反滤围井系统和管涌处理方法

技术领域

本发明涉及管涌处理技术领域，尤其涉及一种反滤围井系统和管涌处理方法。

背景技术

管涌是在渗流作用下.土体细颗粒沿骨架颗粒形成的孔隙，水在土孔隙中的流速增大引起土的细颗粒被冲刷带走的现象。

基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。土木工程施工中基坑施工是重要的一个部分，基坑的稳定性影响着整个建筑工程的进行。但是如果发生管涌，管涌带走大量泥沙可能造成基坑塌陷。因此在基坑施工环节对管涌进行及时处理是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种能够疏导管涌水并防止泥沙流失的反滤围井系统和管涌处理方法。

上述反滤围井系统包括：管体，管体的底侧开口用于与管涌通道连通；箱体，箱体由管体的顶侧开口伸入至管体中；箱体为中空结构，箱体的外侧环设有用于阻止管涌水上流的第一止水板；箱体的侧壁和/或底壁上设有多个供管涌水流入的通孔，通孔位于第一止水板的下方且位于管体中；箱体的顶部还安装有排水管，排水管用于将管涌水从箱体中引出至外界；填充层，填充层包括自下而上设置的过滤层和密封层，过滤层包围所有通孔，密封层至少有一部分位于管体中，且第一止水板埋设于密封层中。

可选的，箱体的底侧位于管体的底侧的上方，且箱体的底侧与管体的底侧之间填充有过滤层；通孔设置在箱体的侧壁上。

可选的，还包括引水管，引水管贯穿箱体的顶壁，且引水管的管壁与箱体的顶壁密封连接，引水管的顶端与排水管的进水端可拆卸连接，引水管的底端延伸至箱体的内部的底部。

可选的，引水管上设有截止阀，截止阀位于箱体的外部。

可选的，还包括抽水泵，抽水泵位于管体的外部，抽水泵与排水管连接，以用于抽出箱体中的管涌水。

可选的，填充层还包括砂垫层，砂垫层位于密封层和过滤层之间。

可选的，填充层底侧设有透水的土工布。

可选的，管体为圆柱状钢质管体；箱体为圆柱状钢质箱体。

可选的，箱体的上部从管体的顶侧伸出；箱体的上部的外侧环设有用于阻止管涌水上流的第二止水板，第二止水板位于密封层的上方，第二止水板用于埋设在基坑底板中。

上述管涌处理方法包括：在管涌处插入管体，以使管体的底侧开口与管涌通道连通；清除进入至管体中的管涌水和泥沙；将箱体由管体的顶侧开口放入管体中，并在管体中填充过滤层，以使过滤层围设在箱体外围，且箱体的箱壁上的通孔被过滤层掩埋；其中，箱体的顶部设置有用于将由通孔进入至箱体中的管涌水排出至外界的排水管；在过滤层的顶部填充密封层，且箱体外侧环设的第一止水板被密封层掩埋，其中，第一止水板位于通孔的上方。

本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

箱体的侧壁和/或底壁上设有多个供管涌水流入的通孔，通孔位于第一止水板的下方且位于管体中，过滤层包围所有通孔，且密封层至少有一部分位于管体中，所以当管体与涌水通道连通，涌水出水点处的管涌水经过滤层流和箱体上的通孔流入到箱体中，并且进入到箱体中的管涌水可以通过排水管排出到外界；同时过滤层和箱体的箱壁具有阻挡泥沙的能力，尽可能避免大量泥沙被管涌水携带走，使得基坑坑底不会被破坏。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

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，对于本领域普通技术人员而言，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。

