一种用于降低承压水头压力的组合式减压井的制作方法

本实用新型涉及地铁车站、高层建筑基础等深基坑降水领域，具体为一种用于降低承压水头压力的组合式减压井。

背景技术：

随着人类可利用土地资源的逐渐减少，人类不断的向地下拓展空间，得益于社会经济建设的发展，基坑工程数量越来越多，规模越来越大，深度越来越深，降水成为了深基坑施工领域的重中之重。同时由于环保、节能和沉降控制不断完善，大规模无限度强降水已经逐渐被施工领域摒弃，转而充分利用地层特点以及与之相匹配的围护结构的隔水作用，精确降低定点区域、定点范围的地下水的基坑降水科学逐渐兴起，其中利用围护结构和地下隔水层形成封闭空间隔绝周边地下水的疏干降水是目前最为常用的一种降水形式，但是由于深基坑隔水层下承压水水头压较大，按照所需的设计深度进行开挖，一定扰动隔水层，使得承压水位以上的覆土层骤减后，极易发生基坑突涌现象，采用常规的直接降水方法一方面无法充分利用隔水层的抗突涌强度，减少降水量，另一方面结构完成后降水井封堵困难，同时传统减压井结构一旦因停电或水泵故障停止抽水，会在相对较短的时间内导致水位急剧上升，甚至会淹没基坑，对正常施工产生较大的影响。

技术实现要素：

本实用新型为了解决采用常规降水方法一方面无法充分利用隔水层的抗突涌强度来减少降水量，另一方面结构完成后降水井封堵困难，同时传统减压井结构一旦因停电或水泵故障停止抽水，会在相对较短的时间内导致水位急剧上升，甚至会淹没基坑的问题，提供了一种用于降低承压水头压力的组合式减压井。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种用于降低承压水头压力的组合式减压井，包括设置有潜水泵的基坑外减压井和基坑内减压井，基坑外减压井包括设置在井孔内并从地面向下依次连接的直径相同的密闭钢管、滤水管和沉淀管，密闭钢管依次穿过并设置在潜水层和隔水层且距离隔水层下1米处，滤水管和沉淀管均设置在承压水层中，密闭钢管、滤水管和沉淀管的直径小于井孔直径，密闭钢管和井孔间位于隔水层以及隔水层上方2米范围内回填黏土球，密闭钢管和井孔间位于潜水层和隔水层上方2米范围内回填普通土，滤水管、沉淀管与井孔间位于承压水层的范围内回填滤料；

基坑内减压井基坑外减压井包括设置在井孔内并从顶板向下依次连接的直径相同的密闭钢管、滤水管和沉淀管，密闭钢管依次穿过并设置在顶板、底板和隔水层内且距离隔水层下1米处，密闭钢管外侧在位于顶板和底板的厚度范围内分别连接有沿其表面圆周设置的外止水环，滤水管和沉淀管均设置在承压水层中，密闭钢管、滤水管和沉淀管的直径小于井孔直径，密闭钢管和井孔间位于隔水层以及隔水层上方2米范围内回填黏土球，密闭钢管和井孔间位于底板底部和隔水层上方2米范围内的潜水层中回填普通土，滤水管、沉淀管与井孔间位于承压水层的范围内回填滤料。

密闭钢管、滤水管和沉淀管的直径大于潜水泵的直径10厘米，且小于井孔的直径15厘米。密闭钢管、滤水管和沉淀管的直径小于井孔直径15厘米有助理三种井管的下放，且便于其在下放过程中可以对井管的垂直度进行微调；密闭钢管、滤水管和沉淀管的直径大于潜水泵的直径10厘米，有利于潜水泵通过井管放置到所需深度，同时10厘米的间隙有助于回填普通土、黏土球和滤料。

密闭钢管的外止水环与迎水面的混凝土主体底板和顶板整体浇筑。外止水环分别在底板及顶板施工时焊制，厚度以5毫米为宜，宽度大于10厘米并便于钢筋绑扎，混凝土浇筑时与底板、顶板浇筑为一体；此外，内止水环在降水井拆除后封堵顶板孔洞时焊制，厚度以5毫米为宜，宽度大于5厘米并便于混凝土振捣；内外止水环与密闭钢管焊接严密，确保止水效果。

