[发明专利]一种软土基坑的降水装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木建筑、交通工程、环境工程领域，尤其涉及一种软土基坑的降水装置和降水方法。 

背景技术

我国经济最发达的沿江沿海地区，近年来，高层建筑的建造、大型市政设施的施工、及地铁隧道等大量地下空间的开发促使基坑工程快速发展，同时，我国沿海、沿江地区普遍位于软土地区。由于软土具有含水量高、渗透性差等特点，在降低软土层中地下水的过程中普遍存在着出水量小、降深小、降水影响半径小、降水效率低下等困难，特别是随降水时间的增长，降水效率显著下降、降水工期长，进而影响深基坑工程的开挖施工，因此软土基坑工程降水成为影响施工安全、施工效率的重要环节，也一直是软土地区工程建设中的难题之一。 

国内外对基坑工程降水方法已进行了大量研究，开发了多种降水设备。目前基坑工程中多采用喷射（或真空、电渗）点井、管井（混凝土管井、钢管管井、钢筋笼管井、PVC-U塑料降水管井）等技术方法对软土地层进行疏干降水，也有学者开发了潜水与承压水一井分层（或联合）降水的新型管井，实现疏干和减压双重功能。然而，由于软土层的低渗透性，采用上述各种降水方法，往往并不能有效保证降水效果，即使增加降水井数量或延长降水时间，软土层中的饱和水和含水层界面残留水也很难疏干，基坑开挖带水作业现象很多，给安全快速经济地进行基坑开挖带来了很大隐患。鉴于上述原因，迫切需要研发一种能够对软土土层进行快速、有效降水的新手段，以提高基坑工程施工水平，减小工程事故的发生概率。 

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明提出一种软土基坑的降水装置和降水方法，解决现有降水方法无法很好地保证降水效果导致基坑开挖带水作业现象多的技术问题。 

技术方案：本发明采用如下技术方案： 

一种软土基坑的降水装置，包括井管和抽水装置，还包括高压喷射装置，所述高压喷射装置包括压缩机、输送管和喷射环，所述输送管顺着井管的外侧壁沿轴向布置，且输送管位于井管上口的一端连接至压缩机，所述喷射环套在井管外侧壁上且与输送管连通，所述喷射环上设置有喷射孔。 

进一步的，在本发明中，抽水装置和高压喷射装置两者联合工作，利用抽水装置抽取地下水，利用高压喷射装置对孔周软土层进行劈裂，形成裂隙网络，可实现对软土层 中的地下水进行快速有效的疏降。 

进一步的，在本发明中，所述井管的外侧壁上沿轴向设置有纵向凹槽，所述输送管置于纵向凹槽内且通过定位环卡住固定在井管上。所述井管的外侧壁上沿环向设置有环向凹槽，所述喷射环置于环向凹槽内且通过定位环卡住固定在井管上。通过纵向凹槽、环向凹槽与定位环之间配合固定住输送管和喷射环。 

进一步的，在本发明中，所述输送管共有4根，相邻的两个输送管之间间隔90°顺着井管的外侧壁沿轴向均匀布置。所述喷射环上的喷射孔有16个，相邻的两个喷射孔之间间隔22.5°均匀布置在喷射环的外侧面上，每个喷射孔上设有活动挡片。在非工作状态下，喷射孔被活动挡片覆盖，工作状态下，活动挡片被气流冲开。 

进一步的，在本发明中，所述输送管和喷射环由聚氨酯纤维增强软管。聚氨酯纤维增强软管制成的输送管和喷射环承受压力的范围为0－5Mpa。 

进一步的，在本发明中，所述压缩机为空气压缩机或者高压水泵。空气压缩机可以形成高压空气，高压水泵可以形成高压水流，利用高压空气和高压水流对需要降水的目标层进行冲击劈裂形成网状裂隙通道，进而提高后续抽水的效率；其中高压水流喷入的少量的水可以被抽水装置抽出来。 

一种软土基坑的降水装置的使用方法如下： 

（1）安装阶段：在需要作业的软土层上钻孔，在井管内设置好抽水装置，将高压喷射装置固定在井管上并将井管置于孔中，在井管外侧与孔之间填上滤料直至靠近井管上口，在滤料表面以及沿着井管上口周围的孔的一周铺设密封装置，所述密封装置为双层不透气土工膜，在双层不透气土工膜与井管之间填充粘土压实； 

（2）工作阶段：开启压缩机，根据软土层软硬程度及降水目标层深度，选择合适的喷射压力，一般为0.5-2MPa范围内，或者通过现场试喷决定，并控制喷射压力保持；当喷射压力急剧下降时，停止喷射，开启抽水装置；抽水一段时间后，当出水量显著减少时，重新开启压缩机，并选择比前一次更高的压力进行喷射；按上述步骤交叉开启压缩机和抽水装置，直至无法抽出水时停止工作。 

有益效果：