一種進(jìn)排水系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及一種進(jìn)排水系統(tǒng)，特別是一種能夠模擬巖土地層中地下水環(huán)境的進(jìn)排水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市對(duì)地下工程的需求越來(lái)越大。然而由于地下資源的日益緊張，越來(lái)越多的地下工程將在深埋條件下進(jìn)行建設(shè)，或是在特殊的地層中進(jìn)行建設(shè)，而這勢(shì)必將遇到諸多工程問(wèn)題，例如地層自穩(wěn)能力較差、深埋工程的承壓水等問(wèn)題，相關(guān)資料顯示實(shí)際工程中出現(xiàn)事故的項(xiàng)目大多數(shù)與地下水有關(guān)，本領(lǐng)域技術(shù)人員公認(rèn)地下水問(wèn)題是地下工程中最重要的問(wèn)題。因此要研究解決與地下水有關(guān)的工程問(wèn)題，不可避免的需要進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，可以說(shuō)模擬試驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是土層模擬仿真的真實(shí)度，這其中對(duì)地下水的模擬是很重要的一部分內(nèi)容。目前的模擬實(shí)驗(yàn)往往是在靜水條件下模擬的，但實(shí)際工程中往往都涉及到動(dòng)水問(wèn)題，而無(wú)論哪個(gè)研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，都無(wú)法真實(shí)模擬地下環(huán)境，更不能夠模擬地下水環(huán)境以及滲水環(huán)境，這大大降低了相關(guān)研究的可信度，壓縮了相關(guān)研究的范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種至少能夠模擬靜水環(huán)境和動(dòng)水環(huán)境的用于模擬巖土地層中地下水環(huán)境的進(jìn)排水系統(tǒng)。

一種進(jìn)排水系統(tǒng)，包括排水裝置和進(jìn)水裝置，該進(jìn)水裝置包括多個(gè)至少部分埋設(shè)于巖土地層中的注水管，該進(jìn)水裝置通過(guò)該注水管將水注入該巖土地層，該排水裝置包括多個(gè)至少部分埋設(shè)于巖土地層中的排水管，該排水裝置通過(guò)該排水管將該巖土地層中的水抽出；還包括凈化循環(huán)裝置，該凈化循環(huán)裝置連接在該進(jìn)水裝置的進(jìn)水口和該排水裝置的出水口之間，該凈化循環(huán)裝置包括沉淀池、蓄水池、蓄水池抽水泵，該沉淀池連通于該排水裝置的出水口以接收該排水裝置從該巖土地層中抽出的水，該蓄水池頂部與該沉淀池連通以供在該沉淀池中沉淀后的水溢流進(jìn)入該蓄水池，該蓄水池抽水泵連通在該蓄水池和該進(jìn)水裝置的進(jìn)水口之間以將該蓄水池中的水送入該進(jìn)水裝置；該注水管的出水端向下傾斜伸出，該排水管的進(jìn)水端向下傾斜伸出；該注水管具有依次連接的第一水平管段和第一圓弧管段，其特征在于，該注水管的出水端連接于該第一圓弧管段，該第一圓弧管段的圓心角等于40°，半徑為90mm；該排水管具有依次連接的第二水平管段和第二圓弧管段，該排水管的進(jìn)水端連接于該第二圓弧管段，該第二圓弧管段的圓心角等于40°,半徑為90mm；多個(gè)該注水管呈矩陣式排列，并且同一行中的注水管等間距布置，同一列中的注水管等間距布置；多個(gè)該排水管呈矩陣式排列，并且同一行中的排水管等間距布置，同一列中的排水管等間距布置；該進(jìn)水裝置還包括多個(gè)進(jìn)水支管、進(jìn)水總管以及增壓泵，該多個(gè)進(jìn)水支管沿豎直方向上下排列并分別對(duì)應(yīng)于一行注水管，位于同一行的該注水管均與同一個(gè)該進(jìn)水支管連通，進