一种降水井及其施工方法

300mm，所述沉砂管的长度为1-3m；
15.所述第一滤管的底部高出所述沉砂管的底部30-50mm，所述第一滤管的顶部高出地表150-200mm；
16.所述第二滤管的底部高出所述第一滤管的底部30-50mm，所述第一滤管的顶部高出地表50-100mm。
17.可选地，所述第一封底件设置有若干第一孔洞，所述第一滤料层内的底部滤料中至少部分滤料穿过所述第一孔洞，以填补所述第一封底件的下部空隙；
18.所述第二封底件设置有若干第二孔洞，所述第二滤料层内的底部滤料中至少部分滤料穿过所述第二孔洞，以填补所述第二封底件的下部空隙。
19.可选地，所述降水井还包括防淤塞组件，所述防淤塞组件包括清洗泵和冲洗管，所述清洗泵设置在所述井管顶部周围的地表上，所述清洗泵的压力为5-8mpa，所述冲洗管的一端连接与所述清洗泵的出口，另一端埋置于所述滤水层的滤料层内，所述冲洗管的埋置部分设置有若干冲水孔。
20.可选地，所述冲洗管埋置于内侧的滤料层内；所述冲洗管的埋置部分的长度小于相应滤料层长度150-300mm，所述冲洗管为圆管，外径为30-50mm，壁厚为2.5-3.5mm。
21.可选地，所述防淤塞组件设置为多个，多个所述防淤塞组件的冲洗管沿所述井管的周向间隔布置于相应滤料层内。
22.可选地，所述降水井还包括抽水组件，所述抽水组件包括抽水水泵和抽水管，所述抽水水泵设置在所示井管顶部周围的地表上，所述抽水管的一端连接与所述抽水水泵的出口，另一端伸入所述滤水管内。
23.本发明还提出了一种如上所述的降水井的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
24.步骤一，基于施工场地的土层分布和土颗粒级配，确定降水井的井坑尺寸、井管的尺寸、滤水层的数量和尺寸、滤水层内滤料层之滤料的粒径和级配；
25.步骤二，按照确定的井坑尺寸进行钻孔施工，并将确定的井管和滤水层依次安装在施工完成的井坑内。
26.有益效果：
27.本发明的降水井，包括井管和多层滤水层，井管包括设置有若干透水孔的滤水管，多层滤水层沿所述滤水管的径向从内向外依次布置在滤水管的外侧，滤水层包括滤料层，沿滤水管的径向从内向外，多层滤料层之滤料的粒径逐渐增大，且多层滤料层的级配不同。如此的结构设计，能够对降水井井管内的地下水进行有效的过滤，尽可能地防止泥沙堵塞滤料和滤水管，从而起到较好的防淤塞作用。
附图说明
28.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
29.图1为本发明一实施例的降水井施工完成后的结构剖面示意图；
30.图2为图1中a处的放大结构示意图；
31.图3为图1中b处的放大结构示意图；
32.图4为本发明一实施例的降水井的结构示意图；
33.图5为本发明一实施例的滤水层中滤管的剖面示意图；
34.图6为本发明一实施例的第一封底件的结构示意图；
35.图7为本发明一实施例的第二封底件的结构示意图。
36.图中标号：1-井管；11-滤水管；12-沉砂管；2-第一滤料层；3-第一滤管；31-第一封底件；311-第一孔洞；4-第二滤料层；5-第二滤管；51-第二封底件；511-第二孔洞；6-冲洗管；7-抽水管；8-抽水水泵；9-清洗泵。
具体实施方式
37.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种降水井，旨在能够有效地防止泥沙堵塞滤料和滤水管，从而起到较好的防淤塞作用。
40.如图1至图5所示，本发明的降水井包括井管1和多层滤水层，井管1包括设置有若干透水孔的滤水管11，多层滤水层沿所述滤水管11的径向从内向外依次布置在滤水管11的外侧，滤水层包括滤料层，沿滤水管11的径向从内向外，多层滤料层之滤料的粒径逐渐增大，也即是，多层滤料层的滤料的粒径由内向外逐渐增大，并且，多层滤料层的级配不同，如此的结构设计，能够对降水井井管1内的地下水进行有效的过滤，尽可能地防止泥沙堵塞滤料和滤水管11，从而起到较好的防淤塞作用。
