CN111456054A - 适用于高渗透冲积地层的管井构造、降水施工***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了适用于高渗透冲积地层的管井构造、降水施工***及方法，其技术方案为：包括井管，所述井管外侧包裹滤布，滤布外侧设置有分层填筑的滤料；相邻节井管之间通过管间接头相连，底节井管末端连接井座。本发明的井管连接稳定，配合活塞清洗装置能够解决松散富水高渗透冲积地层中管井淤井的问题，有效提升管井施工质量，延长管井使用寿命。

Description

适用于高渗透冲积地层的管井构造、降水施工***及方法

技术领域

本发明涉及基坑降水技术领域，尤其涉及一种适用于高渗透冲积地层的管井构造、降水施工***及方法。

背景技术

管井降水因施工方便、经济合理，是基坑降水中最为常见且有效的方法，而无砂混凝土管是管井中最为经济的井管类型。在使用过程中，淤井是管井最常见的病害，松散富水高渗透冲积地层中的管井更易遭受淤井。淤井可分为井外淤井和井内淤井两部分，井外淤井即为土粒淤塞井管外壁，井内淤井为土粒淤积于井内。由于无砂混凝土管整体性较弱，几乎无竖向连接，故而无法解决井外淤井的问题。对于井内淤井，只能采取裹缠滤布、洗井等措施尽量避免，发明人发现，现有方法施工复杂，费时费力且质量很难保证。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于高渗透冲积地层的管井构造、降水施工***及方法，能够解决松散富水高渗透冲积地层中管井淤井的问题，有效提升管井施工质量，延长管井使用寿命。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种适用于高渗透冲积地层的管井构造，包括管井，所述管井外侧包裹滤布，滤布外侧设置有分层填筑的滤料；相邻节管井之间通过管间接头相连，底节管井末端连接井座。

作为进一步的限定，所述管件接头为卡槽式接头，所述卡槽式接头包括相互配合的插接板和配合板；在插接板的作用下所述配合板能够形成用于插接板进入的缝隙。

作为进一步的限定，所述旋转搭扣式接头包括设置在下方井管顶端的连接块和设置在上方井管底端的L形连接筋，连接块侧面形成用于配合L形连接筋的穿筋空隙。

第二方面，本发明实施例还提供了一种适用于高渗透冲积地层的管井降水施工***，包括活塞洗井装置和所述的管井构造，所述活塞洗井装置伸入管井内部以对管井内壁进行清洗。

作为进一步的限定，所述活塞洗井装置包括活塞、抽水泵和排水管，所述排水管穿过活塞与抽水泵相连。

第三方面，本发明实施例还提供了一种适用于高渗透冲积地层的管井降水施工方法，采用所述的管井降水施工***，包括：

井座及底节管井安装：井座堵住井底，吊装绳从井座底部的穿绳凹槽穿过，吊装底节管井；

管间接头连接及滤布连接：底节井管下放至设定位置后，安装第二节井管，第二节井管与底节井管通过管间接头连接；上节滤布自然下垂，拉紧尼龙搭扣使其紧缚于底节井管外壁，且与底节井管的滤布形成双层搭接，依次安装至管井顶节；

滤料填筑：根据不同深度土层性质分层填筑滤料；

活塞洗井：洗井时，先放入抽水泵，排水管通过活塞中间的孔隙，进而放入活塞；洗井时上下移动活塞；洗井时，采用抽水泵及时抽出掺杂淤质的污水。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

(1)本发明的一个或多个实施方式的相邻管井通过管间接头连接，管间接头采用旋转搭扣式接头或卡槽式接头，旋转搭扣式接头可提升管井整体性，当发生井外淤井时，可以按照特定方向旋转并提拉管井，搅动井外淤质，达到清淤的目的；同时，若井管安装时发生偏位、倾斜等问题时亦可通过旋转提拉的方法纠偏；卡槽式接头通过配合板和插接板保证上下两节井管间紧密连接，有效阻止土粒经管间缝隙进入井内；

(2)本发明的一个或多个实施方式的滤布预装尼龙搭扣，尼龙搭扣工厂预装，每节井管安装后进入滤布安装步骤，上节滤布适量多留，与下节滤布搭接，进一步保证管节间紧密连接；

