CN112523241B - 一种水平成井基坑降水工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平成井基坑降水工艺，属于降水技术领域，包括步骤1：根据勘探信息预设钻孔路线；步骤2：按照钻孔路线通过钻井设备施工降水孔；步骤3：制备降水管；步骤4：将降水管置于降水孔中，降水孔包括垂直降水孔、水平降水孔和曲线降水孔，降水管包括单层降水管、预填滤料式双层降水管和可拼接预填滤料式双层降水管。本发明通过勘探信息预设钻孔路线，施工降水孔，然后制备可预填滤料的拼接式双层井管，将降水井管牵引至降水孔中，以达到水平或曲线成孔以及降水的目的。

Description

一种水平成井基坑降水工艺

技术领域

本发明涉及一种降水井管，特别是涉及一种水平成井基坑降水工艺，属于降水技术领域。

背景技术

基坑降水是指在开挖基坑时，地下水位高于开挖底面，地下水会不断渗入坑内，为保证基坑能在干燥条件下施工，防止边坡失稳、基础流砂、坑底隆起、坑底管涌和地基承载力下降而做的降水工作，基坑降水方法主要有：明沟加集水井降水、轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、深井井点降水等等。

这种传统的降水方法均是垂直降水，在施工现场，如果降水面积较大，就需要打上百个降水孔，成井的工序将占用很长时间，且成本较高。

如果将降水孔设置成水平的，从场地一端延伸至另一端，如此降水孔的数量可以减少一半以上，而且垂直的降水孔不能均匀分布在施工现场，采用水平的可以最大限度的均匀分布于基坑中。

目前工程建设中还未有将水平成孔应用于基坑降水中，因此需要一种水平成井的基坑降水工艺。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种水平成井基坑降水工艺，通过勘探信息预设钻孔路线，施工降水孔，然后制备可预填滤料的拼接式双层井管，将降水井管牵引至降水孔中，以达到水平或曲线成孔以及降水的目的。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种水平成井基坑降水工艺，包括如下步骤，

步骤1：根据勘探信息预设钻孔路线；

步骤2：按照钻孔路线通过钻井设备施工降水孔；

步骤3：制备降水管；

步骤4：将降水管置于降水孔中。

优选的，所述步骤1中的所述勘探信息包括地面三维坐标、地下障碍物分布和水文地质信息。

优选的，所述步骤2中，所述钻井设备包括正循环钻机、反循环钻机、水平定向钻，所述降水孔包括垂直降水孔、水平降水孔和曲线降水孔。

优选的，所述步骤2中按照钻孔路线通过钻井设备施工降水孔的步骤包括如下步骤，

步骤2.1：根据钻孔路线开挖发射坑和接收坑；

步骤2.2：安装水平定向钻以及配制泥浆；

步骤2.3：施工导向孔以及扩孔。

优选的，所述步骤3中的降水管包括单层降水管、预填滤料式双层降水管和可拼接预填滤料式双层降水管。

优选的，所述可拼接预填滤料式双层降水管包括若干节依次活动连接的双层井管，所述双层井管包括外层井管以及套设在所述外层井管内的内层井管，所述外层井管和所述内层井管之间设有支撑结构，相邻的两个所述内层井管之间、相邻的两个所述外层井管之间、相邻的两个双井层管相靠近的两端的两个所述支撑结构之间至少有一个活动连接。

优选的，相邻的两个所述内层井管之间和/或相邻的两个所述外层井管之间设有密封管，所述密封管为具有伸缩性的套管，包括具有伸缩性的波纹管和具有弹性的橡胶管。

优选的，所述步骤3中的降水管中预留牵引绳，所述牵引绳的长度至少是降水孔长度的2倍。

优选的，所述步骤4中将降水管牵引至水平降水孔中的步骤包括如下步骤，

步骤4.1：所述步骤2.3中扩孔之后，将牵引绳和旋转钻头连接在牵引设备上；

步骤4.2：将降水管连接在所述旋转钻头上，通过牵引设备将降水管牵引至预定位置。

本发明的有益技术效果：

1、本发明提供的水平成井基坑降水工艺，将传统的垂直式降水管改成水平式或者曲线式，能够将整个降水管置于含水层中，降水效果更佳。

2、本发明提供的水平成井基坑降水工艺，采用可拼接式降水管，可以根据地层和地下障碍物，改变降水路线，更好的适应地层。

3、本发明提供的水平成井基坑降水工艺，降水管设置成双层，内层和外层之间可以预填滤料，从而满足水平设置降水井管时填滤料的目的。

4、本发明提供的水平成井基坑降水工艺，两个内层管之间和/或两个外层管之间设置密封的套管，可以防水、防砂或者防淤泥漏出或者渗入。

附图说明

图1为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的一优选实施例的双层井管拼接后水平状态的结构示意图；

