充氣式自吸降水井的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及工程降水領域和巖土工程測試領域，尤其涉及一種充氣式自吸降水井，其特征在于：所述井蓋上貫穿設置有一通氣管，所述通氣管的管體外圍附著有充氣膨脹構件，所述充氣膨脹構件設置在所述井管的管孔內部，所述井蓋上開設有排水孔。本實用新型的優點是：降水井制作、運行成本低，同時降水效率高，且運行時實現降水管井不帶電作業，安全性好。由于本方法實施簡便，可大面積使用，有利于推廣應用。
【專利說明】
充氣式自吸降水井
技術領域
[0001]本實用新型涉及工程降水領域和巖土工程測試領域，尤其涉及一種充氣式自吸降水井。
【背景技術】
[0002]在高水位地區進行基坑開挖時往往需要提前進行地下水降水以保障基坑開挖能夠順利進行，目前常用的方式為通過打設一定數量的降水井進行抽水，從而在工程施工期間維持較低水位。降水井是一種用于抽汲地下水的裝置，一般包括井管、抽水栗、栗管、排水總管、排水設施等組成，井管一般為不銹鋼或工程塑料材質，并在需要抽水的深度進行管壁開孔，形成過濾段。其施工工序一般為:成孔-安放井管-回填濾料和粘土-洗井-抽水，實際應用中地下水通過過濾段進入井管中，通過位于井管中的真空管或抽水栗將地下水抽取至地面并排出以達到抽汲地下水的目的。
[0003]目前國內主要采用的抽水方式有兩種，一種采用真空栗在井管內形成較高的負壓力使井管內水排出，其優點是一臺真空栗可供多組井點同時工作，但其缺點是對井管和排水系統的密封性要求較高，容易出現漏氣，從而影響抽水能力，同時，真空栗的耗電量巨大，連續不間斷運行的成本較高；另外一種采用潛水栗抽水，每口井單獨使用一臺潛水栗不斷抽取管井內的地下水，其優點是可滿足深度較大的降水井，但由于需要抽水栗數量較多，應用成本較高，且由于抽水需要長時間工作，故經常會出現抽水栗故障的情況，進一步增加使用成本，大量抽水栗工作對供電系統要求較高，存在安全風險且耗電量巨大。
[0004]現有技術中也有不采用抽水栗和真空栗的抽水裝置，如專利號為201020263273.2的)，該降水系統由空壓機、氣管、自動控制器、水管、三通、氣水混合器組成，利用自動控制器改變氣水混合器內氣壓，在常壓下降水井內水體流入氣水混合器，在高壓下氣水混合器內水體由水管排出至地面，通過循環氣壓轉換達到抽水的目的，其優點在于避免了采用抽水栗和真空栗抽水所存在的不利因素，可降低成本，但該技術依靠常壓進水，進水量有限，氣水混合器僅置于降水井底部，且容量有限，大大限制了其抽水效率。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是根據上述現有技術的不足，提供了充氣式自吸降水井，通過在井管內設置可充氣膨脹和出氣收縮的充氣膨脹構件，實現井管的自吸降水，提高降水效率。
[0006]本實用新型目的實現由以下技術方案完成:
[0007]—種充氣式自吸降水井，所述降水井包括一井管，所述井管的管頂固定連接有井蓋，所述井管上開設有進水孔，其特征在于:所述井蓋上貫穿設置有一通氣管，所述通氣管的管體外圍附著有充氣膨脹構件，所述充氣膨脹構件設置在所述井管的管孔內部，所述井蓋上開設有排水孔。
[0008]在所述井管內設置有單向透水閥，所述單向透水閥與所述井管的管壁固定連接且設置在所述進水孔的上方。
[0009]沿所述井管的深度方向由淺至深依次在其外圍固定設置有粘土層和過濾層，所述過濾層的覆蓋范圍至少覆蓋所述進水孔。
[0010]在所述進水孔下方的所述井管上固定設置有沉淀管。