(jìn)水總管的多個(gè)出水口與該多個(gè)進(jìn)水支管一一對(duì)應(yīng)地連通，該進(jìn)水總管的進(jìn)水口與該增壓泵的出水口連通，該增壓泵的進(jìn)水口構(gòu)成該進(jìn)水裝置的進(jìn)水口；該排水裝置還包括多個(gè)出水支管、出水總管以及排水抽水泵，該多個(gè)出水支管沿豎直方向上下排列并分別對(duì)應(yīng)于一行注水管，位于同一行的該排水管均與同一個(gè)該出水支管連通，出水總管的多個(gè)進(jìn)水口與該多個(gè)出水支管一一對(duì)應(yīng)地連通，該出水總管的進(jìn)水口與該排水抽水泵的出水口連通，該排水抽水泵的出水口構(gòu)成該排水裝置的出水口。

優(yōu)選的，該進(jìn)水管、排水管的材料由下述質(zhì)量比的材料聚合組成而成：pvc樹(shù)脂35-40；增塑劑4-5；檸檬酸三乙酯4-5；硫酸鋇7-9；六磷胺9-13；鈦白粉6-9；氯化石蠟4-9；三聚氰胺8-15；白油5-8；甲基丙烯酸基丙基三甲氟基硅烷15-18；另外優(yōu)選的，還可以加入納米碳酸鎂。

優(yōu)選的，在該排水管的進(jìn)水端包裹有濾網(wǎng)。優(yōu)選的，該進(jìn)水總管上設(shè)置有第一壓力表、第一流量計(jì)和第一閥門，該出水總管上設(shè)置有第二壓力表、第二流量計(jì)和第二閥門。優(yōu)選的，該排水管和該出水支管埋設(shè)在該巖土地層中，該注水管和該進(jìn)水支管埋設(shè)在該巖土地層中。

本發(fā)明的進(jìn)排水系統(tǒng)通過(guò)其中的進(jìn)水裝置和排水裝置可以先后或同時(shí)向巖土地層中注水和將巖土地中的水抽出，由此，可以至少有效模擬實(shí)際地層環(huán)境中的靜水環(huán)境和動(dòng)水環(huán)境。進(jìn)而，該進(jìn)排水系統(tǒng)用于地層模擬試驗(yàn)，可拓寬試驗(yàn)的范圍，極大增強(qiáng)試驗(yàn)的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的進(jìn)排水系統(tǒng)一個(gè)軸測(cè)示意圖，其中同時(shí)示出了采用該進(jìn)排水系統(tǒng)的巖土地層；圖2-6是圖1中的進(jìn)排水系統(tǒng)的各個(gè)視角的示意圖；圖7是圖1中的進(jìn)排水系統(tǒng)的原理圖；圖8是圖1中的進(jìn)排水系統(tǒng)中進(jìn)水/排水裝置的局部示意圖，其中，進(jìn)水裝置中的注水管和進(jìn)水支管與排水裝置中的排水管和出水支管的結(jié)構(gòu)分別相同，因此，該圖同時(shí)示出了注水管和進(jìn)水支管以及排水管和出水支管；圖9是圖8中進(jìn)水/排水裝置的爆炸視圖；圖10是圖1中的進(jìn)排水系統(tǒng)中的排水管的立體示意圖；圖11是圖10中的排水管的a處的局部放大圖；圖12是圖10中的排水管的主視示意圖；圖13是圖10中的排水管的俯視示意圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖，本發(fā)明的用于模擬巖土地層中地下水環(huán)境的進(jìn)排水系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，其包括進(jìn)水裝置1和排水裝置2。其中，進(jìn)水裝置1包括多個(gè)注水管11，注水管11至少部分埋設(shè)于巖土地層中，進(jìn)水裝置1通過(guò)注水管11將水(可以是常壓水或帶壓水)注入巖土地層3?？衫斫?，至少注水管11的出水口是位于巖土地層中的。排水裝置2包括多個(gè)排水管21，排水管21至少部分埋設(shè)于巖土地層中，排水裝置2通過(guò)排水管21將巖土地層中的水抽出?？衫斫?，至少排水管21的進(jìn)水口是埋設(shè)在巖土地層中的。其中，由于本發(fā)明是用于模擬巖土地層中地下水環(huán)境的進(jìn)排水系統(tǒng)，因此，注水管11和排水管21所埋設(shè)的巖土地層3是試驗(yàn)中的模擬地層。