[发明专利]超声波变频复合降水方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程施工降水成孔/井后所采用的降水方法，尤其是涉及一种超声波变频复合降水方法。

背景技术

在工程施工中，当地下水位高于工程施工作业面时，需要采用一定的方法来降低地下水位，满足干地施工作业的要求，保证工程施工质量。工程在施工期间需要进行降水作业时，其采取的手段有多种，如轻型井点法、管井法或明沟抽排法等。这些降水方法形式单一、适应性较低、降水时间较长，每种方法只能针对某些地层结构，其降水效果还受孔或井的施工质量影响很大。如轻型井点法的降水深度有限且占用一定的施工场地、管井法适用于地层结构单一的中细颗粒地层等。

目前，所有工程施工降水采用的方法均是依靠地层中水体在一定的水力梯度下在孔隙间的自然流动，因此流动速率较小，并且流动速率受地层颗粒组成及结构的均匀性影响。特别是在粘性土地层中进行施工降水作业时，要想满足工程施工降水的时效性，即时间短、效果好，必须增大地层中水体的流动速度。

发明内容

本发明目的在于提供一种降水效果好、时间短、效率高且不受地层结构限制和凿孔/井时质量影响的超声波变频复合降水方法。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的超声波变频复合降水方法，包括下述施工步骤：

第一步、在需要进行降水处理的地域开设抽水井和发射井；

第二步、在所述发射井内设置垂直升降装置，通过该升降装置将超声波发生器放置于发射井内地下水位线以下位置，所述超声波发生器通过电缆与发射井外的脉冲信号控制装置相连接，然后将发射井顶部密封；

第三步、在所述抽水井内设置垂直升降装置，通过该升降装置将潜水泵放置于抽水井内地下水位线以下位置，将所述潜水泵的排水管和电源线引至抽水井外，并在抽水井内地下水位线以上的空腔内设置导气管，将所述导气管与抽水井外的抽真空装置相连接，然后将抽水井顶部密封；

第四步、启动所述抽真空装置将抽水井内地下水位线以上空腔内的空气抽出使所述空腔内相对真空度保持在－90～－100Kpa之间；然后开启所述潜水泵将抽水井内的地下水体抽出井外；当抽水井和发射井内的地下水位不再持续下降，即抽水井和发射井内的地下水位达到一个动态平衡时，启动所述脉冲信号控制装置向所述超声波发生器发送超声波脉冲信号，驱动超声波发生器产生纵波在周围地层内形成纵波场，在纵波传播过程中推动地层孔隙中水体顺纵波传播方向流动到抽水井内，再由潜水泵通过排水管把水体抽排至地面；

第五步、依次在其它预定的位置重复第一步至第五步，达到疏干地层中的孔隙水目的。

所述超声波发生器的振荡频率与所述脉冲信号控制装置所发送的超声波脉冲信号频率一致，该频率值根据需要进行降水处理地域的地层特性参数计算所得；超声波发生器的形状为长方形板状体、半圆体、圆柱体或点片线状体。

本发明优点在于设计原理科学、设备结构简单、成本低、降水工作效率高。由于超声波发生器所发射的纵波在饱水地层传播过程中具有压缩推动特性、空化作用、降粘作用等，使得处于纵波场内地层中的水体更易于在孔隙通道内沿纵波传播方向流动，成倍的快速增大水体的单向流动速度，由发射井一侧流向抽水井内，即抽水井的排水量增大，加快了地层的疏干速率，从而缩短了工程施工降水时间，提高了降水效率。

附图说明

图1是实施本发明方法的设备布置示意图。

图2是本发明所述垂直升降装置的俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明所述的超声波变频复合降水方法，按照下述步骤进行：（下述抽水井和发射井为多个，为便于描述，以下以一个抽水井和一个发射井为例进行描述。）

第一步、在需要进行降水处理的地域开设抽水井1和发射井2；超声波发生器的振荡频率与脉冲信号控制装置所发送的超声波脉冲信号频率一致，该频率值根据需要进行降水处理地域的地层特性参数计算所得；超声波发生器的形状根据实际需要，可选择为长方形板状体、半圆体、圆柱体或点片线状体；

第二步、在所述发射井2内设置第一垂直升降装置，通过第一升降装置将超声波发生器3放置于发射井2内地下水位线4以下位置，将所述超声波发生器3通过电缆5与发射井2外的脉冲信号控制装置6相连接，然后将发射井2顶部密封；