图2为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的一优选实施例的双层井管拼接后弯曲状态的结构示意图；

图3为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的一优选实施例的双层井管的结构示意图；

图4为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的一优选实施例的双层井管与密封管的连接示意图；

图5为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的一优选实施例的支柱的结构示意图；

图6为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的一优选实施例的支板的结构示意图；

图7为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的一优选实施例的双层井管活动连接的结构示意图；

图8为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的另一优选实施例的双层井管活动连接的结构示意图；

图9为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的另一优选实施例的双层井管活动连接的结构示意图；

图10为按照本发明的水平成井基坑降水工艺的一优选实施例的曲线成孔后降水井管在地下的状态。

图中：1-双层井管，2-外层井管，3-内层井管，4-支撑结构，5-密封管，21-连接孔，22-锁链，31-挂耳，32-活动板，41-支柱，42-支板，43-双头吊钩。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-图10所示，本实施例提供的水平成井基坑降水工艺，包括如下步骤，

步骤1：根据勘探信息预设钻孔路线，勘探信息包括地面三维坐标、地下障碍物分布和水文地质信息；

步骤2：按照钻孔路线通过钻井设备施工降水孔，步骤如下：

步骤2.1：根据钻孔路线开挖发射坑和接收坑；

步骤2.2：安装水平定向钻以及配制泥浆；

步骤2.3：施工导向孔以及扩孔；

步骤3：制备降水管；

步骤4：将降水管置于降水孔中，步骤如下：

步骤4.1：步骤2.3中扩孔之后，将牵引绳和旋转钻头连接在牵引设备上；

步骤4.2：将降水管连接在旋转钻头上，通过牵引设备将降水管牵引至预定位置。

进一步的，本实施例中成井后的一种优选状态，如图10所示，钻机施工曲线降水孔后，降水管在地下的曲线状态，目前工程领域中的降水孔和降水管均是垂直于地面的，水平成孔降水或者曲线成孔降水还无施工队伍实施过。

在本实施例中，步骤2中，钻井设备包括正循环钻机、反循环钻机、水平定向钻，降水孔包括垂直降水孔、水平降水孔和曲线降水孔，优选采用水平定向钻施工水平降水孔和曲线降水孔。

在本实施例中，步骤3中的降水管中预留牵引绳，牵引绳的长度至少是降水孔长度的2倍，预留牵引绳是为了将探头、水泵等设备牵引至降水孔或降水管的某个特定位置，2倍的长度，是为了可以将设备拖曳至一端后，可以回拖至另一端。

在本实施例中，步骤3中，降水管包括单层降水管、预填滤料式双层降水管和可拼接预填滤料式双层降水管，本实施例优选可拼接预填滤料式双层降水管。

进一步的，在本实施例中，如图1和图9所示，在本实施中，可拼接预填滤料式双层降水管包括若干节依次活动连接的双层井管1，双层井管1包括外层井管2以及套设在外层井管2内的内层井管3，外层井管2和内层井管3之间设有支撑结构4，相邻的两个内层井管3之间、相邻的两个外层井管2之间、相邻的两个双井层管1相靠近的两端的两个支撑结构4之间至少有一个活动连接。

相邻的两个内层井管3之间和/或相邻的两个外层井管2之间设有密封管5，密封管5为具有伸缩性的套管，包括具有伸缩性的波纹管和具有弹性的橡胶管。

任意相连的两个双层井管1之间可以通过锁链活动连接、活动板活动连接或者吊钩活动连接等等，相邻的两个内层井管3之间、相邻的两个外层井管2之间、相邻的两个双井层管1相靠近的两端的两个支撑结构4之间可以仅一个活动连接，也可以任意两个同时活动连接，也可以三个同时活动连接。

