1.本发明属于建筑施工技术领域,具体提供一种气动降水施工方法。
背景技术:2.随着各种大型建筑物逐渐增多,对于大型建筑基坑开挖面积广,开挖深度大,地下水系丰富,地基与基础工程施工难度大,成本费用高,地基的安全性、可靠性受到地上大型建筑群的较大影响。
3.基坑施工过程中,经常采用止水帷幕的方法来对基坑止水,但实际施工过程中,由于地质条件、施工技术和基坑深度等因素,止水帷幕常常会出现局部渗漏的风险,并且随着基坑深度的增大,止水帷幕局部渗漏的风险加大,严重影响基坑安全性,同时传统止水帷幕,工程造价高,经济效益低。
4.相应地,本领域需要一种气动降水施工方法来解决上述问题。
技术实现要素:5.本发明提出一种气动降水施工方法,解决现有技术中对基坑止水的施工方法渗漏风险大、影响基坑安全的问题。
6.本发明的技术方案是这样实现的:一种气动降水施工方法,包括以下步骤:步骤s1、测量定位:根据施工图测设出降水井的中心点,采用钢纤打入地面以下第一预设深度,并做标记;步骤s2、钻孔定位:以标记好的降水井的中心点为中心,预设长度为直径作圆,沿圆向下开挖第二预设深度作为井口,下放钢护筒,钢护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土;步骤s3、开挖泥浆池:距井口预设距离开挖泥浆池,并采用沟槽将井口与泥浆池连通,泥浆池内部采用聚乙烯塑料进行防护;步骤s4、钻井:钻机就位,采用水准仪找平,并做好标高测量,钻进过程观察泥浆流损变化,保持泥浆不低于井口下一米;步骤s5、下管并填料:垂直下放降水管于井孔内,降水管顶部高出地面预设高度,填充砾料于降水管和井壁之间;步骤s6、洗井:采用压缩空气洗井法对降水管内部进行清洗,冲除沉渣;步骤s7、安装气动降水设备进行抽水:气动降水设备包括气源系统、自动控制系统和水气置换系统,气源系统包括依次连接的螺杆空压机、干燥机、储气罐和分气总成,自动控制系统包括电源模块、调压模块和数控模块,水气置换系统包含排气阀、止回阀和水气置换器,放置水气置换器于降水管内;螺杆空压机产生的高压气体经干燥机干燥之后存储到储气罐,之后经过分气总成分配到各个自动控制系统内,根据降水井深度调节调压装置,经过调压后的气体被分配到各个水气置换系统中,水气置换系统利用高压气体为动力将降水井内的集水排出,数控模块根据指令控制每一路气体的开启与关闭。
7.本方案的技术效果是:本发明采用气动降水施工方法,降水井内无用电设备,安全
可靠;降水过程中使用气管代替了电缆线,安全整洁;自动化控制,有水即抽,无水即停,节能环保;可调节扬程,可调节出水量,功能强大,适应性强;气管设置标准化长度,连接采用标准化接头,方便快捷。
8.在上述气动降水施工方法的优选技术方案中,所述步骤s4、钻井:钻机就位,采用水准仪找平,并做好标高测量,钻进过程观察泥浆流损变化,保持泥浆不低于井口下一米,具体包括以下步骤:钻机就位,采用水准仪找平,并做好标高测量;钻进过程观察泥浆流损变化,泥浆大量流失时,加大补水量,投入适量泥土形成补充泥浆,钻井自造浆较稠时,排走部分泥浆,并补充清水,调整泥浆密度至合适状态。
9.本方案的技术效果是:防止泥浆漏失发生塌孔事故,同时保证钻进效率。
10.在上述气动降水施工方法的优选技术方案中,所述步骤s5、下管并填料:垂直下放降水管于井孔内,降水管顶部高出地面预设高度,填充砾料于降水管和井壁之间,具体包括以下步骤:检查降水管有无残缺、断裂及弯曲情况;将底层管堵与降水管公母接口接上,采用尼龙网进行缠绕两层,并在沿尼龙网外侧均匀放置竹批,沿降水管延伸方向每间隔预设距离绑扎铁丝;垂直下放降水管并固定,降水管顶部高出地面预设高度;沿降水管周围填入砾料,接近井口一米处,用粘土封严。
11.在上述气动降水施工方法的优选技术方案中,步骤s6、洗井:采用压缩空气洗井法对降水管内部进行清洗,冲除沉渣,具体包括以下步骤:将空压机的空气管及喷嘴放入降水管内,将排水管放入降水管内;启动空压机向降水管内充气,降水管内的气、水、土混合物通过排水管抽出降水井,直至排水管排出清水为止。
12.本方案的技术效果是:确保井的设计深度。
