中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构及其施工方法
【专利摘要】一种中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构及其施工方法，其结构包括排水钢管内的降水导管，降水导管的管内利用固定支架居中支设有一可上下活动、顶部带丝扣的钢筋提升杆，钢筋提升杆的顶端设有提升盘，提升盘位于降水导管的管顶上方，所述钢筋提升杆的底端连有表面放置有橡胶垫片的底板，所述底板与橡胶垫片位于降水导管的管底下方，施工方法首先组装降水导管，然后将降水导管放入排水钢管，并将两者的缝隙填充，反复提升底板使泉眼水抽出，降水完毕后再降水导管中填入混凝土封堵。本发明解决了传统的岩隙水降水方法中，前期降水的集水井直径过大导致后续基础底板的施工不便，无法保证施工质量的技术问题。
【专利说明】中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种封堵结构，特别是ー种对地下岩隙水的封堵结构及施工方法。
【背景技术】
[0002]中风化岩层的基坑施工中，由于中风化岩本身的地质特性，岩隙水沿着岩层的裂隙不断涌出，给工人施工带来了很大不便，而岩隙水的分散特性，对施工质量和进度都影响很大，如何将分散的岩隙水集中排放，地下水的控制显得尤为重要。
[0003]传统的岩隙水排水措施一般为暗沟收集水后排水至集水井中，井内设置集水钢管，使用水泵将集水钢管内的水抽走，在施工过程中集水井一直处于打开状态；降水完毕之后，后续的封堵措施一般是将集水井内的集水钢管直接使用混凝土进行填实封堵，封堵一次成型。这种降水方法可以使得排水工作与基础底板施工同时进行，前期降水完成后即可边降水边开始基础底板的施工。此时由于集水井的直径过大，基础底板的施工显得并不方便，也不利于施工质量的保证；如果前期降水时直接縮小集水井的直径则会导致水泵无法进入井中工作，后续基础底板施工过程中将无法持续降水。
[0004]因此急需一种可以保证基础底板施工质量，且在前期降水完成后，后续基础底板施工过程中依旧可以对岩隙水进行抽水以及封堵的结构。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构及其施工方法，解决传统的岩隙水降水方法中，前期降水的集水井直径过大导致后续基础底板的施工不便，无法保证施工质量的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构，分布于中风化岩地质条件下的地基范围内，包括竖向居中放置在排水井的井内、顶标高高于基础底板的顶标高且下部钻有滤水孔的排水钢管，位于基础底板范围内的排水钢管的管壁外侧焊有止水钢板环，位于基础垫层以下的排水钢管的管壁外侧周围、排水井范围内填满砾石，所述排水钢管的管内竖向居中设有一管径小于排水钢管、长度短于排水钢管的降水导管，所述降水导管的管底位于滤水孔的分布范围之内，且降水导管的管底、排水钢管的范围内填满砾石；
所述降水导管的管内居中设有至少两个固定支架分别位于导管的顶部和底部，两个固定支架之间穿有一可上下活动、顶部带丝扣的钢筋提升杆，所述钢筋提升杆的长度长于降水导管的管长，钢筋提升杆的顶端设有提升装置，所述提升装置包括中心固定的提升螺母和连接在提升螺母四周的轮盘，所述钢筋提升杆顶部的丝扣与提升螺母相适应；
所述钢筋提升杆的底端连有表面放置有橡胶垫片的底板，所述底板与橡胶垫片位于降水导管的管底下方，底板与橡胶垫片的面积均大于降水导管管截面的面积；
所述降水导管的管壁外侧与排水钢管的管壁内侧之间的缝隙分为两部分，基础垫层以下范围内的两管之间的缝隙焊有两道管间止水钢板，分别为上侧管间止水钢板和下侧管间止水钢板，两道管间止水钢板之间填有遇水膨胀止水条，所述上侧管间止水钢板至排水钢管管顶的两管之间的缝隙填有掺有微膨胀剂的细石混凝土。
