一种防堵塞的脉冲式回灌井装置与方法与流程

本发明属于地下水科学与工程、基坑工程和岩土工程领域，尤其涉及一种防堵塞的脉冲式回灌井装置及其使用方法。

背景技术：

1、通过疏排地下水来降低含水层水位，是深基坑施工过程中防止基坑突涌的常用措施。然而由于疏排地下水的原因，基坑周围地下水位也会降低，进而导致基坑周围发生地面沉降，对既有建（构）筑物、地下管线等设施造成威胁。

2、地下水回灌是深基坑工程中常用的地面沉降防控措施，通过注水回灌减少地下水位的下降趋势，进而达到控制地面沉降的效果。但是注水过程中回灌井常常会发生堵塞，常见的堵塞物有气体、悬浮物堵、胶体和微生物等，降低回灌水量，影响地下水回灌效率，削弱其对地面沉降的控制效应。

3、回扬地下水是缓解回灌井堵塞的常用方法，回扬措施是通过短暂抽取地下水，在此过程中将孔隙中的堵塞物抽出，但回扬措施需要停止回灌水，并在回灌井中放置抽水系统，工作效率低。因此亟需一种能供在地下水回灌过程中进行疏通堵塞的回灌装置。

技术实现思路

1、解决的技术问题：为防止下水回灌过程中堵塞物堵塞通道，并实现自动化地下水回灌，本发明提出一种防堵塞的脉冲式回灌井装置，克服注水过程中回灌井堵塞的问题。

2、技术方案：

3、一种防堵塞的脉冲式回灌井装置，其特征在于，包括：脉冲微震动系统、回灌井结构系统、注水回灌系统和回填固井系统；所述一种防堵塞的脉冲式回灌井装置的最外层为回填固井系统，回填固井系统内层紧贴回灌井结构系统，回灌井结构系统外接注水回灌系统，回灌井结构系统的井管内设置脉冲微震动系统；所述的脉冲微震动系统包括脉冲激振器、油管和电缆和变功率控制箱；脉冲激振器通过油管和电缆与变功率控制箱连接，通过油压向脉冲激振器提供动力；所述的回填固井系统包括中粗砂滤料和混凝土滤料，填充中粗砂滤料的区域为填砾层，含水层是填砾层和填砾层外围的砂层。

4、进一步地，回灌井结构系统从上至下为球形井盖、密封法兰、井壁管和过滤管；所述过滤管中间断开，插入焊接1m长井壁管，将过滤管分割为上下两截；所述井壁管井壁厚6mm，所述排气口设置在球形井盖侧面，在球形井盖另一侧设置进水口。

5、进一步地，所述脉冲微震动系统中的脉冲激振器通过支架焊接在两段过滤管中间的井壁管内侧。

6、进一步地，所述脉冲微震动系统中的脉冲激振器可以替换为超声波装置。

7、进一步地，注水回灌系统包括水质处理装置、电磁流量计和注水管；所述注水管一端与回灌井结构系统的进水口相连，另一端与水质处理装置相连；注水管上安装电磁流量计用于监测回灌水的流量，并与脉冲微震动系统的变功率控制箱连接以反馈流量信息。

8、进一步地，一种防堵塞的脉冲式回灌井装置的使用方法：

9、第一步：注水回灌、排气加压：将排气口阀门打开，经水质处理装置处理后经注水管通往进水口注入回灌井，待排气口排出水后关闭排气口阀门，继续加水，形成增压回灌系统；

10、第二步：流量监测、启动脉冲微震动系统：电磁流量计监测回灌水的流量；当回灌流量衰减至初始回灌流量的50%时，与之相连的变功率控制箱启动脉冲微震动系统；

11、第三步：进行防堵作业：脉冲微震动系统产生震动荷载，震动荷载传递至填砾层和砂层，此时砂层产生激振，使得砂层中空隙内的堵塞物与砂层发生应力重分布，同时在回灌水动力作用下，将回灌井周围的堵塞物排出，防止回灌井持续堵塞；

12、第四步：流量监测：回灌流量增大至大于70%后，脉冲激振系统停止工作，电磁流量计继续监测回灌流量，待流量衰减后重复第三步。

13、有益效果：由于采用上述方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：

14、1、本发明装置在注水流量衰减后通过井管向填砾层和砂层施加微震动荷载，对土体骨架和堵塞物产生扰动，近回灌井周围地层的堵塞物在水动力作用下排出。

15、2、本发明相比于以往通过传统回扬抽取地下水，减少了停止注水和安装水泵的流程，提高回灌地下水工作效率。

技术特征：

1.一种防堵塞的脉冲式回灌井装置，其特征在于，包括：脉冲微震动系统、回灌井结构系统、注水回灌系统和回填固井系统；所述一种防堵塞的脉冲式回灌井装置的最外层为回填固井系统，回填固井系统内层紧贴回灌井结构系统，回灌井结构系统外接注水回灌系统，回灌井结构系统的井管内设置脉冲微震动系统；所述的脉冲微震动系统包括脉冲激振器（11）、油管（12）和电缆（13）和变功率控制箱（14）；脉冲激振器（11）通过油管（12）和电缆（13）与变功率控制箱（14）连接，通过油压向脉冲激振器（11）提供动力；所述的回填固井系统包括中粗砂滤料（41）和混凝土滤料（42），填充中粗砂滤料（41）的区域为填砾层，含水层是填砾层和填砾层外围的砂层。

2.根据权利要求1所述的一种防堵塞的脉冲式回灌井装置，其特征在于，回灌井结构系统从上至下为球形井盖（24）、密封法兰（23）、井壁管（21）和过滤管（22）；所述过滤管（22）中间断开，插入焊接1m长井壁管（21），将过滤管（22）分割为上下两截；所述井壁管（21）井壁厚6mm，所述排气口（25）设置在球形井盖（24）侧面，在球形井盖（24）另一侧设置进水口（26）。

3.根据权利要求2所述的一种防堵塞的脉冲式回灌井装置，其特征在于，所述脉冲微震动系统中的脉冲激振器（11）通过支架焊接在两段过滤管（22）中间的井壁管（21）内侧。

4.根据权利要求1所述的一种防堵塞的脉冲式回灌井装置，其特征在于，所述脉冲微震动系统中的脉冲激振器（11）可以替换为超声波装置。

5.根据权利要求1所述的一种防堵塞的脉冲式回灌井装置，其特征在于，注水回灌系统包括水质处理装置（31）、电磁流量计（32）和注水管（33）；所述注水管（33）一端与回灌井结构系统的进水口（26）相连，另一端与水质处理装置（31）相连；注水管（33）上安装电磁流量计（32）用于监测回灌水的流量，并与脉冲微震动系统的变功率控制箱（14）连接以反馈流量信息。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种防堵塞的脉冲式回灌井装置的使用方法，其特征在于：

技术总结
一种防堵塞的脉冲式回灌井装置及其使用方法，装置包括：脉冲微震动系统、回灌井结构系统、注水回灌系统和回填固井系统；所述一种防堵塞的脉冲式回灌井装置的最外层为回填固井系统，回填固井系统内层紧贴回灌井结构系统，回灌井结构系统外接注水回灌系统，回灌井结构系统的井管内设置脉冲微震动系统；该装置经注水回灌、排气加压、流量监测及判定后启动脉冲动荷载系统，促使堵塞物与砂层间发生应力重分布进而实现自动式地下水回灌，相比于现有回扬地下水的方法，有效的提升了工作效率。

技术研发人员：徐成华,李兆,骆祖江,于丹丹
受保护的技术使用者：江苏南京地质工程勘察院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13