13.在上述气动降水施工方法的优选技术方案中,步骤s7、安装气动降水设备进行抽水,具体包括以下步骤:安装气动降水设备,进行试降水:第一阶段进行单井定流量抽水,第二阶段进行两井定流量抽水,抽水试验过程中抽水井与观测井同步进行水位观测,抽水观测时间按开泵后规定的时间间隔进行,水位观测时间间隔为:1s、 5s、 10 s、15 s、 20 s、 25 s、 30 s、 40 s、 50 s、 60 s、 90 s、 120 s,以后每隔 30min 观测一次,至 480 s后每 60min 观测一次,至 1200 s后每 2h 观测一次,直至抽水停止,停止后观测恢复水位,时间间隔同抽水试验;抽水同时进行水量观测,观测时间间隔为30min;进行正式降水施工。
14.本方案的技术效果是:进行试降水一方面检验成井质量,掌握围护施工完毕后坑内降水井单井水量,另一方面检验围护施工坑内降水效果,掌握坑内水位恢复速率,通过试降水获得的相关数据,优化降水设计或运行方案。
15.在上述气动降水施工方法的优选技术方案中,所述步骤s7、安装气动降水设备进行抽水之后,所述气动降水施工方法还包括以下步骤:
封井:基础底板施工前降水井封堵:抽水,起泵,投入干料,夯实,防水卷材施工,防水保护层施工;预留降水井封堵:加工防水钢套管,防水钢套管外侧焊接止水外环、内侧焊接止水内环,施工基础混凝土垫层时,防水钢套管预埋于混凝土垫层中,封井时,取出水气置换器,对降水井底部采用级配砂石进行回填,上部采用干水泥回填至防水钢套管的内止水环处,采用法兰盖加橡胶密封垫封堵内止水环,防水钢套管上层浇筑防水混凝土。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明一种气动降水施工方法的工艺流程图;图2为本发明一种气动降水施工方法中气动降水设备的布设图。
18.附图标记列表:1、螺杆空压机;2、储气罐;3、分气总成;4、自动控制系统;5、分气管;6、降水井。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图,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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
20.在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.本发明气动降水施工方法的具体实施例:如图1和图2所示,一种气动降水施工方法,包括以下步骤:步骤s1、测量定位:根据施工图测设出降水井的中心点,井位偏差不应大于0.1m,采用钢纤打入地面以下300mm,并灌白石灰粉做标记;步骤s2、钻孔定位:以标记好的降水井的中心点为中心,700mm为直径作圆,采用人工沿圆向下开挖0.5m作为井口,确认无地下管线及地下构筑物后下放钢护筒,钢护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土,以防钻井冲洗液漏失;步骤s3、开挖泥浆池:距井口2m开挖长宽深为4m*2m*1m的泥浆池,并采用500mm*500mm的沟槽将井口与泥浆池连通,泥浆池内部采用聚乙烯塑料进行防护;步骤s4、钻井:钻机就位,采用水准仪找平,并做好标高测量,做到稳固、周正、水平,以保证钻进过程中的钻机稳定,起落钻塔必须平稳、准确,钻机就位偏差应小于20mm,钻塔垂直度偏差应小于1%;钻进过程观察泥浆流损变化,保持泥浆不低于井口下一米,泥浆大
25 s、 30 s、 40 s、 50 s、 60 s、 90 s、 120 s,以后每隔 30min 观测一次,至 480 s后每 60min 观测一次,至 1200 s后每 2h 观测一次,直至抽水停止,停止后观测恢复水位,时间间隔同抽水试验;抽水同时进行水量观测,观测时间间隔为30min,采用流量表读数,精度应读到0.1m
³
,流量观测次数与地下水位观测同步,在整个抽水试验的过程中,抽水井的出水量应保持常量,若前后两次、观测的流量变化超过
±
5%时,应及时调整,抽水试验周期24h-48h;进行正式降水施工。
25.进行试降水一方面检验成井质量,掌握围护施工完毕后坑内降水井单井水量,另一方面检验围护施工坑内降水效果,掌握坑内水位恢复速率,通过试降水获得的相关数据,优化降水设计或运行方案。