(3)本发明的一个或多个实施方式设置活塞洗井装置，洗井时，通过活塞上下运动产生的正负压力剥离井壁淤质，并由抽水泵通过排水管排出井外，以达到洗井的目的。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的管井降水***结构示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的滤布结构示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的活塞结构示意图；

图4是本发明根据一个或多个实施方式的卡槽式接头结构示意图；

图5是本发明根据一个或多个实施方式的旋转搭扣式接头的连接块横向剖面图；

图6是本发明根据一个或多个实施方式的旋转搭扣式接头的L形连接筋横向剖面图；

图7是本发明根据一个或多个实施方式的旋转搭扣式接头的连接块纵向剖面图；

图8是本发明根据一个或多个实施方式的旋转搭扣式接头的L形连接筋纵向剖面图；

图9-图10是本发明根据一个或多个实施方式的旋转搭扣式接头布筋图；

图11是本发明根据一个或多个实施方式的旋转搭扣式接头连接示意图；

图12是本发明根据一个或多个实施方式的井座结构示意图；

其中，1、滤料；2、抽水泵；3、活塞；4、管间接头；5、井管；6、滤布；7、排水管；8、配合板；9、插接板；10、尼龙搭扣；11、连接块；12、L形连接筋；13、竖筋；14、横板；15、竖板；16、挡板；17、横筋；18、锯齿状凹槽；19、环形连接筋；20、井座；21、穿筋空隙；22、安装位置；23、穿绳凹槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

实施例一：

下面结合附图1-图12对本发明进行详细说明，具体的，结构如下：

本实施例提供了一种适用于高渗透冲积地层的管井构造，包括井管5、滤布6、滤料1、管间接头4、井座20，如图1所示，相邻节管井通过管间接头4相连，所述井座20设于末节管井5的端部。所述滤布6包裹于井管5外侧，滤料1置于滤布6外侧，管井打井过程中严格记录各深度处土层性质，且按照土层分布及厚度分别填筑相应的滤料1。

滤布6按照对应土层的性质分别设置不同的目数、层数，如图2所示，所述滤布6装有尼龙搭扣10，且紧密贴合井管5外壁，相邻节井管5之间的滤布6通过尼龙搭扣10紧密连接。如图12所示，所述井座20底部开设有穿绳凹槽23，可供吊绳穿过，便于吊装井管5；所述穿绳凹槽23的截面呈圆弧形。所述井座20整体呈圆柱形，其顶部具有凸台，可以深入井管5内部，提升密闭性，防止淤质从井底淤进井内。

所述管间接头4采用旋转搭扣式接头或卡槽式接头，具体的，所述卡槽式接头如图4所示，包括相互配合的插接板9和配合板8，插接板9固定于上一节井管5底端，配合板8位于下一节管井5顶端。进一步的，所述插接板9的纵向截面呈T型，具有T形伸出端；其横向截面呈环形。

所述配合板8沿井管5周向设置，在本实施例中，为了使相邻井管5紧密配合，所述配合板8的纵向截面设置成上下对称的漏斗状开口槽；且对称的开口槽之间不连通。具体的，配合板8形成左右对称且具有锥形尖端的侧壁，预制时配合板8的中间部位(相邻锥形尖端之间)不留缝隙。管井5安装时，插接板9的T形伸出端利用重力挤开配合板8的内壁，并***配合板8内部，上下两节井管5之间即可紧密连接，有效阻止土粒经管间缝隙进入井内。

所述配合板8和插接板9均为金属板，在本实施例中，配合板8和插接板9为钢板。可以理解的，在其他实施例中，配合板8和插接板9也可以采用其他金属材质。

如图5-图8所示，所述旋转搭扣式接头包括设置在下方井管5顶端的连接块11和设置在上方管井5底端的L形连接筋12，连接块11侧面形成用于配合L形连接筋12的穿筋空隙21，L形连接筋12***穿筋空隙21并旋转，使其与连接块11配合，从而实现相邻管井5的连接。