[0011]所述井管內設置有水位控制器。
[0012]本實用新型的優點是:降水井制作、運行成本低，同時降水效率高，且運行時實現降水管井不帶電作業，安全性好。由于本方法實施簡便，可大面積使用，有利于推廣應用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合附圖通過實施例對本實用新型特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解:
[0015]如圖1所示，圖中標記1-12分別表示為:井管1、電纜孔2、通氣管3、排水孔4、井蓋5、粘土層6、過濾層7、充氣膨脹構件8、單向透水閥9、沉淀管10、進水孔11、水位控制器12。
[0016]實施例:如圖1所示，本實施例中的充氣式自吸降水井包括井管I，進水孔11開設在井管I的底段，進水孔11作為地下水的進入通道，井管I的管孔作為降水井的排水通道。井蓋5固定連接在井管I的管頂處，使井管I的管孔與外界地表之間形成相對封閉。
[0017]在井蓋5的中部貫穿設置通氣管3，通氣管3的頂端伸出于井蓋5的外側以連接充氣設備(圖中未示出)，通氣管3的管體位于井管I內部。在井管I外圍附著有充氣膨脹構件8，充氣膨脹構件8位于井管I的管孔內部且充氣膨脹構件8的內腔與通氣管3的管孔相連通，使得充氣設備可通過通氣管3向充氣膨脹構件8的內部充氣，從而使充氣膨脹構件8在井管I的管孔內部膨脹。當充氣膨脹構件8充氣膨脹時，井管I內的地下水和氣體受充氣膨脹構件8的膨脹擠占逐漸從開設在井蓋5上的排水孔4處排出，從而完成降水。為了提高排水效果，即保證井管I內的地下水均被排出，通氣管3和充氣膨脹構件8的底端均位于單向透水閥9附近，保證充氣膨脹構件8自下而上發生膨脹，從而使地下水逐漸被擠占出井管I并從排水孔4處排出。
[0018]在井管I的管孔內部設置有水位控制器12，水位控制器12的電纜線通過開設在井蓋5上的電纜孔2穿出至地表，使水位控制器12可懸掛在井管I之中。水位控制器12用于控制充氣設備的啟閉狀態，當井管I中的水位到達設定降水啟動水位時啟動充氣設備，充氣膨脹構件8開始膨脹，降水井開始進行排水，待水位降低至設定停止降水水位時充氣設備關閉，降水井停止運行。
[0019]在井管I的底部固定設置有單向透水閥9，單向透水閥9與井管I的管壁固定連接且設置在進水孔11的上方。單向透水閥9在井管I內的壓力大于外界壓力時關閉，使井管I內的地下水和氣體無法通過單向透水閥9排出，而在井管I內的壓力小于或等于外界壓力時，單向透水閥9開啟，使地下水和氣體可通過單向透水閥9進出井管I。在具體使用時，待充氣膨脹構件8達到額定充氣量時充氣設備關閉，進氣停止，排水孔4關閉，通氣管3與外界大氣連通，充氣膨脹構件8內的氣體通過通氣管3排出至外界大氣，充氣膨脹構件8在自身彈性作用下收縮，同時在井管I的管孔內形成真空壓，單向透水閥9在負壓作用下開啟，水通過單向透水閥9進入井管I，隨著地下水通過井管I底段設置的進水孔11不斷進入井管I實現地下水的自吸，當井管I內的水位不斷上升并逐漸達到地下水位控制器12所設定的降水啟動水位后啟動充氣設備，重新開始排水過程。
[0020]沿井管I所埋設的深度方向由淺至深在其外圍設置有粘土層6和過濾層7，其中粘土層6用于隔斷井管I底部與地表大氣之間的聯系，使充氣膨脹構件8收縮時所產生的真空壓力直接作用于地下土層，提升自吸效果，而過濾層7便于外界土層中的地下水順利進入井管I的管孔內部，同時由于過濾層7覆蓋在進水孔11的外圍，因此還可避免外界土層中的顆粒堵塞進水孔11。在井管I上的進水孔11的下部設置有沉淀管11，地下水通過進水口 11進入井管I后，其附帶的雜質均沉淀在沉淀管11中，避免堵塞進水口 11。
