[發(fā)明專利]一種防止回灌井中堵塞涌水的方法

有效

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• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103510501A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 鄭剛;曾超峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

技術領域

本發(fā)明屬于利用回灌控制地面沉降的基坑降水領域，或者地下水資源管理領域、地下水治理領域，更具體的說，是涉及一種防止回灌井中堵塞涌水的方法。

背景技術

在基坑開挖過程中，經常遇到承壓水的控制問題。普遍的做法是利用降壓井對承壓含水層進行降壓。同時，為了減小坑內降水對坑外環(huán)境的影響，常常利用隔水帷幕截斷承壓含水層。但隨著基坑開挖深度的增加，需要控制的承壓含水層也越來越深，此時如果仍用隔水帷幕截斷之，有些地區(qū)將使得隔水帷幕深度達到70m以上，而對于這樣的工程，通常用地下連續(xù)墻作為止水帷幕，這將使得基坑工程耗資巨大，很不經濟，同時也增加了施工的難度。

在這樣的背景下，懸掛式止水帷幕的概念即應運而生。但是采用這一做法，將導致坑外受到坑內降水的影響，最顯著的就是地面或建筑物沉降，而產生這種沉降的直接原因就是坑外含水層水位的降低。

因此為了減小或消除坑外水位受坑內降水的影響，坑外地下水回灌的概念則普遍流行起來。但是回灌井成井技術的不成熟一直限制著回灌的發(fā)展。目前主要的問題有兩個：

（1）回灌井中涌水失效。由于常規(guī)回灌井井管側濾料或粘土球的不密實，回灌水在回灌壓力作用下往往沿著井管側壁冒出地面，最終導致回灌井失效。對于此種失效，可以在井管側充填水泥漿或混凝土堵水。但是隨之會產生下一種失效。

（2）回灌井過濾層堵塞失效。雖然回灌井過濾層堵塞的原因很多，但是由于采取（1）中措施堵水后，在水泥漿沒有固化前，漿液可能會沿著井管側粘土球的施工縫隙而滲入過濾層中。如果成井施工過程中，不小心擾動了回灌井而導致井管發(fā)生傾斜，這種情況發(fā)生的可能性將大大增加。而事實上，在施工時，這種井管擾動不可避免，尤其是在井管埋深較大時更容易發(fā)生，這同樣將導致回灌井失效。此外，回灌井井管的傾斜也為回灌井運行過程中出現回灌水沿著井管上涌提供了可能。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的是常規(guī)回灌井中常發(fā)生的堵塞涌水的技術問題，提供一種防止回灌井中堵塞涌水的方法，該方法可以有效防止成井施工過程中不可避免的井管擾動帶來的過濾層堵塞失效及回灌井運行過程中的回灌水上涌，再結合其他回灌水預處理等措施可最終保證回灌井的正常工作。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過以下的技術方案予以實現：

一種防止回灌井中堵塞涌水的方法，該方法按照以下步驟進行：

（1）探明回灌位置處土層分布，并根據土層分布及擬回灌承壓含水層位置確定回灌井沉淀管、過濾器、井管的長度；

（2）在地面預先準備完全相同的第一橡膠氣囊和第二橡膠氣囊，以及一個試驗箱，第一橡膠氣囊和第二橡膠氣囊上均分別設置有排氣口和注漿口；

（3）用第一橡膠氣囊和試驗箱在地面開展標定試驗，具體操作步驟如下：

1）將第一橡膠氣囊放入試驗箱中，并向第一橡膠氣囊中注入水泥漿液，同時用流量計記錄注漿流量，用秒表記錄注漿時間，注漿時將第一橡膠氣囊上的排氣口打開；

2）當第一橡膠氣囊開始鼓起成車輪狀時，關閉排氣口，并記錄此時的總注漿量A，并觀察到第一橡膠氣囊與試驗箱壁間具有縫隙；

3）繼續(xù)向第一橡膠氣囊內注漿，當第一橡膠氣囊與試驗箱壁完全接觸貼合時停止注漿，并記錄此時總注漿量B；

4）向第一橡膠氣囊上方注入水泥漿液直至箱頂，靜置片刻，發(fā)現試驗箱頂部并無水泥漿液向外滲出；

5）繼續(xù)向第一橡膠氣囊內注漿，直至其上部水泥漿液不斷從試驗箱頂溢出，此時說明第一橡膠氣囊已向上鼓起，停止注漿，并記錄此時總注漿量C；

（4）在地面將回灌井沉淀管、過濾器、井管對接固定后沉入預先鉆好的井孔內；向過濾器外壁與擬回灌承壓含水層間投入砂礫至過濾器以上2m～3m作為砂礫過濾層；在砂礫的圍填面以上先填入海帶，再圍填粘土球至過濾器以上7m～10m作為粘土球隔水層；

（5）在地面通過注漿管將注漿泵和第二橡膠氣囊連接，向第二橡膠氣囊內注入水泥漿液，該水泥漿液與所述步驟（3）中第1）步操作向第一橡膠氣囊中注入的水泥漿液一致；同時打開第二橡膠氣囊上的排氣口；當總注漿量等于A時，關閉排氣口，同時停止注漿；

（6）將第二橡膠氣囊穿過井管，此時可以看到第二橡膠氣囊與井孔孔壁和井管管壁間有明顯空隙，在第二橡膠氣囊上部放置鐵質圓環(huán)，將第二橡膠氣囊和鐵質圓環(huán)緩慢沉入井孔內，直至達到粘土球隔水層頂；

（7）繼續(xù)對第二橡膠氣囊內注漿直至總注漿量達到1.1～1.2倍B；

（8）對井管管壁與井孔孔壁間澆筑混凝土以形成混凝土堵水層，澆筑過程中對混凝土進行同步振動搗實直至井口；