41.需要说明的是，滤料层的层数为两层、三层或以上，但基于实际施工操作和施工成本，滤料层的层数优选为两层和三层。滤料层内滤料的粒径和级配是根据实际施工场地基坑周围土颗粒的级配来确定的。滤水管11上的透水孔的形状可以为圆形、方形、椭圆形或其他合理的形状，在此不做限制，均在本发明的保护范围之内。
42.本发明可选实施例中，滤水管11采用无砂混凝土管或桥式滤水管，其管壁上设置有若干透水孔。
43.进一步地，井管1还包括设置在滤水管11底部的沉砂管12，沉砂管12与滤水管11同轴布置。沉砂管12采用普通混凝土管或钢管，主要用于进入井内的细颗粒的沉淀，防止滤水管11淤塞。沉砂管12与滤水管11的连接方式采用现有常规方式即可，在此不再一一赘述。沉砂管12的长度根据含水层岩性和井的深度而定，可选地，沉砂管12的长度为1-3m(比如1m、2m、3m以及任意两个端点值之间的区间值)。需要说明的是，沉砂管12的底部应该设置在含水层底板处，以防止降水井下沉。
44.进一步地，滤水层还包括滤管和设置在滤管底部的封底件，滤管的管壁设置有若干滤水孔，滤料层填充在滤管与滤水管11之间的空腔内或相邻两个滤管之间的空腔内。
45.如图1至图3所示，本发明具体实施例中，滤水层设置为两层，包括沿滤水管11的径向由内向外依次设置的第一滤水层和第二滤水层。
46.第一滤水层包括第一滤管3、第一封底件31和第一滤料层2，第一滤管3的管壁设置
有若干第一滤水孔，第一滤管3套设在井管1的外侧，且二者之间存在间隙，第一封底件31设置在第一滤管3的底部，第一封底件31的内壁抵接于井管1的外壁，第一滤料层2设置在第一滤管3与井管1之间的空腔内。
47.第二滤水层包括第二滤管5、第二封底件51和第二滤料层4，第二滤管5的管壁设置有若干第二滤水孔，第二滤管5套设在第一滤管3的外侧，第二封底件51设置在第二滤管5的底部，第二封底件51的内壁抵接于第一滤管3的外壁，第二滤料层4设置在第二滤管5与第一滤管3之间的空腔内。
48.需要说明的是，第一滤水孔和第二滤水孔的形状可以为圆形、方形、椭圆形或其他合理的形状，在此不做限制，均在本发明的保护范围之内。
49.本实施例中，第一滤管3、第一滤料层2和第一封底件31共同构成了第一滤水层，第二滤管5、第二滤料层4和第二封底件51共同构成了第二滤水层，并且，第一滤料层2的滤料粒径小于第二滤料层4的滤料粒径，且两层滤料层的滤料级配不同。如此的结构设计，能够对降水井井管1内的地下水进行有效的过滤，尽可能地防止泥沙堵塞滤料和滤水管11，从而起到较好的防淤塞作用。
50.本实施例中，在降水井井管1的外侧依次布置第一滤管3和第二滤管5，同时在第一滤管3和第二滤管5的底部分别设置第一封底件31和第二封底件51，能够保证填筑在第一滤料层2和第二滤料层4内滤料的均匀性和密实性，对滤料的滤水性能和防淤塞性能起到进一步的保障效果。
51.由于第一滤料层2内滤料的粒径小于第二滤料层4内滤料的粒径，则相应地，第一滤水孔的尺寸要小于第二滤水孔的尺寸，且第一滤水孔的尺寸依据第一滤料层2内滤料的粒径来确定，第二滤水孔的尺寸依据第二滤料层4内滤料的粒径来确定，以保证第一滤料层2和第二滤料层4内的滤料不会混合在一起堵塞滤料层，使多层滤水层具有较好的过滤效果，从而具有较好的防淤塞效果。
52.需要说明的是，第一滤料层2内滤料的粒径和级配、第二滤料层4内滤料的粒径和级配均由施工场地的土颗粒粒径及级配来确定。本发明具体实施例中，第一滤料层2的滤料为机制砂，第二滤料层4的滤料为机制碎石。
53.本发明可选实施例中，井管1的底部与降水井的井底相平，井管1的顶部高出地表250-300mm(比如250mm、260mm、270mm、280mm、290mm、300mm以及任意两端点值之间的区间值)，井管1为圆管，外径为300-400mm(比如300mm、320mm、340mm、360mm、380mm、400mm以及任意两端点值之间的区间值)，壁厚为15-25mm(比如15mm、18mm、20mm、22mm、25mm以及任意两端点值之间的区间值)。需要说明的是，滤水管11和沉砂管12均为圆管，二者外径和壁厚相同。
