一种防止地下水回灌气相堵塞装置及其施工方法与流程

1.本发明涉及工程降水回灌技术领域，尤其涉及一种防止地下水回灌气相堵塞装置及其施工方法。


背景技术：

2.地下工程施工过程及使用期间有时会因地下水的影响而无法正常运作，必须进行降水。降水导致水位降低、土中孔隙水压力转移、消散，不仅打破了土体原有的力学平衡，有效应力增加；而且水位降落漏斗范围内，水力梯度增加，以体积力形式作用在土体上的渗透力增大；二者共同作用的结果是，坑周土体发生沉降变形。为了减少降水对周围建筑物及地下管线造成的影响，可以采用回灌技术。
3.目前，采用人工回灌来减少、消除基坑降水对周边环境的影响已有一些成功的实例，在基坑降水期间保护周边建筑物的安全等方面，人工回灌已显示出显著的经济效益。
4.但是，在实际的地下水回灌过程，回灌水相对于天然地下水含有较多的气体。当这些含有大量气体的回灌水进入含水层中，气泡会不断聚集和堆积在含水层的孔隙中，堵塞含水层的渗透通道，使得含水层的回灌效率不断降低。含水层回灌过程中发生气相堵塞情况是十分普遍的。含水介质中砂粒的粒径越小，堵塞现象越明显。如果含水层发生堵塞，大都会采用回扬的方法来缓解回灌井的堵塞情况。但是回扬并不适用于所有的回灌工程，因为有的含水层可能会因为回扬发生岩性结构的改变，使得含水层的渗透性变差。过于频繁的回扬不但会增加工程费用，还有可能适得其反降低含水层的渗透性能，甚至造成永久性的堵塞。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种防止地下水回灌气相堵塞装置及其施工方法。
6.本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
7.一种防止地下水回灌气相堵塞装置，包括上下连接设置的井壁管和过滤管，井壁管顶部封闭，过滤管底部封闭且侧壁上设有若干通孔，井壁管内通过旋转定位组件安装有半圆形转板，半圆形转板顶部固定有转杆，转杆与井壁管同轴设置且上端穿出井壁管顶部，转杆外设有套管，套管上端固定在井壁管顶部且下端贴合在半圆形转板顶部，井壁管内在半圆形转板上方设有若干金属网板，套管外壁上焊接有分隔板，分隔板两侧壁与井壁管内壁贴合设置，分隔板上端与最上方的金属网板顶部平齐设置且下端贴合在半圆形转板顶部，井壁管内在半圆形转板上方设有回灌管、反冲管，回灌管、反冲管分布在分隔板的两侧，回灌管、反冲管上端穿过金属网板后穿出井壁管顶部，井壁管顶部设有与内腔连通的排气管。
8.旋转定位组件包括固定在井壁管内壁上的托环，托环内侧壁上设有凹槽，半圆形转板弧形侧壁上设有限位弧形块，限位弧形块滑动安装在凹槽内。
9.排气管顶部可拆卸安装有封闭塞。
10.过滤管外壁上设有垫筋缠丝过滤层或者设有垫筋包网过滤层或者贴设有砾石层。
11.分隔板两侧壁与井壁管内壁贴合固定设置。
12.上述的防止地下水回灌的气相堵塞装置的施工方法，具体步骤为：
13.s1、根据回灌井设计，确定回灌井的深度，由回灌含水层厚度确定井壁管、过滤管的长度；
14.s2、加工组装回灌管、反冲管、排气管、转杆、套管、金属网板、分隔板和半圆形转板，将托环焊接在井壁管内壁上，然后连接井壁管和过滤管；
15.s3、下放回灌井结构，按要求回填井壁管与孔壁间隙；
16.s4、利用转杆将半圆形转板转到回灌管下方，关闭反冲管，开启回灌管，回灌水由回灌管回灌，回灌水经过若干个金属网板的作用，水中的气泡吸附在金属网板表面，起到去除气泡的作用，气泡不断从排气管溢出；
17.s5、微气泡不断的堆积在金属网板上，造成堵塞导致回灌效率降低后，观察井壁管内水位上升，水位上升到预定位置或漫过排气管时，将半圆形转板转到反冲管下方，关闭回灌管，开启反冲管对金属网板进行反冲，解决堵塞问题之后，在重复步骤s4进行回灌作业。
18.步骤s4中，初始回灌效率较低时，将排气管用封闭塞关闭，采用加压回灌。
19.步骤s5中，观察井壁管内水位观察的方式是从排气管下放水位计观察。
20.本发明的有益效果是：本发明达到了在回灌水进入含水层之前就吸附了水中气泡的作用，避免水中气泡进入含水层；含水层之外的回扬，不扰动含水层，且不影响回灌的进行。本发明装置施工方法简单，可工厂组装，现场装配式安装，重复使用，施工快速，可以不间断回灌。
附图说明