[0021]本實施例在具體實施時:井管I可由一個或多個管節拼裝組成，以滿足不同深度的降水需要。井管I的材質可采用鋼制或各種塑料材質。
[0022]充氣膨脹構件8可采用彈性氣囊、橡皮制彈性管等多種彈性可收縮空心構件，在通氣管進氣時發生膨脹，待進氣停止且氣體從充氣膨脹構件8的內部放出后，充氣膨脹構件8可收縮至接近原始體積，且該過程可循環發生但膨脹構件不發生明顯損壞。
[0023]本實施例在使用時具有如下步驟:
[0024]I)在基坑內埋設井管I，并連接各個部件。
[0025]2)當水位控制器12檢測到井管I中的當前水位到達所設定的降水啟動水位時，啟動充氣設備，空氣通過通氣管3進入充氣膨脹構件8后其自身發生膨脹，將井管I內部氣體和地下水通過排水孔4排出井管I。
[0026]3)待充氣膨脹構件8達到額定充氣量或水位控制器12檢測到井管I中的當前水位低至所設定的降水停止水位時，充氣設備關閉，進氣停止，排水孔4關閉，通氣管3與外界大氣連通，氣體由充氣膨脹構件8排出，充氣膨脹構件8在自身彈性作用下收縮，同時在井管I內形成真空壓，單向透水閥9在負壓作用下開啟，水通過單向透水閥9進入井管I，隨著地下水通過井管I底段設置的進水孔11不斷進入井管I，井管I內水位不斷上升并逐漸達到水位控制器12設定的降水啟動水位時再次啟動充氣設備，重新開始排水。
[0027]本實施例中的降水井能滿足降水深度較大的情況，同時由于一臺充氣設備可以供多個降水管井同時工作，可大大降低降水井的制作成本和運行耗電量，且不需要每個井點單獨供電，降低了對供電系統的要求，降低了現場的安全風險。在使用過程中不需要不間斷進行，通過設置于井管內部的水位控制器12控制充氣設備的啟閉狀態，進一步降低了運行能耗。
[0028]雖然以上實施例已經參照附圖對本實用新型目的的構思和實施例做了詳細說明，但本領域普通技術人員可以認識到，在沒有脫離權利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對本實用新型作出各種改進和變換，如:各部件的尺寸、型號、材質;進水孔11、排水孔4的開設位置、排列方式等，故在此不一一贅述。
【主權項】
1.一種充氣式自吸降水井，所述降水井包括一井管，所述井管的管頂固定連接有井蓋，所述井管上開設有進水孔，其特征在于:所述井蓋上貫穿設置有一通氣管，所述通氣管的管體外圍附著有充氣膨脹構件，所述充氣膨脹構件設置在所述井管的管孔內部，所述井蓋上開設有排水孔。2.根據權利要求1所述的一種充氣式自吸降水井，其特征在于:在所述井管內設置有單向透水閥，所述單向透水閥與所述井管的管壁固定連接且設置在所述進水孔的上方。3.根據權利要求1所述的一種充氣式自吸降水井，其特征在于:沿所述井管的深度方向由淺至深依次在其外圍固定設置有粘土層和過濾層，所述過濾層的覆蓋范圍至少覆蓋所述進水孔。4.根據權利要求3所述的一種充氣式自吸降水井，其特征在于:在所述進水孔下方的所述井管上固定設置有沉淀管。5.根據權利要求1所述的一種充氣式自吸降水井，其特征在于:所述井管內設置有水位控制器。
【文檔編號】E02D19/10GK205636765SQ201620390340
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】顧國榮, 蘇輝, 路家峰
【申請人】上海巖土工程勘察設計研究院有限公司