CN103334445B - 中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构及其施工方法，其结构包括降水导管，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泉眼孔，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。本发明解决了直接封堵泉眼水费时费力，并且造成地下水资源浪费的技术问题。

Description

中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种封堵结构，特别是一种对地下泉眼水的封堵结构及施工方法。

背景技术

中风化岩层的基坑施工中，泉眼水的大量溢出在很大程度上影响到施工质量与进度，给工人施工带来了很大不便，以往泉眼水的封堵方法采用在孔内灌注混凝土等凝胶材料进行封闭，费时费力且泉眼水得不到充分的利用。如何在不影响对泉眼水封堵措施，保证基础底板施工质量的前提下有能有效、合理利用地下水资源，成为中风化岩层地质条件下基坑施工的急需解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构及其施工方法，解决直接封堵泉眼水费时费力，并且造成地下水资源浪费的技术问题。

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泉眼水封堵结构，分布在中风化岩地质条件下的地基范围内的泉眼孔中，所述泉眼孔中竖向居中设有一管径小于泉眼孔、标高高于泉眼孔标高、长度短于泉眼孔的降水导管，所述降水导管的管底下方、泉眼孔孔中的范围内填满砾石；

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泉眼孔的孔壁内侧之间的缝隙通过两道管间止水钢板分为两部分，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的缝隙填有遇水膨胀止水条，上侧管间止水钢板至泉眼孔孔顶之间的缝隙填有掺有微膨胀剂的细石混凝土。

所述固定支架可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。

所述支架螺母与钢筋提升杆的杆径相适应，钢筋提升杆可依次穿过降水导管顶部和底部的支架螺母。

所述提升装置中心的提升螺母可通过多个等长的、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。

位于基础底板范围内的降水导管的管壁外侧可焊有止水钢板环。

一种中风化岩地质条件下泉眼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，基础垫层的下方的基坑土内开挖泉眼孔；

步骤二：泉眼孔孔底填满砾石；

步骤三：在施工现场组装降水导管，取一管径小于泉眼孔钢管作为降水导管，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，提升杆分别穿过降水导管顶部和底部的固定支架中心的支架螺母，提升杆的顶端焊接提升装置，底端连接表面放置有橡胶垫片的底板；

步骤四：从泉眼孔的孔口置入组装完毕的降水导管，上侧管间止水钢板至泉眼孔的孔顶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，使泉眼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。    

所述步骤三中：位于基础底板范围内的降水导管的管壁外侧焊接止水钢板环。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明相对传统的直接封堵泉眼水的办法，在泉眼孔放置了封堵结构，封堵结构可根据需要进行直接封堵或将泉眼水抽出泉眼孔后封堵，使地下水得到充分的利用。

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泉眼水压入降水钢管中，泉眼水即得以抽出泉眼孔，泉眼水利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。

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。

本发明可广泛应用于中风化岩地质条件下泉眼水的排水与封堵工作。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图１是本发明实施例一直接封堵步骤一的示意图。

图2是本发明实施例一直接封堵步骤二的示意图。

图3是图1中封堵结构的外观示意图。

图4是图3中封堵结构中降水导管的结构示意图。

图5是图3中封堵结构的顶部外观示意图。

图6是图5中封堵结构的顶部局部剖面示意图。

图7是图3中封堵结构的底部外观示意图。

图8是本发明实施例二抽水后封堵步骤一的示意图。

图9是本发明实施例二抽水后封堵步骤二的示意图。

图10是图8中封堵结构的外观示意图。

图11是图10中封堵结构中降水导管的结构示意图。

图12是图10中封堵结构的顶部外观示意图。

图13是图12中封堵结构的顶部局部剖面示意图。

图14是图10中封堵结构的底部外观示意图。

图15是本发明中固定支架的俯视结构示意图。

图16是本发明中提升装置中轮盘的俯视结构示意图。

图17是本发明中上侧管间止水钢板的结构示意图。

图18是本发明中下侧管间止水钢板的结构示意图。

附图标记：1－泉眼孔、2－止水钢板环、3－基础底板、4－基础垫层、5－砾石、6－降水导管、7－上侧管间止水钢板、8－下侧管间止水钢板、9－固定支架、9.1－支架螺母、9.2－固定钢筋、10－掺有微膨胀剂的细石混凝土、11－钢筋提升杆、11.1－丝扣、12－遇水膨胀止水条、13－底板、14－橡胶垫片、15－提升装置、15.1－提升螺母、15.2－提升钢筋、15.3－轮盘。