图1为本发明一实施例中反滤围井系统的示意图；

图2为本发明一实施例中反滤围井系统的示意图；

图3为本发明一实施例中反滤围井系统的示意图；

图4为本发明一实施例中反滤围井系统的示意图。

其中，1、管体；2、箱体；3、通孔；4、第一止水板；5、过滤层；6、密封层；7、排水管；8、引水管；9、截止阀；10、第二止水板；11、砂垫层；12、管涌通道；13、坑底土体；14、抽水泵；15、第一子过滤层；16、第二子过滤层。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图4所示，本发明提供了一种反滤围井系统，其包括管体1、箱体2和填充层。管体1的底侧开口用于与管涌通道12连通。箱体2由管体的顶侧开口伸入至管体1中。箱体2为中空结构，箱体2的外侧环设有用于阻止管涌水上流的第一止水板4。箱体2的侧壁和/或底壁上设有多个供管涌水流入的通孔3，通孔3位于第一止水板4的下方且位于管体1中。箱体2的顶部还安装有排水管7，排水管7用于将管涌水从箱体2中引出至外界。填充层包括自下而上设置的过滤层5和密封层6，过滤层5包围所有通孔3，密封层6至少有一部分位于管体1中，且第一止水板4埋设于密封层6中。

管体1为顶侧和底侧连通的中空结构，所以管体1可以作为管涌水的引流结构，使得管涌水被限制在管体1中流动。管体1可以直接放置在基坑坑底上，并且管体1的底侧包围基坑坑底表面处的管涌出水点，以使管体1与管涌通道12连通。管体1也可以全部或部分插入到基坑坑底土体13中，并且管体1的底侧包围基坑坑底土体13中的管涌出水点，以使管体1与管涌通道12连通。

箱体2的长度可以大于、等于或者小于管体1的长度。例如，如图4所示，箱体2的长度大于管体1的长度，箱体2下部从管体1的底侧伸出，并且通孔3设置在箱体2的侧壁上；过滤层5设置在箱体2和管体1之间并且包围所有通孔3。又例如，箱体2的长度等于管体1的长度，箱体2底侧与管体1的底侧齐平，并且通孔3设置在箱体2的侧壁上；过滤层5设置在箱体2和管体1之间并且包围所有通孔3。又例如，如图1和图3所示，箱体2的长度小于管体1的长度，箱体2底侧高于管体1的底侧，并且通孔3设置在箱体2的底壁上；过滤层5设置在管体1中并且包围所有通孔3。环设在箱体2外侧的第一止水板4(第一止水板4为板状件)可以位于管体1中，也可以高于管体1的顶侧。另外，通孔3处可以设置滤网以形成反滤孔，从而增强过滤泥沙的能力。

过滤层5可以为碎石层或碎瓷粒层等，密封层6可以为混凝土层、橡胶层或者聚氨酯层等，本发明不做限制。过滤层5可以全部或部分位于管体1中，只要能包围箱体2上的通孔3即可。密封层6也可以全部或者部分位于管体1中，只要能够密封管体1的顶部即可。例如，如图3所示，过滤层5的底侧低于管体1的底侧，密封层6的顶侧高于管体1的顶侧。又例如，如图1、图2和图4所示，过滤层5的底侧与管体1的底侧齐平，密封层6的顶侧与管体1的顶层齐平。过滤层5相当于过滤结构，可以允许管涌水流过，同时泥沙会被过滤层5阻挡，以避免管涌水将泥沙带走。密封层6可以作为密封结构，将管体1的上部或顶部密封，以阻止管涌水从管体1的顶侧流出。而且第一止水板4可以封堵箱体2和密封层6之间的间隙，以阻止管涌水从间隙流出以及阻止管涌水从密封层6中渗出。同时第一止水板4可以使箱体2和密封层6连接在一起，使得管体1中的各部件更加稳定。

在本实施例中，当管体1与涌水通道连通，涌水出水点处的管涌水经过滤层5流和箱体2上的通孔3流入到箱体2中，并且进入到箱体2中的管涌水可以通过排水管7排出到外界；同时过滤层5和箱体2的箱壁具有阻挡泥沙的能力，尽可能避免大量泥沙被管涌水携带走，使得基坑坑底不会被破坏。所以本发明的反滤围井系统能够有效疏导管涌水并减少泥沙流失，对基坑形成有效的保护。