进一步的，在本实施例中，如图1和图9所示，内层井管3和外层井管2均包括有不透水的实管和透水的滤管，滤管包括桥式滤管、圆孔滤管和缠丝管。

在长达几十米的水平孔内，有些地方需要降水，有些地方不需要降水，因此，每节双层降水井管的结构可分为：外层滤管内层也是滤管、外层滤管内层实管以及内层实管内层也是实管，以满足不同的地层需求。

甚至，每节双层降水井管，内层外层之间预填滤料，根据降水要求的不同，预填不同粒径的滤料，包括黄沙、瓜子片、鹅卵石或者其他滤料甚至粘土等，也可以不填任何滤料，直接空置。

进一步的，在本实施例中，如图1和图2所示，支撑结构4包括固定在外层井管2和内层井管3之间的支柱41或支板42。

本实施例优选一，在外层井管2和内层井管3之间设置支柱41，那么预填的砂料可能会从双层井管1之间漏出，因此需要在相邻的两个双层井管1之间筒密封管5密封住，防止滤料漏到内层井管3之中或者外层井管2之外。

本实施例优选二，在外层井管2和内层井管3之间设置支板42，支板42是个环形板，支板42可以将每节的双层井管1隔离成单独的隔断空间(此处不考虑滤水管的空隙)，可以将滤料隔离在这个隔断空间中，滤料就不会漏出来。

进一步的，在本实施例中相邻井管连接方式的优选方式一，如图1和图7所示，支柱41上挂有双头吊钩43，双头吊钩43即两个吊钩的尾部连接在一起，双头吊钩43的一头挂在一个双层井管1上的支柱41上，另一头挂在相邻的双层井管1上的支柱41上。

本实施例中优选在支柱41上设置双头吊钩，同理，也可以在相邻的两个内层井管3之间、相邻的两个外层井管2之间也设置上双头吊钩，上述三种情况之间至少有一个通过双头吊钩2连接，也可以任意两个或者三个通过双头吊钩2同时活动连接，如果采用双头吊钩连接，在内层井管3和外层井管2上要设置便于勾住双头吊钩43的圆孔。

在本实施例中相邻井管连接方式的优选方式二，如图8所示，本实施例通过在内层井管3的两端均设有若干个挂耳31以及套设在挂耳31上的活动板32，相邻的两个内层井管3之间通过挂耳31和活动板32活动连接。

本实施例中优选在内层井管3上设置挂耳31和活动板32，同理，也可以在相邻的两个双井层管1相靠近的两端的两个支撑结构4、相邻的两个外层井管2之间也设置挂耳31和活动板32，上述三种情况之间至少有一个通过设置挂耳31和活动板32连接，也可以任意两个或者三个通过设置挂耳31和活动板32同时活动连接。

当多节双层井管1依次连接时，相互间的双层井管1通过挂耳31和活动板32互相受力，能够串联成一个整体的可拼接双层降水井管。

在本实施例中相邻井管连接方式的优选方式三，如图9所示，本实施例通过在外层井管2的两端均设有若干个连接孔21以及套设在连接孔21上的锁链22，相邻的两个外层井管2之间通过锁链22和连接孔21活动连接。

本实施的锁链可以用圆环或者吊钩等效替换。

本实施例中优选在外层井管2上设置连接孔21和锁链22，同理，也可以在相邻的两个双井层管1相靠近的两端的两个支撑结构4、相邻的两个内层井管3之间也设置设置连接孔21和锁链22，上述三种情况之间至少有一个通过设置连接孔21和锁链22活动连接，也可以任意两个或者三个通过设置连接孔21和锁链22同时活动连接。

当多节双层井管1依次连接时，相互间的双层井管1通过双头吊钩互相受力，能够串联成一个整体的可拼接双层降水井管。

上述相邻井管的三个优选连接方式，双头吊钩、挂耳和活动板、连接孔和锁链，并不是唯一的连接方式，为本实施例的优选，也可以选择其他活动连接方式。

进一步的，在本实施例中，如图1-图9所示，相邻的两个内层井管3之间设有密封管5，相邻的两个外层井管2之间设有密封管5，密封管5为具有伸缩性的套管，包括具有伸缩性的波纹管和具有弹性的橡胶管。

本实施例中两个内层井管3之间、相邻的两个外层井管2之间至少有一个设置密封管5，或者两个同时设置密封管5。

设置在相邻的两个内层井管3之间的密封管5，该密封管5的一端与一个内层井管3的一端密封套接，该密封管5的另一端与相邻的另一个内层井管3的一端密封套接；设置在相邻的两个外层井管2之间的密封管5，该密封管5的一端与一个外层井管2的一端密封套接，该密封管5的另一端与相邻的另一个外层井管2的一端密封套接。