具体实施方式

实施例一参见图1-7所示，一种中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构，分布在中风化岩地质条件下的地基范围内的泉眼孔1中，所述泉眼孔中竖向居中设有一管径小于泉眼孔、标高高于泉眼孔标高、长度短于泉眼孔的降水导管6，所述降水导管6的管底下方、泉眼孔1孔中的范围内填满砾石5，以保证后续施工过程中泉眼水从降水导管6中被抽出。

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15，所述提升装置15包括中心固定的提升螺母15.1和连接在提升螺母15.1四周的轮盘15.3，所述钢筋提升杆11顶部的丝扣11.1与提升螺母15.1相适应，以保证后续施工过程中提升装置与钢筋提升杆11的转动配合。

所述钢筋提升杆11的底端连有表面放置有橡胶垫片14的底板13，所述底板13与橡胶垫片14位于降水导管6的管底下方，底板13与橡胶垫片14的面积均大于降水导管6管截面的面积，保证泉眼水不会流出降水导管。

参见图17-18所示，所述降水导管6的管壁外侧与泉眼孔1的孔壁内侧之间的缝隙通过两道管间止水钢板分为两部分，两道管间止水钢板分别为上侧管间止水钢板7和下侧管间止水钢板8，两道管间止水钢板之间的缝隙填有遇水膨胀止水条12，上侧管间止水钢板7至泉眼孔1孔顶之间的缝隙填有掺有微膨胀剂的细石混凝土10，所述下侧管间止水钢板8可设计成斜向，方便遇水膨胀止水条12的固定。

参见图15所示，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。

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。

参见图16所示，所述提升装置15中心的提升螺母15.1通过多个等长的、呈放射状连接在提升螺母15.1四周的提升钢筋15.2与轮盘15.3内侧焊接为一体，所述轮盘的直径大于降水导管6的管径。

实施例一这种中风化岩地质条件下泉眼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4的下方基坑土16内开挖泉眼孔1。

步骤二：泉眼孔1孔底填满砾石5，封堵与基础垫层4及基础底板3施工同步进行互不干扰。

步骤三：在施工现场组装降水导管6，取一管径小于泉眼孔1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7和下侧管间止水钢板8，两道管间止水钢板之间填充遇水膨胀止水条12，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，提升杆分别穿过降水导管6顶部和底部的固定支架9中心的支架螺母9.1，钢筋提升杆11的顶端焊接提升装置15，底端连接表面放置有橡胶垫片14的底板13。

步骤四：从泉眼孔1的孔口置入组装完毕的降水导管6，上侧管间止水钢板7至泉眼孔1的孔顶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15，使其中心的提升螺母15.1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14的底板13，使橡胶垫片14紧贴降水导管6的管底，再反向转动提升装置15，打开橡胶垫片14和底板13，反复打开、关闭橡胶垫片14与底板13，使泉眼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14和底板13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。

按照实施例一形成的中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构，直接进行泉眼孔封堵的实施步骤如下：

步骤一，泉眼孔1成孔，并于孔底一定深度范围内填入砾石5，可以用粗粒碎石或卵石填实，上部置入降水导管6，降水导管6的外部至泉眼孔内壁之间注入掺有微膨胀剂的细石混凝土10，混凝土浇筑高度略高于基坑开挖底标高。降水导管6的顶部混凝土封堵部分以上，由下至上依次为一层水泥基渗透结晶型防水涂料、一层自粘聚合物改性沥青防水卷材、一层溶剂型改性沥青涂料，以保证泉眼水由此只由降水导管6口内部溢出。

步骤二，将底板13提升至闭合，再向降水导管6内注入掺有微膨胀剂的细石混凝土10，完全封闭降水导管6的出水口，使得降水导管6埋入基础垫层4之内。

实施例二参见图8-14所示，与实施例一不同的是，降水导管6的长度变长，位于基础底板3范围内的降水导管6的管壁外侧焊有止水钢板环2以利于基础底板防水，降水导管6的顶部高出基础底板3。实施例二这种中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构的施工方法与实施例一不同的是，所述步骤三中：位于基础底板3范围内的降水导管6的管壁外侧焊接止水钢板环2。

