一种小直径快速降水井结构及施工方法

技术领域

本发明涉及降水井结构技术领域，尤其涉及一种小直径快速降水井结构及施工方法。

背景技术

随着城市化进程不断推进，地下空间开发利用是工程建设的重点和难点问题。其中地下水的勘测和控制是地下空间开发的核心问题之一。一方面地下空间建设前需要进行抽水试验获得水文地质参数，另一方面建设过程中也需要降低地下水位，避免过高的承压水头引发坑底突涌。

目前常规的降水方式是将潜水泵放置于降水井中进行抽水，因此降水井通常采用直径大于200mm的钢管，在成井过程中需要配合吊装、焊接井管，传统工艺操作复杂且工程成本较高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种小直径快速降水井结构及施工方法。

一种小直径快速降水井结构，包括：

井管，所述井管的下端穿设在目标含水层中，所述井管的上端经出水管与出水总管相连通；

进气单元，包括进气管和气动源，所述进气管的一端与所述井管相连接，所述进气管的另一端与所述气动源相连接，所述出水总管与接长管相连接；

单向阀组，包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀设置在进气管和井管之间，所述第二单向阀设置在所述进气管和出水管之间；

其中，所述气动源能够产生气体将所述进气管中的水压入出水管中，并从所述出水管和出水总管排出。

在其中一个实施例中，所述气动源经进气软管与所述进气管相连接，所述出水管经连接结构与所述出水总管相连接。

在其中一个实施例中，所述进气软管上设有电磁换向阀，所述电磁换向阀分别与所述气动源和所述进气管相连接。

在其中一个实施例中，所述电磁换向阀与循环继电器相连接，所述循环继电器通过电信号周期性控制所述电磁换向阀的开关。

在其中一个实施例中，所述循环继电器包括时间继电器和延时继电器，所述时间继电器能够设定所述循环继电器的开关周期，所述延时继电器能够设定所述时间继电器的启动时间。

在其中一个实施例中，所述电磁换向阀还与真空泵相连接。

在其中一个实施例中，所述井管的底部设有透水孔。

在其中一个实施例中，所述井管独立或多支并联通过第一单向阀与所述进气管相连接。

一种所述的小直径快速降水井结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、依靠钻进设备成孔至井底标高；

S2、预制小直径快速降水井结构并置于成孔中；

S3、小直径快速降水井结构置于预定位置后回填中粗砂至设计深度；

S4、回填粘土球至设计深度；

S5、进行抽水试验；

S6、通过进气软管将浆液注入进气管、出水管实现密封。

在其中一个实施例中，所述步骤S2包括：预制小直径快速降水井结构并吊装下放至成孔中，出水管与出水总管通过连接结构相连，接长管与出水总管相连接，进气软管和接长管延伸至地面。

上述小直径快速降水井结构及施工方法，通过气动源产生气体，可以将进气管中的水压入井管，再通过出水管、出水总管和接长管排至井口，其能够利用气动源在井外提供动力进行抽水，操作更加简单方便，并且，井管、出水管、出水总管、进气管可采用轻便材料制成，其减少了钢管的使用，降低了工程成本。同时，进气管、出水管和井管可以采用预制节点进行连接，其易于确保降水井结构的密封性，且提高了施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的小直径快速降水井结构的结构示意图；

图2是本发明的小直径快速降水井结构的另一种结构示意图；

图3是本发明实施例二的小直径快速降水井结构的结构示意图；

图4是本发明实施例三的小直径快速降水井结构的结构示意图；

图5是本发明的循环继电器的结构示意图；

图6是本发明的小直径快速降水井结构的施工方法的抽水试验状态图；

图7是本发明实施例四的小直径快速降水井结构的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例一：

参阅图1-2所示，本发明一实施例提供一种小直径快速降水井结构，包括：

井管1，所述井管1的下端穿设在目标含水层中，所述井管1的上端经出水管5与出水总管2相连通，所述出水总管2与接长管10相连接；接长管10可以将水引导至地面上。

进气单元4，包括进气管41和气动源42，所述进气管41的一端与所述井管1相连接，所述进气管41的另一端与所述气动源42相连接；其中，气动源42可以为空压机等；

单向阀组3，包括第一单向阀31和第二单向阀32，所述第一单向阀31设置在进气管41和井管1之间，所述第二单向阀32设置在所述进气管41和出水管5之间；

其中，所述气动源42能够产生气体将所述进气管41中的水压入出水管5中，并从所述出水管5和出水总管2排出。

本实施例中，气动源42接通进气管41并充气时，第二单向阀32允许水流从进气管41流出至出水管5中，此时，第一单向阀31阻止水流从进气管41返回到井管1中。当气动源42停止对进气管41充气时，在水压力作用下，水流从井管1经过第一单向阀31和第二单向阀32分别流入进气管41和出水管5中。时间继电器停止期间，即进气管41停止进气，已经进入出气管5和出水总管2中且未及时排出的水，受第二单向阀32阻塞避免回流进入进气管41中。