圖中單向箭頭示出了在巖土地層中的水流方向。進(jìn)水裝置設(shè)置的一側(cè)為注水側(cè)，排水裝置設(shè)置的一側(cè)為排水側(cè)。由此，上述用于模擬巖土地層中地下水環(huán)境的進(jìn)排水系統(tǒng)通過(guò)其中的進(jìn)水裝置1和排水裝置2可以先后或同時(shí)向巖土地層中注水和將巖土地中的水抽出，因此，可以至少有效地模擬實(shí)際地層環(huán)境中的靜水環(huán)境和動(dòng)水環(huán)境。進(jìn)而，該進(jìn)排水系統(tǒng)用于地層模擬試驗(yàn)，可拓寬試驗(yàn)的范圍，極大增強(qiáng)試驗(yàn)的可靠性。進(jìn)一步參照?qǐng)D1至圖7，在本實(shí)施例中，多個(gè)注水管11呈矩陣式排列，即多個(gè)注水管11呈多行和多列布置，并且同一行中的注水管11等間距布置，同一列中的注水管11等間距布置，由此，能夠均勻地向巖土地層3注水。在本實(shí)施例中，水平排列的注水管11為一行注水管11，豎直方向排列的注水管11為一列注水管11。更進(jìn)一步，進(jìn)水裝置1還包括多個(gè)進(jìn)水支管12、進(jìn)水總管13以及增壓泵14。其中，多個(gè)進(jìn)水支管12沿豎直方向上下排列并分別對(duì)應(yīng)于一行注水管11，位于同一行的注水管11均與同一個(gè)進(jìn)水支管12連通。進(jìn)水總管13的多個(gè)出水口與多個(gè)進(jìn)水支管12一一對(duì)應(yīng)地連通，進(jìn)水總管13的進(jìn)水口與增壓泵14的出水口連通，增壓泵14的進(jìn)水口構(gòu)成進(jìn)水裝置1的進(jìn)水口。進(jìn)水裝置1的進(jìn)水口可與供送自來(lái)水的水管連通。由此，水通過(guò)增壓泵14增壓后進(jìn)入進(jìn)水總管13，由進(jìn)水總管13分散到各個(gè)進(jìn)水支管12，再由各個(gè)進(jìn)水支管12進(jìn)入各個(gè)注水管11，這樣兩級(jí)分散后經(jīng)注水管11注入到巖土地層中。由于多個(gè)進(jìn)水支管12沿豎直方向上下排列并分別對(duì)應(yīng)于一行注水管11，所以多個(gè)進(jìn)水支管12等間距布置。優(yōu)選地，進(jìn)水總管13與進(jìn)水支管12和增壓泵14之間可拆卸地連接。再進(jìn)一步，在進(jìn)水總管13上設(shè)置有用于測(cè)量其中水壓的第一壓力表15、用于測(cè)量其中水流的第一流量計(jì)16和用于控制其中水流的流量大小的第一閥門17。在供送自來(lái)水的水管上設(shè)置有用于控制其中水流的流量大小的第三閥門5。并且，在本實(shí)施例中，注水管11和進(jìn)水支管12均埋設(shè)在巖土地層中，即注水管11和進(jìn)水支管12整體埋設(shè)在巖土地層中，進(jìn)水總管13的一部分埋設(shè)在巖土地層中以與進(jìn)水支管12連通供水。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于此，在其他可選的實(shí)施例中，注水管11可部分的埋設(shè)在巖土地層中且進(jìn)水支管12全部位于巖土地層外部，只要注水管11的出水口位于巖土地層中以將水注入巖土地層即可。進(jìn)一步參照?qǐng)D1至圖7，在本實(shí)施例中，多個(gè)排水管21呈矩陣式排列，即多個(gè)排水管21呈多行和多列布置，并且同一行中的排水管21等間距布置，同一列中的排水管21等間距布置，由此，能夠均勻地從巖土地層3抽水。在本實(shí)施例中，水平排列的排水管21為一行排水管21，豎直方向排列的排水管21為一列排水管21。更進(jìn)一步，排水裝置2還包括多個(gè)出水支管22、出水總管23以及排水抽水泵24。