[0007]所述固定支架包括的中心的支架螺母和放射状连接在支架螺母四周、与降水导管的管壁内侧焊接的多个等长的固定钢筋。
[0008]所述支架螺母与钢筋提升杆的杆径相适应，钢筋提升杆依次穿过降水导管顶部和底部的支架螺母。
[0009]所述提升装置中心的提升螺母通过多个等长的、呈放射状连接在提升螺母四周的提升钢筋与轮盘内侧焊接为一体，所述轮盘的直径大于降水导管的管径。
[0010]ー种以上中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构的施工方法，施工步骤如下:
步骤一:中风化岩地质条件下的地基范围内，基础垫层的下方开挖排水井，排水井外接
渗水盲沟；
步骤ニ:排水井的井眼中心放置一下部带滤水孔的排水钢管，位于基础底板范围内的排水钢管的管壁外侧焊接止水钢板环，位于基础垫层以下的排水钢管的管壁外侧周围、排水井范围内填满砾石，在排水钢管中放入水泵进行抽水；
步骤三:水抽取完毕后，在施工现场组装降水导管，取一管径小于排水钢管的另ー钢管作为降水导管，降水导管的管壁外侧焊接上侧管间止水钢板和下侧管间止水钢板，两道管间止水钢板之间填充遇水膨胀止水条，降水导管管壁内侧的顶部和底部分别焊接两个固定支架，取一钢筋作为钢筋提升杆，其顶部设置丝扣，提升杆分别穿过固定支架中心的支架螺母，提升杆的顶端焊接提升装置，底部连接表面放置有橡胶垫片的底板；
步骤四:在排水钢管的底部埋入砾石，从排水钢管的管ロ置入组装完毕的降水导管，上侧管间止水钢板至排水钢管管顶的两管间缝隙填充掺有微膨胀剂的细石混凝土；
步骤五:转动提升装置，使其中心的提升螺母沿钢筋提升杆顶部的丝扣转动，带动钢筋提升杆上升，提升表面放置有橡胶垫片的底板，使橡胶垫片紧贴降水导管的管底，再反向转动提升装置，打开橡胶垫片和底板，反复打开、关闭橡胶垫片与底板，使岩隙水在大气压的作用下沿降水导管上升并抽出降水导管；
步骤六:将底部的橡胶垫片和底板提升至与降水导管的管底闭合，向降水导管的管内注入掺有微膨胀剂的细石混凝土，封闭降水导管。
[0011]与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果:
本发明使用在传统的水泵降水步骤之后，在排水井的排水钢管中放入相对排水钢管管径较小的降水导管，并对降水导管与排水钢管之间进行填充，使得排水井周围基础底板的施工距离缩小，方便基础底板的施工，保证了基础底板的施工质量。
[0012]本发明中降水导管和钢筋提升杆的配合使用利用大气压将岩隙水压入降水钢管中，岩隙水得以抽出排水井，取代了无法进入小管径钢管中的水泵，满足后续基础底板施工中持续降水的需要。
[0013]本发明使用完毕后只需将降水导管的底板和橡胶垫片提拉封闭，再向降水导管中填充混凝土即可完成封堵使用简便。
[0014]本发明实际上缩小了排水井的直径，减小了排水井的高度，保证了施工人员的安全。
[0015]本发明所使用的材料均在施工现场可以得到，便于进行现场组装，方便快捷，经济实用。
[0016]本发明可广泛应用于中风化岩地质条件下岩隙水的排水与封堵工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图对本发明做进ー步详细的说明。
[0018]图1是本发明封堵结构的外观示意图。
[0019]图2是图1中封堵结构顶部的外观示意图。
[0020]图3是图1中封堵结构底部的局部剖面示意图。
[0021]图4是本发明封堵结构中降水导管的外观示意图。
[0022]图5是图4中降水导管底部的局部剖面示意图。
[0023]图6是本发明施工方法中步骤一、步骤ニ的示意图。
[0024]图7是本发明施工方法中步骤三、步骤四的示意图。
