来水作为回灌水造成回灌成本高、回灌效率低的缺陷，节约了水资源，维持了地下水环境系统的相对平衡，提高了回灌效率、降低了回灌成本，降低了市政管道的压力，实现了绿色施工。本发明是一种新型的地下水控制系统，利用本系统中的监测系统，可有效控制基坑内外及建构筑处的水位，确保基坑及建构筑的安全，在确保基坑内地下水安全控制的前提下，有效的控制了基坑外的地下水水位，消除或减弱了相应的环境变形，同时社会、环境及经济效益显著。本发明的有益特点如下
I)通过地下水的回灌，可有效控制保护建筑区的地下水水位，进而控制保护建筑区内的地层变形，消除或减少社会损失。2)回灌监测系统的设置为地下水回灌流量及回灌井的检修方面提供了指导，便于现场的回灌控制。3)回灌水源来自基坑工程中抽汲出的地下水，相对自来水回灌大大节约了水资源，对于含水层而言可确保自然生态系统中水资源的相对平衡，抽汲水的再利用可满足绿色施工要求。4)通过水质处理系统的设置，可避免回灌含水层的污染，同时也可以大大降低回灌井的堵塞。5)降水井抽出的地下水回灌回原含水层，降低了市政管道的压力，减少了地下水资源的浪费。
图I是采用本发明的一种基坑工程降水回灌一体化装置的运行流程图。
图2是本发明一 种基坑工程降水回灌一体化装置的结构示意图。图中1、坑外水位；2、隔水层；3、承压含水层；4、基坑；5、降水井；6、曝气池；7、弟一增压泵；8、SHGLM-2500型锰砂过滤器；9、回灌水箱；10、第二增压泵；11、回灌井；12、沉淀池；13、外排管；14、待保护建筑物；15、进水口 ； 16、排水口 ； 17、反冲洗进水口 ；18、反冲洗排水口 ；19、坑内水位观测井；20、坑外水位观测井；21、保护建筑物处水位观测井；22、坑内水位。
具体实施例方式以下结合
对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实例并不用仅限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。如图2所示，本发明一种基坑工程降水回灌一体化装置，包括至少一个降水井5、至少一个回灌井11，降水井5设置在一个基坑4中，还包括一个回灌水质处理系统和一个降水回灌监测系统，所述的回灌水质处理系统的一端和所述的降水井5连接，所述的回灌水质处理系统的另外一端和所述的回灌井11连接，所述的降水回灌监测系统由水质监测子系统和水位监测子系统构成，所述的水质监测子系统和所述的回灌水质处理系统连接，所述的水位监测子系统包括一个坑内水位观测井19、一个坑外水位观测井20和一个保护建筑物处水位观测井21，所述的坑内水位观测井19设置在基坑4中，所述的坑外水位观测井20设置在所述的基坑4的外侧，所述的保护建筑物处水位观测井21设置在保护建筑物14的外侧。进一步的，所述的回灌水质处理系统包括一个水处理器8，所述的降水井5和一个曝气池6连接，所述的曝气池6和一个第一增压泵7连接，所述的第一增压泵7和所述的水处理器8的进水口 15连接。进一步的，所述的水处理器8的出水口 16和一个回灌水箱9连接，所述的回灌水箱9和一个第二增压泵10连接，所述的第二增压泵10和所述的回灌井11连接。进一步的，所述的水处理器8中设置有一个反冲洗进水口 17和一个反冲洗排水口18，所述的第二增压泵10还和所述的水处理器8的反冲洗进水口 17连接，所述的水处理器8的反冲洗排水口 18和一个沉淀池12连接，所述的沉淀池12通过一个外排管13和市政管道的排污管连接。进一步的，所述的水质监测子系统由第一水质监测装置(图中未示)和第二水质监测装置(图中未示)构成，所述的曝气池6和一个第一水质监测装置连接，所述的回灌水箱9和一个第二水质监测装置连接。进一步的，所述的回灌井11中还设置有一个回扬泵(图中未示)，所述的回扬泵和所述的沉淀池12连接。如图I所示，本发明还提供了采用上述的装置实现基坑工程降水回灌的工艺，包括一个对降水井5中的水进行水位监测的步骤，如果降水井5的水符合抽取的条件，进行抽取，抽取的水进行水质检测，如果水质检测合格，直接将水注入回灌井11，如果水质检测不合格，进行水处理，对水处理后的水也要进行水质的检测，将检测合格的水注入回灌井11。进一步的，还包括一个对回灌井11中的水位进行监测的步骤，以便确定抽水流量和回灌水量。