其中，多個(gè)出水支管22沿豎直方向上下排列并分別對(duì)應(yīng)于一行注水管11，位于同一行的排水管21均與同一個(gè)出水支管22連通，出水總管23的多個(gè)進(jìn)水口與多個(gè)出水支管22一一對(duì)應(yīng)地連通，出水總管23的進(jìn)水口與排水抽水泵24的出水口連通，排水抽水泵24的出水口構(gòu)成排水裝置2的出水口。由此，巖土地層中的水通過(guò)多個(gè)排水管21匯聚進(jìn)入多個(gè)出水支管22，再由多個(gè)出水支管22匯聚進(jìn)入出水總管23，這樣兩級(jí)匯聚后經(jīng)排水抽水泵24排出。由于多個(gè)出水支管22沿豎直方向上下排列并分別對(duì)應(yīng)于一行排水管21，所以多個(gè)出水支管22等間距布置。優(yōu)選地，出水總管23與出水支管22和排水抽水泵24之間可拆卸地連接。再進(jìn)一步，出水總管23上設(shè)置有用于測(cè)量其中水壓的第二壓力表25、用于測(cè)量其中水流的第二流量計(jì)26和用于控制其中水流的流量大小的第二閥門27。并且，在本實(shí)施例中，排水管21和出水支管22埋設(shè)在巖土地層中。即排水管21和出水支管22整體埋設(shè)在巖土地層中，出水總管23的一部分埋設(shè)在巖土地層中以與出水支管22連通進(jìn)而接收出水支管22流出的水。當(dāng)然，本發(fā)明不局限于此，在其他可選的實(shí)施例中，排水管21可部分的埋設(shè)在巖土地層中且出水支管22全部位于巖土地層外部，只要排水管21的進(jìn)水口位于巖土地層中以將水注入巖土地層即可。在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D8和圖9，排水管21和出水支管22與注水管11和進(jìn)水支管12的結(jié)構(gòu)相同。排水管21/注水管11、進(jìn)水支管12/出水支管22和進(jìn)水總管13/出水總管23按圖9中示出的虛線框內(nèi)的分割方式，分割為層，并在模擬土層的準(zhǔn)備過(guò)程中，分層安裝在土層中。進(jìn)一步，參照?qǐng)D1至圖7，本實(shí)施例的進(jìn)排水系統(tǒng)還包括凈化循環(huán)裝置4，凈化循環(huán)裝置4連接在進(jìn)水裝置1的進(jìn)水口和排水裝置2的出水口之間，以將排水裝置2從巖土地層3抽出的水去除巖土后送入進(jìn)水裝置1中循環(huán)使用。具體而言，在本實(shí)施例中，凈化循環(huán)裝置4連通在排水抽水泵24的出水口和增壓泵14的進(jìn)水口之間。這樣，實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)利用，節(jié)約用水。更進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，凈化循環(huán)裝置4包括沉淀池41、蓄水池42、蓄水池抽水泵43，沉淀池41連通于排水抽水泵24的出水口(例如通過(guò)水管連通)以接收排水裝置2從巖土地層中抽出的水，蓄水池42頂部與沉淀池41連通以供在沉淀池41中沉淀后的水溢流進(jìn)入蓄水池42，蓄水池抽水泵43連通在蓄水池42和增壓泵14的進(jìn)水口之間以將蓄水池42中的水送入進(jìn)水裝置1，例如蓄水池抽水泵43的進(jìn)水口與蓄水池42通過(guò)水管連通，將蓄水池42中的水抽出，蓄水池抽水泵43的出水口通過(guò)水管與增壓泵14的進(jìn)水口連通。具體而言，參見(jiàn)圖7，在注水側(cè)，自來(lái)水接入增壓泵14后，通過(guò)進(jìn)水總管13、進(jìn)水支管12及注水管11后注入巖土地層中；在出水側(cè)，巖土地層中的地下水由排水抽水泵24通過(guò)排水管21、出水支管22以及出水總管23抽出到沉淀池41中；在巖土地層3外，排出的水進(jìn)過(guò)沉淀池41沉淀后溢流進(jìn)入蓄水池42中，蓄水池42中的水通過(guò)蓄水池抽水泵43以及增壓泵14增壓后再次循環(huán)注入到巖土地層中，從而形成循環(huán)水環(huán)境。