54.可选地，第一滤管3的底部高出沉砂管12的底部30-50mm(比如30mm、35mm、40mm、45mm、50mm以及任意两端点值之间的区间值)，第一滤管3的顶部高出地表150-200mm(比如150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm以及任意两端点值之间的区间值)。
55.可选地，第一滤管3为圆管，外径为500-550mm(比如500mm、510mm、520mm、530mm、540mm、550mm以及任意两端点值之间的区间值)，壁厚为8-12mm(比如8mm、9mm、10mm、11mm、12mm以及任意两端点值之间的区间值)。
56.第一滤水孔为圆孔，其直径依据第一滤料层2内滤料的粒径而定，本发明可选实施
例中，第一滤料层2的滤料为机制砂，机制砂的粒径为3-5mm；相应地，第一滤水孔的直径设置为1-2mm(比如1mm、2mm以及任意两端点值之间的区间值)。
57.可选地，第一滤管3和第一封底件31的材料均为高密度聚乙烯，二者可以通过热熔方式连接或为一体式。
58.如图6所示，由于第一滤管3和井管1均为圆管，第一封底件31可选为圆环状，优选地，第一封底件31的厚度为8-12mm(比如8mm、9mm、10mm、11mm、12mm以及任意两端点值之间的区间值)，第一封底件31的内径与井管1的外径相同，第一封底件31的外径与第一滤管3的内径相同，如此的结构设计，第一封底件31可以起到限制第一滤管3位置的作用，保证第一滤料层2的厚度均匀。
59.进一步地，第一封底件31设置有若干第一孔洞311，第一滤料层2内的底部滤料中至少部分滤料穿过第一孔洞311，以填补第一封底件31的下部空隙。如此的结构设计，可以使得第一滤料层2的滤料在填筑时填满第一封底件31的下部空隙(即第一滤管3底部的预留空间)，保证第一滤管3在使用过程中不会产生沉降，提高了第一滤管3的设置稳固性。
60.需要说明的是，第一孔洞311可选为圆形，其直径依据第一滤料层2内滤料的粒径而定，本发明可选实施例中，第一滤料层2的滤料为机制砂，机制砂的粒径为3-5mm；相应地，第一孔洞311的直径设置为4-6mm(比如4mm、5mm、6mm以及任意两端点值之间的区间值)。
61.可选地，第二滤管5的底部高出第一滤管3的底部30-50mm(比如30mm、510mm、350mm、40mm、450mm、50mm以及任意两端点值之间的区间值)，第一滤管3的顶部高出地表50-100mm(比如50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm以及任意两端点值之间的区间值)；第二滤管5为圆管，外径为750-800mm(比如750mm、760mm、770mm、780mm、790mm、800mm以及任意两端点值之间的区间值)，壁厚为8-12mm(比如8mm、9mm、10mm、11mm、12mm以及任意两端点值之间的区间值)。
62.第二滤水孔为圆孔，其直径依据第二滤料层4内滤料的粒径而定，本发明可选实施例中，第二滤料层4的滤料为机制碎石，机制碎石的粒径为5-20mm，相应地，第二滤水孔的直径设置为5-10mm(比如5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm以及任意两端点值之间的区间值)。
63.可选地，第二滤管5和第二封底件51的材料均为高密度聚乙烯，二者可以通过热熔方式连接或为一体式。
64.如图7所示，由于第二滤管5和第一滤管3均为圆管，第二封底件51可选为圆环状，优选地，第一封底件31的厚度为12-18mm(比如12mm、14mm、16mm、18mm以及任意两端点值之间的区间值)，第二封底件51的内径与第一滤管3的外径相同，第二封底件51的外径与第二滤管5的内径相同，如此的结构设计，第二封底件51可以起到限制第二滤管5位置的作用，保证第二滤料层4的厚度均匀。
65.进一步地，第二封底件51设置有若干第二孔洞511，第二滤料层4内的底部滤料中至少部分滤料穿过第二孔洞511，以填补第二封底件51的下部空隙。如此的结构设计，可以使得第二滤料层4的滤料在填筑时填满第二封底件51的下部空隙(即第二滤管5底部的预留空间)，保证第二滤管5在使用过程中不会产生沉降，提高了第二滤管5的设置稳固性。