需要说明的是，在本发明的一实施例中，为了提高作业效率，井管1的数量可以为多个，单向阀组3的数量与之相匹配，而进气单元4的数量可以设置为1个或多个。

上述小直径快速降水井结构，通过气动源42产生气体，可以将进气管41中的水压入井管1，再通过出水管5、出水总管2和接长管10排至井口，其能够利用气动源42在井外提供动力进行抽水，操作更加简单方便，并且，井管1、出水管5、出水总管2、进气管41可采用轻便材料制成，其减少了钢管的使用，降低了工程成本。同时，进气管41、出水管5和井管1可以采用预制节点进行连接，其易于确保降水井结构的密封性，且提高了施工效率。

在本发明一实施例中，所述气动源42经进气软管43与所述进气管41相连接，所述出水管5经连接结构6与所述出水总管2相连接。如此，通过进气软管43可以调节气动源42的位置，使气动源42能够放置在降水井的外部。可选地，连接结构6可以为管接头等连接件。

在本发明一实施例中，所述进气软管43上设有电磁换向阀44，所述电磁换向阀44分别与所述气动源42和所述进气管41相连接。其中，电磁换向阀44主要通过开关控制气动源42与进气管41的接通与断开。

在本发明一实施例中，所述电磁换向阀44与循环继电器45相连接，所述循环继电器45通过电信号周期性控制所述电磁换向阀44的开关。如此，通过循环继电器45可以循环控制气动源42的开关，如此，便可通过进气软管43对不同的进气管41进行周期性循环供气。

参阅图5所示，在本发明一实施例中，所述循环继电器45包括时间继电器451和延时继电器452，所述时间继电器451能够设定所述循环继电器45的开关周期，所述延时继电器452能够设定所述时间继电器451的启动时间。具体地，电磁线圈453控制电磁换向阀44各管路阀体的开关。延时继电器452可以设定各时间继电器451的启动时间，错开各管路阀体的开关时段，确保整体抽水效率的最大化。

本实施例中，例如：电磁换向阀44与4个进气软管43相连，每个进气软管43受到管路阀体的打开闭合影响供气。4个电磁线圈453受到时间继电器451控制分别对阀体发出打开或闭合指令，时间继电器451设定的阀体在每周期中开启时间为0.1～0.5s，闭合时间为0.6～1.2s；4个延时继电器452各自指令其对应的时间继电器依次在第0s，0.1～0.5s，0.2～1.0s，0.3～1.5s开启，错开各管路阀体的开启时段，确保各时段管路出水稳定。

实施例二：

参阅图3所示，在本实施例中，还包括水位观测单元7，所述水位观测单元7包括：

水位观测管路71，与所述出水总管2相连接；

气动阀72，设置在所述水位观测管路71上。

可选地，所述井管1和水位观测管路71的底部均设有透水孔8。

本实施例中，水位观测管路71通过连接结构与出水总管2相连接，在抽水试验时，气动阀72关闭。在不进行抽水试验时，气动阀72可以开启，得以实现以下功能：

1)动水填砾：回填滤料时，通过出水总管2往水位观测管路71注水，水从透水孔8往孔壁上流，同时，投放滤料实现动水填砾工艺；传统降水工艺需额外在降水井中下放进水管，本发明实现一管多用，无需额外下放进水管。

2)回灌功能：回填止水材料后，通过出水总管2往水位观测管71注水，水从透水孔8往目标含水层注水回灌。

3)水位观测：非抽水状态下地下水位在水位观测管路71内自由升降，对其进行水位测量。

4)密封注浆：试验完成后，通过出水总管2往水位观测管路71注浆，浆液从透水孔8外渗密封；传统注浆工艺需额外在降水井中下放注浆管，本发明实现一管多用，无需额外下放进水管。

实施例三：

参阅图4所示，在本实施例中，所述电磁换向阀44还与真空泵9相连接。当气动源42与进气软管43断开后，真空泵9与进气软管43接通吸气，在进气管41中形成真空，加速水位恢复。

实施例四：

参阅图7所示，在本实施例中，为了提高出水管5的出水效率，所述井管1多支并联与第一单向阀31相连。

参阅图6所示，本发明一实施例提供一种小直径快速降水井结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、依靠钻进设备成孔至井底标高；

S2、预制小直径快速降水井结构并置于成孔中；

S3、小直径快速降水井结构置于预定位置后回填中粗砂至设计深度；

S4、回填粘土球至设计深度；

S5、进行抽水试验；气动源42通过进气软管43充气，水流通过进气管41、第二单向阀32，从出水管5、出水总管2、接长管10将水排出。

S6、通过进气软管43将浆液注入进气管41、出水管5实现密封。

在本发明一实施例中，所述步骤S2包括：预制小直径快速降水井结构并吊装下放至成孔中，出水管5与出水总管2通过连接结构6相连，接长管10与出水总管2相连接，进气软管43和接长管10延伸至地面。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。