在本实施例中，相邻节井管5设置四组旋转搭扣式接头，可以理解的，在其他实施例中，旋转搭扣式接头也可以为其他个数，只要能够保证管井5的稳定配合即可。

具体的，如图11所示，所述L形连接筋12包括横筋17和竖筋13，横筋17和竖筋13连接为一体形成L形结构。如图9-图11所示，所述连接块11包括横板14、竖板15和挡板16，横板14与竖板15相互垂直，挡板16连接于横板14和竖板15的一端。

管井5端口设有锯齿状凹槽18，锯齿状凹槽18用于安装连接块11/L形连接筋12。如图7所示，连接块11略低于锯齿状凹槽18，L形连接筋12略高于锯齿状凹槽18，以保证旋转搭扣后，L形连接筋12的横筋17与连接块11的横板14之间有一定空隙，避免因制作误差导致难以安装和旋转不到位。

连接块11和L形连接筋12分别置于管端锯齿状凹槽18处，并在竖向通过竖筋13连接，横向通过环形连接筋19连接。安装时横筋17通过穿筋空隙21并通过旋转到达指定位置，该位置L形连接筋12的竖筋13与连接块11的竖板15位于同一竖直方向上，同时L形连接筋12的横筋17紧贴连接块11的挡板16。

竖筋13的焊接位置位于竖板15外侧、与挡板16平行且与挡板16之间留有一定缝隙，目的在于连接并旋转到位后L形连接筋12的横筋17被挡板16挡住，同时竖筋13与连接块13外的竖板15在一个竖直方向上，保证受力的合理性。

在预制时，先将井管5内部接头构造置于管井5内模表面，然后浇筑无砂混凝土，达到一定强度拆模后焊接管井5外部接头构造。安装时，L形连接筋12的横筋17通过穿筋空隙21进入连接块11内部，然后由图11所示安装位置22(虚线位置)旋转至L形连接筋12的横筋17贴合连接块11的挡板16。

所述旋转搭扣式接头可提升描述即可经过井管5的整体性，当发生井外淤井时，可以按照特定方向旋转并提拉管井，搅动井外淤质，达到清淤的目的。同时，若井管5安装时发生偏位、倾斜等问题时亦可通过旋转提拉的方法纠偏。

实施例二：

本实施例提供了一种适用于高渗透冲积地层的管井降水施工***，包括活塞洗井装置和实施例一所述的管井构造，所述活塞洗井装置伸入井管5内部以对井管5内壁进行清洗。

如图1所示，所述活塞洗井装置包括活塞3、抽水泵2和排水管7，所述排水管7穿过活塞3与抽水泵2相连。具体的，如图3所示，所述活塞3为实体结构，其上端为锥体，下端设置为半球体，减少上下移动活塞时的阻力，活塞3中心预留用于排水管7通过的孔隙。本实施例的活塞3洗井方法简单易行，且满足洗井排污同时进行的要求，避免排污不及时造成重复洗井，费时费力。

实施例三：

本实施例提供了一种适用于高渗透冲积地层的管井降水施工方法，采用实施例二所述的管井降水施工***，施工步骤为：成孔→下管井→填滤料→洗井。

具体的：

(1)准备阶段：

依照岩土工程勘察地层需要区别订购适应不同地层的降水管节。

(2)成孔：

打井成孔过程记录并修正勘察地层与不同井管需要。按照不同地层制定不同钻进方法、不同泥浆配比；具体的，对于夹砂的软黏土、砂土等地层，可采用回转钻、螺旋钻等施工方法进行成孔施工，对于密实卵砾石地层，采用冲击钻施工方法进行成孔施工，对于松散卵砾石地层，采用反循环回转钻进进行成孔施工；

(3)井管5按地层条件分类下放：

1)井座20及底节井管5安装：井座20堵住井底，防止井底淤质进入，吊装绳从井座20底部的穿绳凹槽23穿过，吊装底节井管5。

2)管间接头4连接及滤布6连接：底节井管5下放至适合下一节井管5安装的位置后，开始安装第二节井管5，采用旋转搭扣式接头需要先适当下放井管5再旋转到位，采用卡槽式接头利用重力进入底节井管5并卡住即可。上节滤布6自然下垂，拉紧尼龙搭扣10，使其紧缚于底节井管5外壁，且与底节井管5的滤布6形成一定双层搭接，依次安装至井管5顶节。