66.需要说明的是，第二孔洞511可选为圆形，其直径依据第二滤料层4内滤料的粒径而定，本发明可选实施例中，第二滤料层4的滤料为机制碎石，机制碎石的粒径为5-20mm，相应地，第二孔洞511的直径设置为15-20mm(比如15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm以及任意
两端点值之间的区间值)。
67.进一步地，如图1所示，本发明可选实施例中，降水井还包括防淤塞组件，防淤塞组件包括清洗泵9和冲洗管6，清洗泵9设置在井管1顶部周围的地表上，清洗泵9的压力为5-8mpa(即清洗泵9为高压清洗泵)，冲洗管6的一端连接与清洗泵9的出口，另一端埋置于滤水层的滤料层内，冲洗管6的埋置部分设置有若干冲水孔。
68.需要说明的是，冲水孔的形状可以为圆形、方形、椭圆形或其他合理的形状，在此不做限制，其尺寸也不做限制，只要能够保证冲出的高压水可将滤料和滤管的堵塞位置冲开即可，均在本发明的保护范围之内。
69.本实施例中，在滤料层中埋置冲洗管6，若出现降水井淤塞的情况，可使用清洗泵9连接冲洗管6，用高压水冲洗滤料层内的滤料和滤水管11，起到了有效的清堵作用。如此，可以保证本发明的降水井长期使用不会发生淤塞的现象，从而保证了降水作业效率。
70.如图1所示，由于内层的滤料层滤料粒径较小，相对较容易堵塞，优选地，冲洗管6埋置于内侧的滤料层内，也即，冲洗管6埋置于第一滤料层2内。
71.可选地，冲洗管6的材料为pvc管材，冲洗管6为圆管，外径为30-50mm(比如30mm、35mm、40mm、45mm、50mm以及任意两端点值之间的区间值)，壁厚为2.5-3.5mm(比如2.5mm、3mm、3.5mm以及任意两端点值之间的区间值)。
72.具体施工时，冲洗管6的埋置部分的长度小于相应滤料层(即第一滤料层2)长度150-300mm(比如150mm、200mm、250mm、300mm以及任意两端点值之间的区间值)，如此的设置，在滤水管11或第一滤料层2内的滤料被堵塞后，可以通过冲洗管6内的高压水将堵塞位置有效的冲开，起到较好的清堵作用。
73.进一步地，防淤塞组件设置为多个，多个防淤塞组件的冲洗管6沿井管1的周向间隔布置于相应滤料层内。
74.需要说明的是，防淤塞组件内冲洗管6的直径根据相应滤水层的尺寸确定，数量根据各滤水层内滤料所形成的过水通道的大小来确定。优选地，防淤塞组件设置有两个，也即清洗泵9和冲洗管6相应设置两个，两个冲洗管6以井管1轴向中心线为对称轴对称埋置在第一滤料层2内，在滤水管11或第一滤料层2内的滤料被堵塞后，可选用其中的一个冲洗管6或两个冲洗管6的高压水将堵塞位置冲开。
75.进一步地，如图1所示，本发明可选实施例中，降水井还包括抽水组件，抽水组件包括抽水水泵8和抽水管7，抽水水泵8设置在井管1顶部周围的地表上，抽水管7的一端连接与抽水水泵8的出口，另一端伸入滤水管11内。本实施例中，抽水组件的设置，用于降水井的抽水作业。
76.下面通过具体实施例对本发明的降水井中各个结构的位置和尺寸进行详细说明。
77.本发明具体实施例中，施工安装时，井管1底部与降水井井底相平，顶部高出地表300mm，降水井井管1为圆管，其外径为350mm，壁厚为20mm。
78.其中，井管1的滤水管11采用无砂混凝土管，长度为5.3m；沉砂管12设置在滤水管11的底部，与滤水管11同轴布置，采用普通混凝土管，长度为1m。
79.第一滤管3套接于井管1的外侧，第一滤管3的管壁上设置有若干直径为2mm的透水孔，第一滤管3的外径为520mm，壁厚为10mm，第一滤管3的顶部高出地表200mm，底部高于井管1底部40mm。
80.第一滤管3底部的第一封底件31为圆环状，与第一滤管3为一体式。第一封底件31的厚度为10mm，第一封底件31的内径与井管11的外径相同，第一封底件31的外径与第一滤管3的内径相同。第一封底件31上的第一孔洞为圆形，直径为5mm。
81.第一滤料层2的滤料为机制砂，机制砂的粒径为3-5mm；其机制砂的级配为：粒径为4.75-5mm的机制砂占比为4％(此处占比为质量占比，下同)；粒径为4.0-4.75mm的机制砂占比为47％；粒径为3.35-4.0mm的机制砂占比为42％；粒径为3-3.35mm的机制砂占比为7％。