进一步的，箱体2的底侧位于管体1的底侧的上方，且箱体2的底侧与管体1的底侧之间填充有过滤层5；通孔3设置在箱体2的侧壁上。

在本实施例中，过滤层5更厚，所以过滤层5的过滤能力更强，能够阻止更多的泥沙流入箱体2中。当然，箱体2的长度相对较短，既节省材料，也方便箱体2的安装。

进一步的，反滤围井系统还包括引水管8，引水管8贯穿箱体2的顶壁，且引水管8的管壁与箱体2的顶壁密封连接，引水管8的顶端与排水管7的进水端可拆卸连接，引水管8的底端延伸至箱体2的内部的底部。

引水管8可以将箱体2中的管涌水引导至排水管7中，以使管涌水及时排除。而且由于引水管8延伸至箱体2的内部的底部，所以引水管8能够将箱体2内底部处的管涌水(箱体2内底部处可能沉积有泥沙)及时排出，以避免泥沙淤堵通孔3。引水管8可以是PVC管或钢管等，并且引水管8可以以焊接或胶接等方式与箱体2的顶壁连接，本发明均不做限制。

引水管8的顶部可以伸出箱体2，也可以与箱体2的顶侧齐平。引水管8与排水管7之间为可拆卸连接，以使排水管7方便拆卸。例如，管涌处理效果良好，管涌水不再流出，可以随时将排水管7卸下，并封堵引水管8。

进一步的，引水管8上设有截止阀9，截止阀9位于箱体2的外部。

截止阀9可以方便快捷的封闭箱体2。当管涌水不再涌出，即管涌被完全控制，可以将截止阀9关闭，此时箱体2被封闭。

进一步的，反滤围井系统还包括抽水泵14，抽水泵14位于管体1的外部，抽水泵14与排水管7连接，以用于抽出箱体2中的管涌水。

抽水泵14能够加速箱体2内管涌水的排出。打开抽水泵14，抽水泵14可以将流入到箱体2内的管涌水排出，而且由于抽水泵14可以快速将管涌水抽出，有助于避免进入箱体2中的泥沙因沉淀而淤堵通孔3。另外，由于密封层6密封管体1的顶部，管体1内易形成真空环境，采用抽水泵14有助于使管体1内形成真空环境，加速土体中的管涌水流入箱体2内，有助于管涌水快速排出，尽快及时控制管涌。

在一些其他的实施例中，反滤围井系统可以不设置抽水泵14。施工人员可以将排水管7设置为虹吸管，利用虹吸原理将箱体2中的管涌水排出。

进一步的，填充层还包括砂垫层11，砂垫层11位于密封层6和过滤层5之间。

过滤层5通常由一些大粒径颗粒填充而成，颗粒之间的间隙较大。在制造密封层6时，密封层6的材料容易落入到过滤层5中的间隙中。砂垫层11作为中间垫层铺设在过滤层5顶侧，可以避免密封层6的材料落入到过滤层5中的间隙中。

进一步的，填充层底侧设有透水的土工布。土工布具有一定的透水性，既可以允许管涌水流过，还可以阻挡泥沙进入过滤层5中，有助于控制管涌。

进一步的，管体1为圆柱状钢质管体，该形状的管体1更容易插入到土体中。箱体2为圆柱状钢质箱体，该形状的箱体2有助于防止泥沙滞留在箱体2的内壁上。当然，管体1还可以为混凝土材料等制成，箱体2还可以为塑料等制成。

进一步的，箱体2的上部从管体1的顶侧伸出；箱体2的上部的外侧环设有用于阻止管涌水上流的第二止水板10，第二止水板10位于密封层6的上方，第二止水板10用于埋设在基坑底板中。

当管涌被有效控制时，关闭截止阀9，卸下排水管7，可以进行基坑底板的施工作业，整个反滤围井露出基坑坑底表面的部分都要被埋入到基坑底板中。将第二止水板10埋入到基坑底板中，有助于阻挡从密封层6渗出的管涌水继续向基坑底板渗透。

