[發明專利]用于多含水層-多隔水層的穿層潛井快速降水裝置和方法

有效

• 申請號: 202010561996.9
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111827326B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 王建秀;薛睿;劉笑天;何倩倩;龍冠宏;武昭;徐娜
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E02D19/10
• 分類號: E02D19/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 許耀

本發明涉及一種用于多含水層?多隔水層的穿層潛井快速降水裝置及方法，該多含水層?多隔水層系統中，被止水帷幕隔斷的土層內由上至下依次存在低滲透性含水層、隔水層和高滲透性含水層；該快速降水裝置包括用于低滲透性含水層排水的淺層疏干井和用于高滲透性含水層排水的降壓?疏干井，還包括布置于降壓?疏干井周圍的穿層潛井，該穿層潛井具有鉆穿低滲透性含水層、高滲透性含水層及中間的隔水層的鉆孔，用于溝通低滲透性含水層和高滲透性含水層，形成上下竄水。與現有技術相比，本發明在止水帷幕隔斷多含水層?多隔水層系統中引入穿層潛井這一工藝能夠顯著加快排水過程，能夠為基坑降水施工工藝提供新的思路。

技術領域

本發明屬于地質工程、巖土工程、地下工程技術領域，涉及一種在工程場地降水施工過程中設置穿層鉆孔加速降水的方法，尤其是涉及一種用于多含水層-多隔水層的穿層潛井快速降水裝置和方法。

背景技術

在地下水位比較高的施工環境中，井點降水是土方工程、地基與基礎工程施工中的一項重要技術措施，能疏干基土中的水分、促使土體固結，提高地基強度，同時可以減少土坡土體側向位移與沉降，穩定邊坡，消除流砂，減少基底土的隆起，使位于天然地下水以下的地基與基礎工程施工能避免地下水的影響，提供比較干的施工條件，還可以減少土方量、縮短工期、提高工程質量和保證施工安全。工程場地降水進行具體設計時，通常將淺層潛水含水層進行疏干，較深處的承壓含水層進行減壓降水。現有技術中，對于工程場地的降水通常采用在潛水含水層和承壓含水層分別設置疏干井和降壓井的方式，即采用分層降水的方式。但是實際工程場地土層分布情況可能比較復雜，比如存在多含水層、多隔水層，含水層滲透性也可能差異很大，上層含水層如果滲透性很差時疏干井疏干作用不明顯，與下層降壓-疏干井工作不協調，很可能造成降水速度慢、影響工期的問題。目前急需對如何加快多含水層-多隔水層系統降水速率展開研究。

發明內容

多含水層-隔水層系統要求被止水帷幕隔斷的土層內存在兩含水層，含水層之間可能被隔水層分割，且上層含水層為滲透性低的土層，下層含水層為滲透性較好的土層，降壓-疏干井在抽排下層含水層時排水效果好，但是上層疏干井排水效果較差，該系統僅設置降壓-疏干井及上層疏干井降水會影響基坑整體降水速度。

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于多含水層-多隔水層的穿層潛井快速降水裝置和方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明第一方面提供一種用于多含水層-多隔水層的穿層潛井快速降水裝置，所述的多含水層-多隔水層系統中，被止水帷幕隔斷的土層內由上至下依次存在低滲透性含水層、隔水層和高滲透性含水層；該快速降水裝置包括用于低滲透性含水層排水的淺層疏干井和用于高滲透性含水層排水的降壓-疏干井，還包括布置于降壓-疏干井周圍的穿層潛井，該穿層潛井具有鉆穿低滲透性含水層、高滲透性含水層及中間的隔水層的鉆孔，用于溝通低滲透性含水層和高滲透性含水層，形成上下竄水。

本發明中，降壓-疏干井及淺層疏干井按照兩含水層分層降水(傳統降水模式)設計井數及尺寸，使其滿足工程施工降水要求。在降壓-疏干復合井周圍額外布置鉆孔，鉆孔滲透性好，將該鉆孔作為透水穿層潛井，溝通上下兩含水層，作為兩含水層水力通道，促進上層含水層排水。

優選地，所述的鉆孔內隔水層深度附近設有填砂，同時在鉆孔上部設有回填粘土封孔。

優選地，所述的鉆孔在隔水層(兩含水層分界面)深度附近設置擴孔。

優選地，所述的隔水層深度附近是指包含全部隔水層及隔水層上下兩側部分含水層的深度范圍。

優選地，穿層潛井均勻布置于降壓-疏干井周圍。

優選地，所述的降壓-疏干井周圍布置2～3個穿層潛井。