21.图1为本发明中防止地下水回灌的气相堵塞装置的结构示意图；
22.图2为本发明中防止地下水回灌的气相堵塞装置内部的结构示意图；
23.图3为本发明中托环与半圆形转板的结构示意图；
24.图中：1-井壁管；2-过滤管；3-通孔；4-半圆形转板；5-转杆；6-套管；7-金属网板；8-分隔板；9-回灌管；10-反冲管；11-排气管；12-托环；13-凹槽；14-限位弧形块；
25.以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
26.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
27.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直
的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
30.如图1至图3所示，一种防止地下水回灌气相堵塞装置，包括上下连接设置的井壁管1和过滤管2，井壁管1顶部封闭，过滤管2底部封闭且侧壁上设有若干通孔3，井壁管1内通过旋转定位组件安装有半圆形转板4，半圆形转板4顶部固定有转杆5，转杆5与井壁管1同轴设置且上端穿出井壁管1顶部，转杆5外设有套管6，套管6上端固定在井壁管1顶部且下端贴合在半圆形转板4顶部，井壁管1内在半圆形转板4上方设有若干金属网板7，套管6外壁上焊接有分隔板8，分隔板8两侧壁与井壁管1内壁贴合设置，分隔板8上端与最上方的金属网板7顶部平齐设置且下端贴合在半圆形转板4顶部，井壁管1内在半圆形转板4上方设有回灌管9、反冲管10，回灌管9、反冲管10分布在分隔板8的两侧，回灌管9、反冲管10上端穿过金属网板7后穿出井壁管1顶部，井壁管1顶部设有与内腔连通的排气管11。
31.金属网板7网孔较细，起到吸附水中气泡的作用，当回灌水经过金属网板7时，水中携带的大气泡会金属网板7直接隔离在外，另外由于金属网板7滤网较细，体积较小的气泡也会不断的堆积在金属网板7上，另外由于金属网板7滤网较细，体积较小的气泡也会不断的堆积在金属网板7上，这些大大小小的气泡最后发生上浮运动经排气管11排出。
32.分隔板8用于分割管内空间，将管内空间分为两个独立空间，延长水流路径。
33.旋转定位组件包括固定在井壁管1内壁上的托环12，托环12内侧壁上设有凹槽13，半圆形转板4弧形侧壁上设有限位弧形块14，限位弧形块14滑动安装在凹槽13内。
34.排气管11顶部可拆卸安装有封闭塞。
35.过滤管2外壁上设有垫筋缠丝过滤层或者设有垫筋包网过滤层或者贴设有砾石层。
36.分隔板8两侧壁与井壁管1内壁贴合固定设置。
37.上述的防止地下水回灌的气相堵塞装置的施工方法，具体步骤为：
38.s1、根据回灌井设计，确定回灌井的深度，由回灌含水层厚度确定井壁管1、过滤管2的长度；
39.s2、加工组装回灌管9、反冲管10、排气管11、转杆5、套管6、金属网板7、分隔板8和半圆形转板4，将托环12焊接在井壁管1内壁上，然后连接井壁管1和过滤管2；
40.s3、下放回灌井结构，按要求回填井壁管1与孔壁间隙；
41.s4、利用转杆5将半圆形转板4转到回灌管9下方，关闭反冲管10，开启回灌管9，回灌水由回灌管9回灌，回灌水经过若干个金属网板7的作用，水中的气泡吸附在金属网板7表面，起到去除气泡的作用，气泡不断从排气管11溢出；
42.s5、微气泡不断的堆积在金属网板7上，造成堵塞导致回灌效率降低后，观察井壁管1内水位上升，水位上升到预定位置或漫过排气管11时，将半圆形转板4转到反冲管10下方，关闭回灌管9，开启反冲管10对金属网板7进行反冲，解决堵塞问题之后，在重复步骤s4进行回灌作业。
43.步骤s4中，初始回灌效率较低时，将排气管11用封闭塞关闭，采用加压回灌。
44.步骤s5中，观察井壁管1内水位观察的方式是从排气管11下放水位计观察。
45.本发明达到了在回灌水进入含水层之前就吸附了水中气泡的作用，避免水中气泡进入含水层；含水层之外的回扬，不扰动含水层，且不影响回灌的进行。本发明装置施工方法简单，可工厂组装，现场装配式安装，重复使用，施工快速，可以不间断回灌。
46.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。