(4)滤料1填筑：

打井过程中详细记录各深度土层性质，确定各土层变化深度，所填滤料1粒径根据钻井过程中采集的土层性质确定。不同性质的土层填筑不同粒径的滤料1，总的原则是土粒越小，该层滤料1粒径越小。正常情况下，洁净级配良好的中粗砂均可直接作滤料1使用，当被保护的土粒径较大时可适量掺用洁净砂头或绿豆砂。

步骤(5)活塞3洗井：

洗井时，先放入抽水泵2，排水管7通过活塞3中间的孔隙，进而放入活塞3；洗井时将活塞3上下运动。活塞3提升时形成瞬时负压带出孔壁裂隙内的淤质，下压时形成瞬时正压，如此循环冲刷孔壁泥皮，使孔隙内的淤质从孔壁上脱离掉入水中，并由抽水泵2及时抽出井外，避免反复洗井。

步骤(6)病害处理：

对于采用旋转搭扣式接头的管井，当发生淤井时，可通过单方向旋转、竖向提拉管井的方式促使井外泥皮脱落，延长管井寿命。当发生井位偏差或管井倾斜等病害时，可在安装过程中或使用过程中随时利用该接头的特性纠偏。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于高渗透冲积地层的管井构造，其特征在于，包括井管，所述井管外侧包裹滤布，滤布外侧设置有分层填筑的滤料；相邻节井管之间通过管间接头相连，底节井管末端连接井座。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高渗透冲积地层的管井构造，其特征在于，所述管间接头为卡槽式接头，所述卡槽式接头包括相互配合的插接板和配合板；在插接板的作用下所述配合板能够形成用于插接板进入的缝隙。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高渗透冲积地层的管井构造，其特征在于，所述旋转搭扣式接头包括设置在下方井管顶端的连接块和设置在上方井管底端的L形连接筋，连接块侧面形成用于配合L形连接筋的穿筋空隙。

4.根据权利要求3所述的一种适用于高渗透冲积地层的管井构造，其特征在于，所述L形连接筋包括横筋和竖筋，所述连接块包括横板、竖板和挡板，挡板连接于横板和竖板的一端；所述横筋通过穿筋空隙并通过旋转到达指定位置，所述竖筋与竖板位于同一竖直方向上，同时横筋紧贴挡板。

5.根据权利要求1所述的一种适用于高渗透冲积地层的管井构造，其特征在于，所述滤布预制尼龙搭扣，相邻节管井之间的滤布通过尼龙搭扣相连。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高渗透冲积地层的管井构造，其特征在于，所述井座上表面具有与管井配合的凸台，井座底部设有穿绳凹槽。

7.一种适用于高渗透冲积地层的管井降水施工***，其特征在于，包括活塞洗井装置和如权利要求1-6任一所述的管井构造，所述活塞洗井装置伸入管井内部以对管井内壁进行清洗。

8.根据权利要求7所述的一种适用于高渗透冲积地层的管井降水施工***，其特征在于，所述活塞洗井装置包括活塞、抽水泵和排水管，所述排水管穿过活塞与抽水泵相连。

9.根据权利要求8所述的一种适用于高渗透冲积地层的管井降水施工***，其特征在于，所述活塞内部预留用于排水管穿过的孔隙，洗井时可以及时排出杂质。

10.一种适用于高渗透冲积地层的管井降水施工方法，其特征在于，采用如权利要求7-9任一所述的管井降水施工***，包括：

井座及底节管井安装：井座堵住井底，吊装绳从井座底部的穿绳凹槽穿过，吊装底节管井；

管间接头连接及滤布连接：底节井管下放至设定位置后，安装第二节井管，第二节井管与底节井管通过管间接头连接；上节滤布自然下垂，拉紧尼龙搭扣使其紧缚于底节井管外壁，且与底节井管的滤布形成双层搭接，依次安装至管井顶节；

滤料填筑：根据不同深度土层性质分层填筑滤料；

活塞洗井：洗井时，先放入抽水泵，排水管通过活塞中间的孔隙，进而放入活塞；洗井时上下移动活塞；洗井时，采用抽水泵及时抽出掉入淤质的污水。

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