在另一些实施例中，反滤围井应用在隧道中，第二止水板10可以埋入在隧道仰拱中。

本发明还提供了一种管涌处理方法，下面以图1为例，对该方法的步骤进行详细说明。对于图2至图4所示出的实施例，执行步骤可以参考图1所示实施例，本发明不再赘述。

步骤一，在管涌处插入管体1，以使管体1的底侧开口与管涌通道12连通。

具体地，探明管涌出水点，将中空管状的管体1放在基坑坑底的地表，并且管体1的底侧围绕管涌出水点，然后将管体1的一部分插入到土体中(例如使用振动锤插入)，使管涌出水点位于管体1内或者管体1下方，所以管涌通道12与管体1连通。

步骤二，清除进入至管体1中的管涌水和泥沙。

具体地，管涌水沿着管体1上涌，通过抽水装置将上涌到管体1顶侧的管涌水抽出，防止管涌水逸出，以实现对管涌的初步控制。当管涌水不再上涌时(即管涌基本得到控制时)，用抽水泵将管体1内的管涌水全部抽出，并且清除管体1内的泥沙。当然如果插入管体1后管涌水未上涌，可以直接对管体1内的泥沙进行清除。另外，可以只将管体1内的泥沙清除干净，也可以将管体1下方的一部分泥沙进行清除，本领域技术人员可灵活选择方案。

步骤三，将箱体2由管体1的顶侧开口放入管体1中，并在管体1中填充过滤层5，以使过滤层5围设在箱体2外围，且箱体2的箱壁上的通孔3被过滤层5掩埋。其中，箱体2的顶部设置有用于将由通孔3进入至箱体2中的管涌水排出至外界的排水管7。

参照图1，具体实现时，过滤层5可以包括第一子过滤层15和第二子过滤层16，可以先在管体1中铺设第一子过滤层15，然后在第一子过滤层15的顶侧放置箱体2，然后在第一子过滤层15的顶侧填充第二子过滤层16；当第二子过滤层16将箱体2侧壁处的通孔3全部掩埋，整个过滤层5(即第一子过滤层15和第二子过滤层16共同组成过滤层5)完成填充。在该种实现方式中，箱体2的底侧位于管体1的底侧的上方。

参照图2和图4，具体实现时，先放置箱体2，然后在箱体2和管体1之间填充过滤层5；当过滤层5将箱体2侧壁处的通孔3全部掩埋，整个过滤层5完成填充。在该种实现方式中，箱体2的底侧与管体1的底侧齐平，或者位于管体1底侧的下方。

步骤四，在过滤层5的顶部填充密封层6，且箱体2外侧环设的第一止水板4被密封层6掩埋。其中，第一止水板4位于通孔3的上方。优选的，密封层6与管体1的顶侧齐平或者略高于管体1的顶侧。

具体的，箱体2在该步骤中完成安装，此时可以通过安装在箱体2上的排水管7，将箱体2中的管涌水及时排出到外界。

步骤五，掩埋反滤围井系统。

具体的，将排水管7取下或截断，并封堵取下或截断排水管7时所形成的出水口。在基坑坑底的地表铺设混凝土底板，并且混凝土底板将整个反滤围井掩埋。如果管体1伸出基坑坑底地表的高度较高，可以将管体1上部的一部分截断，以使管体1可以全部埋入混凝土底板。

在上述管涌处理方法中，管体1与管涌通道12连通，管体1能够作为引导管涌水沿固定路径流动的引导装置，并在在管涌水流入箱体2之前，泥沙会被过滤层5和箱体2的箱壁过滤，进而尽可能避免管涌水携带大量泥沙进入到箱体2中，进入到箱体2中的管涌水可以通过排水管7排出到外界。通过该方法处理管涌，既能有效疏导管涌水及时流出，避免管涌通道12中水压过大，还可以有效防止大量泥沙随管涌水流出，避免基坑坑底土体13塌陷。

其他技术特征与上述系统实施例相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再赘述，具体可参照系统实施例的描述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。