进一步的，还包括一个对基坑4内的水位、基坑4外的水位和待保护建筑物14处水位进行监测的步骤。发明的工作过程是首先将基坑4 一侧降水井5抽出的地下水抽入至曝气池6，然后进行待处理水水质分析，若水质符合地下水回灌标准，则直接进行回灌，否则，根据水质分析报告选择适当的水质处理器，本例中选择SHGLM-2500型锰砂过滤器8，待抽出的地下水曝气后，采用第一增压泵7通过进水口 15向锰砂过滤器8中注入待处理的水进行水质处理，处理后的水经排水口 16进入回灌水箱9中，待水质处理系统运行稳定后，进行已处理水水质分析，若水质符合回灌标准，则通过第二增压泵10将回灌池9中的水灌入回灌井11中，否则，分析水质处理失败的原因，并采取适当的措施处理。运营中，根据坑内水位观测井19和坑外水位观测井20调整降水井的抽水量，评估降水过程中基坑内外水位变化情况；依据待保护建筑处水位观测井21、坑内水位观测井19和坑外水位观测井20的水位调整回灌水量。回灌过程中，如水质处理系统的处理能力减少30%则开启反冲洗系统，用第二增压泵10通过反冲进水口 17向锰砂过滤器8中注入干净的水(宜用自来水)以净化水质处理器8中受到地下水污染的锰砂，将反冲洗液通过沉淀池12排出，使水质处理系统能够持续 运营。另外，当发现回灌井11回灌效率降低时，需要开启回扬泵进行回灌井的回扬处理。
权利要求
1.一种基坑工程降水回灌一体化装置，包括至少一个降水井、至少一个回灌井，降水井设置在基坑中，其特征在于还包括一个回灌水质处理系统和一个降水回灌监测系统，所述的回灌水质处理系统的一端和所述的降水井连接，所述的回灌水质处理系统的另外一端和所述的回灌井连接，所述的降水回灌监测系统由水质监测子系统和水位监测子系统构成，所述的水质监测子系统与所述的回灌水质处理系统连接，所述的水位监测子系统包括一个坑内水位观测井、一个坑外水位观测井和一个保护建筑物处水位观测井，所述的坑内水位观测井设置在基坑中，所述的坑外水位观测井设置在所述的基坑的外侧，所述的保护建筑物处水位观测井设置在保护建筑物的外侧。
2.如权利要求I所述的一种基坑工程降水回灌一体化装置，其特征在于所述的回灌水质处理系统包括一个水处理器，所述的降水井和一个曝气池连接，所述的曝气池和一个第一增压泵连接，所述的第一增压泵和所述的水处理器的进水口连接。
3.如权利要求2所述的一种基坑工程降水回灌一体化装置，其特征在于所述的水处理器的出水口和一个回灌水箱连接，所述的回灌水箱和一个第二增压泵连接，所述的第二增压泵和所述的回灌井连接。
4.如权利要求3所述的一种基坑工程降水回灌一体化装置，其特征在于所述的水处理器中设置有一个反冲洗进水口和一个反冲洗排水口，所述的第二增压泵还和所述的水处理器的反冲洗进水口连接，所述的水处理器的反冲洗排水口和一个沉淀池连接，所述的沉淀池通过一个外排管和市政管道的排污管连接。
5.如权利要求2所述的一种基坑工程降水回灌一体化装置，其特征在于所述的水质监测子系统由第一水质监测装置和第二水质监测装置构成，所述的曝气池和一个第一水质监测装置连接，所述的回灌水箱和一个第二水质监测装置连接。
6.如权利要求4所述的一种基坑工程降水回灌一体化装置，其特征在于所述的回灌井中还设置有一个回扬泵，所述的回扬泵和所述的沉淀池连接。
7.采用权利要求I所述的装置实现基坑工程降水回灌的工艺，其特征在于包括一个对降水井中的水进行水位监测的步骤，如果降水井的水符合抽取的条件，进行抽取，抽取的水进行水质检测，如果水质检测合格，直接将水注入回灌井，如果水质检测不合格，进行水处理，对水处理后的水也进行水质的检测，将检测合格的水注入回灌井。
8.如权利要求7所述的工艺，其特征在于还包括一个对回灌井中的水位进行监测的步骤，以便确定抽水流量和回灌水量。
9.如权利要求7所述的工艺，其特征在于还包括一个对基坑内的水位、基坑外的水位和待保护建筑物处水位进行监测的步骤。
全文摘要
一种基坑工程降水回灌一体化装置，属于建筑领域，解决了因基坑降水引起周边水位下降进而引起地层变形及建筑物破坏的技术问题，包括降水井群、回灌井群，还包括一个回灌水质处理系统和一个降水回灌监测系统，回灌水质处理系统分别与降水井和回灌井连接，降水回灌监测系统由水质监测子系统和水位监测子系统构成，水质监测子系统与回灌水质处理系统连接。本发明还提供了采用上述装置实现基坑工程降水回灌的工艺。本发明是一种新型的绿色地下水控制系统，在确保基坑内地下水安全控制的前提下，有效控制了基坑外的地下水水位，消除或减弱了环境变形，同时通过水资源的再利用，其回灌成本低，经济效益显著。
文档编号E02D3/10GK102635122SQ20121010286
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者兰韡, 娄荣祥, 朱雁飞, 林长荣, 沈尉, 潘伟强, 王建秀, 秦浩, 程俊, 许旭, 陆建生 申请人:上海广联建设发展有限公司, 上海隧道股份有限公司