82.第二滤管5套接于第一滤管3的外侧，第二滤管5的管壁上设置有直径为8mm的透水孔，第二滤管5的外径为800mm，壁厚为10mm，第二滤管5的顶部高出地表100mm，底部高于第一滤管3底部40mm。
83.第二滤管5底部的第二封底件51为圆环状，与第二滤管5为一体式。第二封底件51的厚度为15mm，第二封底件51的内径与第一滤管3的外径相同，第二封底件51的外径与第二滤管5的内径相同。第二封底件51上的第二孔洞511为圆形，其直径为18mm。
84.第二滤料层4的滤料为机制碎石，机制碎石的粒径为5-20mm；机制碎石的级配为：粒径为19-20mm的碎石占比为4％；粒径为16-19mm的碎石占比为37％；粒径为9.5-16mm的碎石占比为48％；粒径为5-9.5mm的碎石占比为11％。
85.冲洗管6共设置有两个，以降水井井管1轴向中心线为对称轴对称埋置在所述第一滤料层2内，冲洗管6上部与清洗泵9相连接，在滤水管11或第一滤料层2内的滤料被堵塞后可通过冲洗管6和清洗泵9使用高压水将堵塞位置冲开，起到清堵的作用。施工时，冲洗管6的底部高于第一滤料层2底部200mm，外径为40mm，壁厚为3mm。
86.进一步地，本发明还提供了一种如上所述的降水井的施工方法。
87.本发明具体实施例中，施工方法包括以下步骤：
88.步骤一，基于施工场地的土层分布和土颗粒级配，确定降水井的井坑尺寸、井管1的尺寸、滤水层的数量和尺寸、滤水层内滤料层之滤料的粒径和级配。
89.具体的，参照《管井技术规范》(gb50296-2014)和《建筑与市政工程地下水控制技术规范》(jgj111-2016)，根据施工现场场地的土层分布情况和地下含水层的分布情况对降水井的井坑深度和直径进行确定，并根据井坑深度和直径确定井管1的深度和直径，具体为滤水管11、沉砂管12、第一滤管3、第二滤管5的长度、外径和壁厚；根据施工场地的土颗粒级配来确定滤水层的数量和尺寸、滤水层中所填滤料的粒径和级配，保证滤水层内形成的过水通道能够对泥沙进行阻隔，只允许渗透水通过。本发明具体实施例中，滤水层为两层，即包括第一滤水层和第二滤水层，第一滤水层和第二滤水层的具体结构可参照上述具体实施例，在此不再一一赘述。
90.进一步地，还可根据滤水层内的滤料颗粒级配和滤水层厚度确定每个滤水层内埋置的冲洗管6的数量和尺寸，冲洗管6应保证能够在滤水层出现淤塞时将采用高压水将淤塞位置冲开。
91.步骤二，按照确定的井坑尺寸对降水井井坑进行钻孔施工，并将确定的井管1和滤水层依次安装在施工完成的井坑内。
92.具体地，按照上述确定的井坑深度和直径开挖井坑，开挖好井坑后进行降水井的安装，具体操作如下：(1)依次将沉砂管12和滤水管11对中安装在降水井井坑内；(2)将连接有第一封底件31的第一滤管3套接在井管1的外壁(即第一封底件31件的内壁套接于井管1
的外壁)放入井坑内；(3)将连接有第二封底件51的第二滤管5套接于第一滤管3的外壁(即第二封底件51件的内壁套接于第一滤管3的外壁)放入井坑内；(4)将确定好级配的第一滤料层2的滤料填筑在第一滤管3与井管1之间的空腔内，填筑时，将冲洗管6埋置在其中；(5)将确定好级配的第二滤料层4的滤料填筑在第二滤管5与第一滤管3之间的空腔内。
93.进一步地，第一滤管3在安装时可在降水井井口处使用临时限位装置对第一滤管3的位置进行限制，保证第一滤管3在安装后内部第一滤料层2厚度的均匀；在填筑第一滤料层2内的滤料时将临时限位装置去除，以不影响第一滤料层2内滤料的填筑。临时限位装置可选为管道扶正器或其他合理且有效的部件，在此不作限定，均在本发明的保护范围之内。
94.进一步地，施工方法还包括：步骤三，将抽水管7与抽水水泵8连接后，放入降水井的井管1内，并进行洗井作业。安装完成后，启动抽水水泵8进行抽水作业。
95.需要说明的是，在步骤三的抽水作业过程中，若遇到滤水管11或滤料堵塞的情况，可将冲洗管6连接清洗泵9，使用高压水进行清堵作业。
96.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。