沉淀管外侧设置有尼龙网，尼龙网的网孔径为60目。沉淀管外加网孔径60目的尼龙网可以有效的聚集经过滤层流入滤水管内的细小砂粒和岩屑，降低抽水的含沙量，减少地层内细颗粒物的土体损失。

滤水管为桥式滤水管。桥式滤水管的桥形孔口为特殊结构使得砾石不易阻塞孔眼，同时特殊孔形结构起到了增强滤水器机械强度的效果，桥式滤水管有较高的过水能力,可获得较高效的水源，桥式滤水管系采用钢板冲孔、卷制而成，重量轻，价格低。

黏土球以直径 20～30mm 为宜。黏土球为可塑性黏土，有利于密闭钢管和井孔贴合紧密。

滤料选取磨圆度较好的硅砾石砂粒为宜。磨圆度较好的硅砾石砂粒作为滤料，可以最大限度的阻止周围土体进入到管内，同时可以保证最大限度的透水性，便于降水。

本实用新型的设置步骤为：

1、根据降水方案水泵功率确定井管大小，通产井管直径大于潜水泵直径10cm，根据井管直径确定降水井钻孔直径，通常钻孔直径大于井管直径15cm；

2、在预定井位钻孔，作为优选选用反循环钻机成孔；

3、安装沉淀管：并做好封底，将沉淀管下放至上口便于连接的高度；

4、安装滤水管：在将滤水管与沉淀管上口焊接连接，连接需保证焊接质量及滤水管与沉淀管同心焊接，然后随着下放井管在沉淀管上缠尼龙网，尼龙网孔径根据计算确定；

5、安装密闭钢管：在将密闭钢管与滤水管上口焊接连接，连接需保证焊接质量及密闭钢管、滤水管、沉淀管同心焊接；

6、根据设计深度将井管下放到指定位置进行固定并将井管矫正到成孔中心；

7、回填滤料：将井管与成孔间空隙采用滤料回填至隔水层下表面，确保四周回填均匀、密实；

8、回填粘土球：待滤料回填至设计标高后，回填黏土球，黏土球回填高度高于隔水层上表面2m；

9、普通土回填：黏土球回填至设计标高后，就地取材，将剩余空隙回填至地面，完成减压井施工；

10、外止水环焊接：基坑开挖到底后施工垫层，井管处外包防水层参照穿墙管处理，在底板中部焊接外止水环，顶板处理同底板；

11、结构满足抗浮要求后，停泵、拆除抽水系统、注浆封堵；

12、内止水环焊接：割除剩余井管后，在顶板中部焊接内止水环，浇筑混凝土，完成施工。

本实用新型的设计结构合理，思路独特，操作简单、安全高效，经济适用。能够有效的减少无用降水、降低应急风险并且后期封堵简单可靠；不但通过分层降水精确控制了降低指定含水层地下水或水压，减少了无效降水，提高了降水效能，并且通过结构优化，争取了应急时间，降低了故障风险，同时该结构在保证了底板、顶板防水效果的基础上便于后期封堵；本发明施工方便、工艺简单，提高了降水效率、节约了施工成本，确保了后期防水效果，实用性强，推广前景好。

附图说明

图1为本实用新型的基坑外布置示意图；

图2为本实用新型的基坑内布置示意图。

图中：1- 密闭钢管，2-外止水环，2.1-内止水环，3-滤水管，4-沉淀管，5-普通土，6-黏土球， 7-滤料，A-潜水层，B-隔水层，C-承压水层，D-底板，E-顶板。