按照实施例二形成的中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构，泉眼水抽出后再进行泉眼孔封堵的实施步骤如下：

步骤一，泉眼孔1成孔，并于孔底一定深度范围内填入砾石5，可以用粗粒碎石或卵石填实，上部置入降水导管6，降水导管6的顶部高过基础顶标高一定高度，并在基础底板3范围内满焊止水钢板环2。降水导管6的外部至泉眼内壁之间注入掺有微膨胀剂的细石混凝土10，混凝土浇筑高度略高于基坑开挖底标高。降水导管6的顶部混凝土封堵部分以上，由下至上依次为一层水泥基渗透结晶型防水涂料、一层自粘聚合物改性沥青防水卷材、一层溶剂型改性沥青涂料，以保证泉眼水由此只由降水导管6口内部溢出。

步骤二，待泉眼水抽出并利用完毕后，将底板13提升至闭合，再向降水导管6内注入掺有微膨胀剂的细石混凝土10，完全封闭降水导管6的出水口。

Claims (7)

1.一种中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构，分布在中风化岩地质条件下的地基范围内、基础垫层（4）以下的泉眼孔（1）中，其特征在于：所述泉眼孔中竖向居中设有一管径小于泉眼孔、标高高于泉眼孔标高、长度短于泉眼孔的降水导管（6），所述降水导管（6）的管底下方、泉眼孔（1）孔中的范围内填满砾石（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（15），所述提升装置（15）包括中心固定的提升螺母（15.1）和连接在提升螺母（15.1）四周的轮盘（15.3），所述钢筋提升杆（11）顶部的丝扣（11.1）与提升螺母（15.1）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（14）的底板（13），所述底板（13）与橡胶垫片（14）位于降水导管（6）的管底下方，底板（13）与橡胶垫片（14）的面积均大于降水导管（6）管截面的面积；

所述降水导管（6）的管壁外侧与泉眼孔（1）的孔壁内侧之间的缝隙通过两道管间止水钢板分为两部分，两道管间止水钢板分别为上侧管间止水钢板（7）和下侧管间止水钢板（8），两道管间止水钢板之间的缝隙填有遇水膨胀止水条（12），上侧管间止水钢板（7）至泉眼孔（1）孔顶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泉眼水封堵结构，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泉眼水封堵结构，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泉眼水封堵结构，其特征在于：所述提升装置（15）中心的提升螺母（15.1）通过多个等长的、呈放射状连接在提升螺母（15.1）四周的提升钢筋（15.2）与轮盘（15.3）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.根据权利要求1所述的中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构，其特征在于：位于基础底板（3）范围内的降水导管（6）的管壁外侧焊有止水钢板环（2）。

6.一种根据权利要求1-5任意一项所述的中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构的施工方法，其特征在于：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（4）的下方的基坑土（16）内开挖泉眼孔（1）；

步骤二：泉眼孔（1）孔底填满砾石（5）；

步骤三：在施工现场组装降水导管（6），取一管径小于泉眼孔（1）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（7）和下侧管间止水钢板（8），两道管间止水钢板之间填充遇水膨胀止水条（12），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），提升杆分别穿过降水导管（6）顶部和底部的固定支架（9）中心的支架螺母（9.1），钢筋提升杆（11）的顶端焊接提升装置（15），底端连接表面放置有橡胶垫片（14）的底板（13）；

步骤四：从泉眼孔（1）的孔口置入组装完毕的降水导管（6），上侧管间止水钢板（7）至泉眼孔（1）的孔顶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（15），使其中心的提升螺母（15.1）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（14）的底板（13），使橡胶垫片（14）紧贴降水导管（6）的管底，再反向转动提升装置（15），打开橡胶垫片（14）和底板（13），反复打开、关闭橡胶垫片（14）与底板（13），使泉眼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（14）和底板（13）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）。

7.根据权利要求6所述的一种中风化岩地质条件下泉眼水封堵结构的施工方法，其特征在于：所述步骤三中：位于基础底板（3）范围内的降水导管（6）的管壁外侧焊接止水钢板环（2）。