此外，參照?qǐng)D10至圖13，排水管21的進(jìn)水端向下傾斜伸出。具體而言，在本實(shí)施例中，排水管21具有依次連接的第二水平管段221和第二圓弧管段222，排水管21的進(jìn)水端連接于第二圓弧管段222，第二圓弧管段222的圓心角θ等于為40°。第二圓弧管段222的半徑r，優(yōu)選為90mm。設(shè)置為進(jìn)水端向下傾斜伸出的結(jié)構(gòu)，可防止巖土顆粒進(jìn)入管內(nèi)堵塞整個(gè)裝置。排水管21的長(zhǎng)度按需要確定。另外，在排水管21的進(jìn)水端包裹有濾網(wǎng)。安裝濾網(wǎng)可防止巖土顆粒進(jìn)入管內(nèi)堵塞整個(gè)裝置。在本實(shí)施例中，可參照?qǐng)D12和圖13示出的排水管21，注水管11的出水端同樣向下傾斜伸出。具體而言，在本實(shí)施例中，注水管11具有依次連接的第一水平管段和第一圓弧管段，注水管11的出水端連接于第一圓弧管段，第一圓弧管段的圓心角等于為40°。第一圓弧管段的半徑為優(yōu)選為90mm。設(shè)置為出口端向下傾斜伸出的結(jié)構(gòu)，可防止巖土顆粒進(jìn)入管內(nèi)堵塞整個(gè)裝置。注水管11的長(zhǎng)度按需要確定?？蛇x擇地，也可以在注水管11上包裹濾網(wǎng)。優(yōu)選地，注水管11、進(jìn)水支管12、進(jìn)水總管13、排水管21、出水支管22和出水總管23均采用耐壓材料制成。上述耐壓材料由下列的重量百分份比組成：pvc樹(shù)脂35-40；增塑劑4-5；檸檬酸三乙酯4-5；硫酸鋇7-9；六磷胺9-13；鈦白粉6-9；氯化石蠟4-9；三聚氰胺8-15；白油5-8；甲基丙烯酸基丙基三甲氟基硅烷15-18；另外優(yōu)選的，還可以加入15質(zhì)量份的納米碳酸鎂。該種水管韌性高，抗老化，拉伸強(qiáng)度好。如下表：

下面分別以模擬靜水和動(dòng)水環(huán)境為例，介紹本實(shí)施例的進(jìn)排水系統(tǒng)的具體實(shí)施方式。靜水環(huán)境：試驗(yàn)準(zhǔn)備完畢后，打開(kāi)第一閥門17和第三閥門5，自來(lái)水通過(guò)增壓泵14進(jìn)入進(jìn)水總管13中，后經(jīng)進(jìn)水支管12及注水管11分水后注入到巖土土層中，期間連續(xù)記錄第一流量計(jì)16的數(shù)據(jù)，當(dāng)注水量達(dá)到設(shè)計(jì)數(shù)值時(shí)，關(guān)閉第一閥門17和第三閥門5；若出現(xiàn)注水困難的情況，則可開(kāi)啟第二閥門27，并開(kāi)啟排水抽水泵24，使得出水側(cè)土層內(nèi)形成負(fù)壓，以達(dá)到加快注水速度的目的。動(dòng)水環(huán)境：試驗(yàn)準(zhǔn)備完畢后，打開(kāi)第一閥門17和第三閥門5，自來(lái)水通過(guò)增壓泵14接入進(jìn)水總管13中，后經(jīng)進(jìn)水支管12及出水管分水后注入到巖土地層中，期間需要連續(xù)記錄壓力表的數(shù)值；在排水側(cè)，開(kāi)啟第二閥門27，并開(kāi)啟排水抽水泵24，使得出水側(cè)土層內(nèi)形成負(fù)壓，當(dāng)有水從排水側(cè)流出后，需要連續(xù)記錄第二壓力表25的數(shù)值；沉淀池41中的沉淀后的廢水流入蓄水池42中，達(dá)到一定量時(shí)，可開(kāi)啟蓄水池抽水泵43，將水抽出，并經(jīng)過(guò)增壓泵14增壓后再次注入到巖土地層中；將記錄的第一壓力表15、第二壓力表25的數(shù)值換算成水頭高度后，其水頭差與水在土層中流過(guò)的距離之比，即i＝△h/l(l為注水管11的出水口與排水口21的進(jìn)水口之間的水平距離)，達(dá)到設(shè)計(jì)的水力梯度以后，即可保持此種壓力情況下，繼續(xù)循環(huán)注排水，形成模擬的動(dòng)水環(huán)境。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。