[0025]图8是本发明施工方法中步骤六的示意图。
[0026]图9是本发明中固定支架的俯视结构示意图。
[0027]图10是本发明中提升装置中轮盘的俯视结构示意图。
[0028]图11是本发明中上侧管间止水钢板的结构示意图。
[0029]图12是本发明中下侧管间止水钢板的结构示意图。
[0030]附图标记:1 一排水钢管、2 —止水钢板环、3 —基础底板、4 一基础垫层、5 —碌石、6 —降水导管、7 —滤水孔、8 —排水井、9 一固定支架、9.1 一支架螺母、9.2 —固定钢筋、10 一掺有微膨胀剂的细石混凝土、11 一钢筋提升杆、11.1 一丝扣、12 —上侧管间止水钢板、13 一下侧管间止水钢板、14 一底板、15 —橡胶垫片、16 —渗水盲沟、17 —水泵、18 —遇水膨胀止水条、19 ー提升装置、19.1 一提升螺母、19.2 一提升钢筋、19.3 一轮盘。
【具体实施方式】
[0031]实施例參见图6所示，一种中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构，分布于中风化岩地质条件下的地基范围内，包括竖向居中放置在排水井8的井内、顶标高高于基础底板3的顶标高且下部钻有滤水孔7的排水钢管1，位于基础底板3范围内的排水钢管1的管壁外侧焊有止水钢板环2，位于基础垫层4以下的排水钢管1的管壁外侧周围、排水井8范围内填满砾石5，參加图1-5、图7所示，所述排水钢管1的管内竖向居中设有一管径小于排水钢管、长度短于排水钢管的降水导管6，所述降水导管6的管底位于滤水孔7的分布范围之内，以保证后续施工过程中岩隙水从降水导管中被抽出，且降水导管6的管底、排水钢管1的范围内填满砾石5。
[0032]參加图2-5、图9-10所示，所述降水导管6的管内利用固定支架9居中支设有一可上下活动、顶部带丝扣11.1的钢筋提升杆11，管内至少设置两个固定支架，对中设置在降水导管6管内的顶部和底部，所述固定支架的中心焊有支架螺母9.1，钢筋提升杆11的杆径与所述支架螺母9.1相适应，钢筋提升杆11依次穿过固定支架中心的支架螺母9.1，所述钢筋提升杆11的长度长于降水导管6的管长，钢筋提升杆11的顶端设有提升装置19，提升装置19位于降水导管6的管顶上方，所述提升装置19是中心固定有提升螺母19.1的轮盘19.3，所述钢筋提升杆11顶部的丝扣11.1与提升螺母19.1相适应，以保证后续施工过程中提升装置与钢筋提升杆转动配合，所述钢筋提升杆11的底端连有表面放置有橡胶垫片15的底板14,所述底板14与橡胶垫片15位于降水导管6的管底下方,底板14与橡胶垫片15的面积均大于降水导管6管截面的面积，保证岩隙水不会流出降水导管。
[0033]參加图3、图7-8、图11-12所示，所述降水导管6的管壁外侧与排水钢管1的管壁内侧的缝隙分为两部分，基础垫层4以下范围内的两管间缝隙焊有两道管间止水钢板，分别为上侧管间止水钢板12和下侧管间止水钢板13，两道管间止水钢板之间填有遇水膨胀止水条18，參加图12所示，所述下侧管间止水钢板13可设计成斜向，方便遇水膨胀止水条18的固定，所述上侧管间止水钢板12至排水钢管1管顶的两管间缝隙填有掺有微膨胀剂的细石混凝土 10。
[0034]參加图2-3、图5所示，所述固定支架9由若干等长固定钢筋9.2呈放射状将中心的支架螺母9.1与降水导管6的管壁内侧焊接组成为一体。
[0035]參加图2所示，所述提升装置19由若干等长提升钢筋19.2呈放射状将中心的提升螺母19.1与提升装置的轮盘19.3内侧焊接组成为一体，所述轮盘的直径大于所述降水导管6的管径。
[0036]这种中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构的施工方法，施工步骤如下:
步骤ー:參加图6所示，中风化岩地质条件下的地基范围内，基础垫层4的下方开挖排水井8，排水井8外接渗水盲沟16用以集水。
[0037]步骤ニ:參加图6所示，排水井8的井眼中心放置一下部带滤水孔7的排水钢管1，以便于出水及后期封堵同时实现了排水、封堵与基础垫层及基础底板施工同步进行互不干扰，排水钢管1的顶标闻闻于基础底板3的顶标闻，位于基础底板3范围内的排水钢管1的管壁外侧焊接止水钢板环2以利于基础底板防水，位于基础垫层4以下的排水钢管1的管壁外侧周围、排水井8范围内填满砾石5，以便于将岩隙水集入排水井眼中，在排水钢管1中放入水泵17进行抽水。
[0038]步骤三:參加图7所示，水抽取完毕后，在施工现场组装降水导管6，取一管径小于排水钢管1的另ー钢管作为降水导管6，降水导管6的管壁外侧焊接上侧管间止水钢板12和下侧管间止水钢板13，两道管间止水钢板之间填充遇水膨胀止水条18，降水导管6管壁内侧的顶部和底部分别焊接两个固定支架9，取一钢筋作为钢筋提升杆11，其顶部设置丝扣11.1，提升杆分别穿过固定支架9中心的支架螺母9.1，提升杆11的顶端焊接提升装置19，底部连接表面放置有橡胶垫片15的底板14。
[0039]步骤四:參加图7所示，在排水钢管1的底部埋入砾石5，从排水钢管1的管ロ置入组装完毕的降水导管6，上侧管间止水钢板12至排水钢管1管顶的两管间缝隙填充掺有微膨胀剂的细石混凝土 10。
[0040]步骤五:转动提升装置19，使其中心的提升螺母19.1沿钢筋提升杆11顶部的丝扣11.1转动，带动钢筋提升杆11上升，提升表面放置有橡胶垫片15的底板14，使橡胶垫片15紧贴降水导管6的管底，再反向转动提升装置19，打开橡胶垫片15和底板14，反复打开、关闭橡胶垫片15与底板14，使岩隙水在大气压的作用下沿降水导管6上升并抽出降水导管6。
[0041]步骤六:參加图8所示，将底部的橡胶垫片15和底板14提升至与降水导管6的管底闭合，向降水导管6的管内注入掺有微膨胀剂的细石混凝土 10，封闭降水导管6。
【权利要求】
1.一种中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构，分布于中风化岩地质条件下的地基范围内，包括竖向居中放置在排水井(8)的井内、顶标高高于基础底板(3)的顶标高且下部钻有滤水孔(7)的排水钢管(1),位于基础底板(3)范围内的排水钢管(1)的管壁外侧焊有止水钢板环(2)，位于基础垫层(4)以下的排水钢管(1)的管壁外侧周围、排水井(8)范围内填满砾石(5)，其特征在于:所述排水钢管(1)的管内竖向居中设有一管径小于排水钢管、长度短于排水钢管的降水导管(6)，所述降水导管(6)的管底位于滤水孔(7)的分布范围之内，且降水导管(6)的管底、排水钢管(1)的范围内填满碌石(5)； 所述降水导管(6)的管内居中设有至少两个固定支架(9)分别位于导管的顶部和底部，两个固定支架(9)之间穿有一可上下活动、顶部带丝扣(11.1)的钢筋提升杆(11)，所述钢筋提升杆(11)的长度长于降水导管(6)的管长，钢筋提升杆(11)的顶端设有提升装置(19)，所述提升装置(19)包括中心固定的提升螺母(19.1)和连接在提升螺母(19.1)四周的轮盘(19.3)，所述钢筋提升杆(11)顶部的丝扣(11.1)与提升螺母(19.1)相适应； 所述钢筋提升杆(11)的底端连有表面放置有橡胶垫片(15)的底板(14)，所述底板 (14)与橡胶垫片(15)位于降水导管(6)的管底下方，底板(14)与橡胶垫片(15)的面积均大于降水导管(6)管截面的面积； 所述降水导管(6)的管壁外侧与排水钢管(1)的管壁内侧之间的缝隙分为两部分，基础垫层(4)以下范围内的两管之间的缝隙焊有两道管间止水钢板，分别为上侧管间止水钢板(12)和下侧管间止水钢板(13)，两道管间止水钢板之间填有遇水膨胀止水条(18)，所述上侧管间止水钢板(12)至排水钢管(1)管顶的两管之间的缝隙填有掺有微膨胀剂的细石混凝土(10)。