26.本实施例中,步骤s8、安装气动降水设备进行抽水之后,气动降水施工方法还包括以下步骤:封井:基础底板施工前降水井封堵:抽水,起泵,投入干料,夯实,防水卷材使用,防水保护层施工,具体地,先把水泥、砂子、碎石按2:2:1的比例在井口旁搅拌均匀(全部干料),在投料前井内的水全部抽空,快速把水气置换器提出,并把干料投放井内,边投料边夯实,为保证夯实,填满深度为1.5m;干料夯实完成后浇筑c40早强抗渗微膨胀混凝土,浇筑至垫层面;再在降水井位置,涂膜一层水泥基渗透结晶防水涂料,再铺设两层防水卷材同底板防水一起施工,至此封井完成;预留降水井封堵:加工防水钢套管,防水钢套管外侧焊接止水外环、内侧焊接止水内环,施工基础混凝土垫层时,防水钢套管预埋于混凝土垫层中,封井时,取出水气置换器,对降水井底部采用级配砂石进行回填,上部采用干水泥回填至防水钢套管的内止水环处,采用法兰盖加橡胶密封垫封堵内止水环,防水钢套管上层浇筑防水混凝土。
27.其中,基础底板施工前降水井封堵时,如遇个别降水井出水量较大时,采用水气置换器埋入法,其作业方法为水气置换器一直不停止的抽水,在抽水的同时往井内投放所需混合干料,在混合料回填至井口下2mm时,停止水气置换器运行,切断电源,迅速把水管和分气管割断,然后快速使用混合料把剩余部分充填夯实,再浇筑c40早强抗渗微膨胀混凝土,封堵如上。
28.水气置换器工作原理:i型置换器:有一个工作腔室。当置换器放入水中后,进水单向阀打开,水流入腔室,自动控制系统向置换器供气,进水单向阀受压关闭,出水单向阀打开,水受压流入出水管。泵体内的水出完以后,自动控制系统停止供气,出水单向阀关闭,腔室内的气体排出,进水单向阀打开,水流入腔室,以此循环;ii型置换器:有两个工作腔室,每一个腔室工作原理与i型置换器相同。通过自动控制系统使两个腔室交替工作,完成连续出水。
29.气动降水的工作原理:螺杆空压机1产生的高压气体经过干燥机处理后存储到储气罐2;干燥机把压缩空气温度降到露点温度,除掉气体中的水分,有利于保护自动控制系统4内的元件;经过干燥机处理后的气体经过分气总成3分配到各个自动控制系统4内,根据降水井6深度调节调压装置,经过调压后的气体被分配到各个水气置换系统中,当水气置换器放入水中后,进水单向阀打开,水流入腔室,自动控制系统4向水气置换器内供气,进水单
向阀受压关闭,出水单向阀打开,水受压流入出水管,水气置换器内的水出完后,自动控制系统4停止供气,出水单向阀关闭,腔室内的气体通过排气阀排出,进水单向阀打开,水流进入腔室,以此循环。
30.本发明采用气动降水施工方法,降水井内无用电设备,安全可靠;降水过程中使用气管代替了电缆线,安全整洁;自动化控制,有水即抽,无水即停,节能环保;可调节扬程,可调节出水量,功能强大,适应性强;气管设置标准化长度,连接采用标准化接头,方便快捷。
31.以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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。
技术特征:1.一种气动降水施工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤s1、测量定位:根据施工图测设出降水井的中心点,采用钢纤打入地面以下第一预设深度,并做标记;步骤s2、钻孔定位:以标记好的降水井的中心点为中心,预设长度为直径作圆,沿圆向下开挖第二预设深度作为井口,下放钢护筒,钢护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土;步骤s3、开挖泥浆池:距井口预设距离开挖泥浆池,并采用沟槽将井口与泥浆池连通,泥浆池内部采用聚乙烯塑料进行防护;步骤s4、钻井:钻机就位,采用水准仪找平,并做好标高测量,钻进过程观察泥浆流损变化,保持泥浆不低于井口下一米;步骤s5、下管并填料:垂直下放降水管于井孔内,降水管顶部高出地面预设高度,填充砾料于降水管和井壁之间;步骤s6、洗井:采用压缩空气洗井法对降水管内部进行清洗,冲除沉渣;步骤s7、安装气动降水设备进行抽水:气动降水设备包括气源系统、自动控制系统和水气置换系统,气源系统包括依次连接的螺杆空压机、干燥机、储气罐和分气总成,自动控制系统包括电源模块、调压模块和数控模块,水气置换系统包含排气阀、止回阀和水气置换器,放置水气置换器于降水管内;螺杆空压机产生的高压气体经干燥机干燥之后存储到储气罐,之后经过分气总成分配到各个自动控制系统内,根据降水井深度调节调压装置,经过调压后的气体被分配到各个水气置换系统中,水气置换系统利用高压气体为动力将降水井内的集水排出,数控模块根据指令控制每一路气体的开启与关闭。