具体实施方式

结合图1和图2对本实用新型做进一步说明，一种用于降低承压水头压力的组合式减压井，包括设置有潜水泵的基坑外减压井和基坑内减压井，基坑外减压井包括设置在井孔内并从地面向下依次连接的直径相同的密闭钢管1、滤水管3和沉淀管4，密闭钢管1依次穿过并设置在潜水层A和隔水层B且距离隔水层B下1米处，滤水管3和沉淀管4均设置在承压水层C中，密闭钢管1、滤水管3和沉淀管4的直径小于井孔直径，密闭钢管1和井孔间位于隔水层B以及隔水层B上方2米范围内回填黏土球6，密闭钢管1和井孔间位于潜水层A和隔水层B上方2米范围内回填普通土5，滤水管3、沉淀管4与井孔间位于承压水层C的范围内回填滤料7；基坑内减压井基坑外减压井包括设置在井孔内并从顶板向下依次连接的直径相同的密闭钢管1、滤水管3和沉淀管4，密闭钢管1依次穿过并设置在顶板E、底板D和隔水层B内且距离隔水层B下1米处，密闭钢管1外侧在位于顶板E和底板D的厚度范围内分别连接有沿其表面圆周设置的外止水环2，滤水管3和沉淀管4均设置在承压水层C中，密闭钢管1、滤水管3和沉淀管4的直径小于井孔直径，密闭钢管1和井孔间位于隔水层B以及隔水层B上方2米范围内回填黏土球6，密闭钢管1和井孔间位于底板D底部和隔水层B上方2米范围内的潜水层A中回填普通土5，滤水管3、沉淀管4与井孔间位于承压水层C的范围内回填滤料7。

密闭钢管1、滤水管3和沉淀管4的直径大于潜水泵的直径10厘米，且小于井孔的直径15厘米。密闭钢管1的外止水环2与迎水面的混凝土主体底板D和顶板E整体浇筑。沉淀管4外侧设置有尼龙网，尼龙网的网孔径为60目。滤水管3为桥式滤水管。黏土球6以直径 20～30mm 为宜。滤料7选取磨圆度较好的硅砾石砂粒为宜。

实施例：

某深基坑下部含有大量的承压水层，经过前期的勘测发现其内部承压水头压力较大，直接采用降水井降水方式存在一定的缺陷，利用本实用新型的组合式减压井，包括密闭钢管1、桥式冲压管过滤器、止水环、地下隔水层、建筑主体结构等组成，具体的包括基坑内减压井及基坑外减压井两种形式,井管直径根据配置潜水泵直径确定，通常大于潜水泵直径10cm，成孔直径大于管井直径15cm，便于回填滤料7、黏土球6及普通土5。

其中基坑外减压井井身由位于隔水层上的密闭钢管1、位于隔水层B下的滤水管3以及位于井底的沉淀管4组成，所述密闭钢管1可采用螺旋管、焊管或无缝钢管，壁厚根据降水井深度确定，连接时需保证焊接的密封性，其外侧与潜水层A接触部分的回填土可回填可就地取材，不做要求;外侧与隔水层接触部分采用黏土球6回填，黏土球6回填高度为隔水层B下表面至隔水层B上表面以上2m，确保回填后隔绝潜水与承压水；所述滤水管3由桥式冲压管组成，壁厚根据降水井深度确定，外包尼龙过滤网，过滤网孔径根据计算出水量确定，通常取60目，外填3~7mm石子做为滤料7；所述沉淀管4可采用普通钢管，壁厚根据降水井深度确定；黏土球6以直径 20～30mm 为宜，采用优质粘土制备并风干备用；做为优选滤料7选取磨圆度较好的硅砾石砂粒为宜。

基坑内减压井井身除位于隔水层上的密闭钢管1、位于隔水层B下的滤水管3以及位于井底的沉淀管4外，还有位于底板D和顶板E结构中部的外止水环2、位于顶板结E构中部的内止水环2.1组成。所述减压井井身结构和回填要求与基坑外减压井相同；外止水环2分别在底板D及顶板E施工时焊制，厚度以5mm为宜，宽度大于10cm并便于钢筋绑扎，混凝土浇筑时与底板D、顶板E浇筑为一体；内止水环2.1在降水井拆除后封堵顶板孔洞时焊制，厚度以5mm为宜，宽度大于5cm并便于混凝土振捣；内外止水环与密闭钢管1焊接严密，确保止水效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员对前述实施例所记载的技术方案进行修改，包括对本实用新型的部分或全部技术特征进行等同替换，其相应技术方案的本质并不脱离本实用新型的保护范围。