2.根据权利要求1所述的中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构，其特征在于:所述固定支架包括的中心的支架螺母(9.1)和放射状连接在支架螺母(9.1)四周、与降水导管(6)的管壁内侧焊接的多个等长的固定钢筋(9.2)。
3.根据权利要求2所述的中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构，其特征在于:所述支架螺母(9.1)与钢筋提升杆(11)的杆径相适应，钢筋提升杆(11)依次穿过降水导管(6)顶部和底部的支架螺母(9.1)。
4.根据权利要求1所述的中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构，其特征在于:所述提升装置(19)中心的提升螺母(19.1)通过多个等长的、呈放射状连接在提升螺母(19.1)四周的提升钢筋(19.2)与轮盘(19.3)内侧焊接为一体，所述轮盘的直径大于降水导管(6)的管径。
5.—种根据权利要求1-4任意一项所述的中风化岩地质条件下岩隙水封堵结构的施エ方法，其特征在于:施工步骤如下: 步骤ー:中风化岩地质条件下的地基范围内，基础垫层(4)的下方开挖排水井(8)，排水井(8)外接渗水盲沟(16)； 步骤ニ:排水井(8)的井眼中心放置一下部带滤水孔(7)的排水钢管(1)，位于基础底板(3)范围内的排水钢管(1)的管壁外侧焊接止水钢板环(2)，位于基础垫层(4)以下的排水钢管(1)的管壁外侧周围、排水井(8)范围内填满砾石(5)，在排水钢管(1)中放入水泵(17)进行抽水； 步骤三:水抽取完毕后，在施工现场组装降水导管(6)，取一管径小于排水钢管(1)的另ー钢管作为降水导管(6)，降水导管(6)的管壁外侧焊接上侧管间止水钢板(12)和下侧管间止水钢板(13)，两道管间止水钢板之间填充遇水膨胀止水条(18)，降水导管(6)管壁内侧的顶部和底部分别焊接两个固定支架(9)，取一钢筋作为钢筋提升杆(11)，其顶部设置丝扣(11.1)，提升杆分别穿过固定支架(9)中心的支架螺母(9.1)，提升杆(11)的顶端焊接提升装置(19)，底部连接表面放置有橡胶垫片(15)的底板(14)； 步骤四:在排水钢管(1)的底部埋入砾石(5)，从排水钢管(1)的管ロ置入组装完毕的降水导管(6)，上侧管间止水钢板(12)至排水钢管(1)管顶的两管间缝隙填充掺有微膨胀剂的细石混凝土(10)； 步骤五:转动提升装置(19)，使其中心的提升螺母(19.1)沿钢筋提升杆(11)顶部的丝扣(11.1)转动，带动钢筋提升杆(11)上升，提升表面放置有橡胶垫片(15)的底板(14)，使橡胶垫片(15)紧贴降水导管(6)的管底，再反向转动提升装置(19)，打开橡胶垫片(15)和底板(14)，反复打开、关闭橡胶垫片(15)与底板(14)，使岩隙水在大气压的作用下沿降水导管(6)上升并抽出降水导管(6); 步骤六:将底部的橡胶垫片(15)和底板(14)提升至与降水导管(6)的管底闭合，向降水导管(6)的管内注 入掺有微膨胀剂的细石混凝土(10)，封闭降水导管(6)。
【文档编号】E02D19/20GK103452125SQ201310220476
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】全学斌, 刘曦, 晏礼伟, 姜和平, 张文强, 陈斌斌, 孙维振, 颜庭韵, 马永红 申请人:中建保华建筑有限责任公司, 中国建筑第二工程局有限公司