2.根据权利要求1所述的气动降水施工方法,其特征在于,所述步骤s4、钻井:钻机就位,采用水准仪找平,并做好标高测量,钻进过程观察泥浆流损变化,保持泥浆不低于井口下一米,具体包括以下步骤:钻机就位,采用水准仪找平,并做好标高测量;钻进过程观察泥浆流损变化,泥浆大量流失时,加大补水量,投入适量泥土形成补充泥浆,钻井自造浆较稠时,排走部分泥浆,并补充清水,调整泥浆密度至合适状态。3.根据权利要求2所述的气动降水施工方法,其特征在于,所述步骤s5、下管并填料:垂直下放降水管于井孔内,降水管顶部高出地面预设高度,填充砾料于降水管和井壁之间,具体包括以下步骤:检查降水管有无残缺、断裂及弯曲情况;将底层管堵与降水管公母接口接上,采用尼龙网进行缠绕两层,并在沿尼龙网外侧均匀放置竹批,沿降水管延伸方向每间隔预设距离绑扎铁丝;垂直下放降水管并固定,降水管顶部高出地面预设高度;沿降水管周围填入砾料,接近井口一米处,用粘土封严。4.根据权利要求3所述的气动降水施工方法,其特征在于,步骤s6、洗井:采用压缩空气洗井法对降水管内部进行清洗,冲除沉渣,具体包括以下步骤:将空压机的空气管及喷嘴放入降水管内,将排水管放入降水管内;启动空压机向降水管内充气,降水管内的气、水、土混合物通过排水管抽出降水井,直至排水管排出清水为止。5.根据权利要求1至4中任一项所述的气动降水施工方法,其特征在于,步骤s7、安装气
动降水设备进行抽水,具体包括以下步骤:安装气动降水设备,进行试降水:第一阶段进行单井定流量抽水,第二阶段进行两井定流量抽水,抽水试验过程中抽水井与观测井同步进行水位观测,抽水观测时间按开泵后规定的时间间隔进行,水位观测时间间隔为:1s、 5s、 10 s、15 s、 20 s、 25 s、 30 s、 40 s、 50 s、 60 s、 90 s、 120 s,以后每隔 30min 观测一次,至 480 s后每 60min 观测一次,至 1200 s后每 2h 观测一次,直至抽水停止,停止后观测恢复水位,时间间隔同抽水试验;抽水同时进行水量观测,观测时间间隔为30min;进行正式降水施工。6.根据权利要求1所述的气动降水施工方法,其特征在于,所述步骤s7、安装气动降水设备进行抽水之后,所述气动降水施工方法还包括以下步骤:封井:基础底板施工前降水井封堵:抽水,起泵,投入干料,夯实,防水卷材施工,防水保护层施工;预留降水井封堵:加工防水钢套管,防水钢套管外侧焊接止水外环、内侧焊接止水内环,施工基础混凝土垫层时,防水钢套管预埋于混凝土垫层中,封井时,取出水气置换器,对降水井底部采用级配砂石进行回填,上部采用干水泥回填至防水钢套管的内止水环处,采用法兰盖加橡胶密封垫封堵内止水环,防水钢套管上层浇筑防水混凝土。
技术总结本发明提出了一种气动降水施工方法,涉及建筑施工技术领域,包括以下步骤:测量定位;钻孔定位;开挖泥浆池;钻井;下管并填料;洗井;安装气动降水设备进行抽水:气动降水设备的螺杆空压机产生的高压气体经干燥机干燥之后存储到储气罐,之后经过分气总成分配到各个自动控制系统内,根据降水井深度调节调压装置,经过调压后的气体被分配到各个水气置换系统中,水气置换系统利用高压气体为动力将降水井内的集水排出。本发明采用气动降水施工方法,降水井内无用电设备,安全可靠;降水过程中使用气管代替了电缆线,安全整洁;自动化控制,有水即抽,无水即停,节能环保;可调节扬程,可调节出水量,功能强大,适应性强。适应性强。适应性强。
技术研发人员:郭卫 刘冬雪 刘振川 崔海军 刘培 史忠友 孙国琪 丁士杰 马松 王志勇
受保护的技术使用者:中国建筑第七工程局有限公司
技术研发日:2022.03.30
技术公布日:2022/7/5