在相邻的两个内层井管3之间设置密封管5，是为了防止双层井管1内的水流出去，同时也是为了防止外部淤泥和滤料进入内层井管3中。

在相邻的两个外层井管2之间设置密封管5，是为了防止滤料漏出来，同时也是为了防止外部淤泥混入滤料中以及进入内层井管3中。

如果支撑机构4设置成支板42，可以将滤料隔离在隔断空间内，此时可以仅在两个内层井管3之间设置密封管5，而两个外层井管2之间不用设置密封管5；而如果外部土质较硬或者土壤含水较少，不存在漏水或者淤泥渗入的情况，也可以只在两个外层井管2之间设置密封管5，或者两个内层井管3之间、相邻的两个外层井管2之间均不设置密封管5。

如图1-图10所示，本实施例提供的水平成井基坑降水工艺工作过程如下：

首先根据地面三维坐标、地下障碍物分布和水文地质信息等勘探信息预设钻孔路线，然后按照钻孔路线通过钻井设备施工降水孔，同时制备制备双层降水管，将双层降水管预填滤料，然后依次活动连接，最后通过钻机等牵引设备将降水管引至降水孔中。

综上所述，本实施例提供的水平成井基坑降水工艺，通过将传统的垂直打井垂直降水，改进成水平打井水平降水或者曲线打井曲线降水，可以将整个降水管置于特定含水层中(垂直降水管仅一部分在含水层中)，增加降水面积，加快降水速度，不仅能够节约时间节省成本，还能够达到更好的降水效果。

以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种水平成井基坑降水工艺，其特征在于：包括如下步骤，

步骤1：根据勘探信息预设钻孔路线；

步骤2：按照钻孔路线通过钻井设备施工降水孔；

步骤3：制备降水管，所述降水管包括可拼接预填滤料式双层降水管，所述可拼接预填滤料式双层降水管包括若干节依次活动连接的双层井管（1），所述双层井管（1）包括外层井管（2）以及套设在所述外层井管（2）内的内层井管（3），所述外层井管（2）和所述内层井管（3）之间设有支撑结构（4），相邻的两个所述内层井管（3）之间、相邻的两个所述外层井管（2）之间、相邻的两个双层井管（1）相靠近的两端的两个所述支撑结构（4）之间至少有一个活动连接，相邻的两个所述内层井管（3）之间和/或相邻的两个所述外层井管（2）之间设有密封管（5），所述密封管（5）为具有伸缩性的套管，包括具有伸缩性的波纹管和具有弹性的橡胶管，每节双层井管，内层外层之间预填滤料，根据降水要求的不同，预填不同粒径的滤料，或者不填任何滤料，直接空置；

步骤4：将降水管置于降水孔中。

2.根据权利要求1所述的一种水平成井基坑降水工艺，其特征在于：所述步骤1中的所述勘探信息包括地面三维坐标、地下障碍物分布和水文地质信息。

3.根据权利要求1所述的一种水平成井基坑降水工艺，其特征在于：所述步骤2中，所述钻井设备包括正循环钻机、反循环钻机、水平定向钻，所述降水孔包括垂直降水孔、水平降水孔和曲线降水孔。

4.根据权利要求3所述的一种水平成井基坑降水工艺，其特征在于：所述步骤2中按照钻孔路线通过钻井设备施工降水孔的步骤包括如下步骤，

步骤2.1：根据钻孔路线开挖发射坑和接收坑；

步骤2.2：安装水平定向钻以及配制泥浆；

步骤2.3：施工导向孔以及扩孔。

5.根据权利要求1所述的一种水平成井基坑降水工艺，其特征在于：所述步骤3中的降水管中预留牵引绳，所述牵引绳的长度至少是降水孔长度的2倍。

6.根据权利要求4所述的一种水平成井基坑降水工艺，其特征在于：所述步骤4中将降水管置于降水孔中，包括如下步骤，

步骤4.1：所述步骤2.3中扩孔之后，将牵引绳和旋转钻头连接在牵引设备上；

步骤4.2：将降水管连接在所述旋转钻头上，通过牵引设备将降水管牵引至预定位置。