超声波变频复合降水方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波变频复合降水方法，在需要进行降水处理的地域开设抽水井和发射井，在发射井内设置超声波发生器，在抽水井内设置潜水泵和导气管，将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；启动抽真空装置将抽水井内空气抽出，然后开启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时，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。本发明专利技术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。缩短了工程施工降水时间，提高了降水效率。

【技术实现步骤摘要】
超声波变频复合降水方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术采取下述技术方案：本专利技术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。本专利技术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是实施本专利技术方法的设备布置示意图。图2是本专利技术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，本专利技术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；第三步、在所述抽水井1内设置第二垂直升降装置，通过第二升降装置将潜水泵7放置于抽水井1内地下水位线8以下位置，将所述潜水泵7的排水管9和电源线引至抽水井1外，并在抽水井1内地下水位线8以上的空腔10内设置导气管11，将所述导气管11与抽水井1外的抽真空装置12相连接，然后将抽水井1顶部密封；第四步、启动所述抽真空装置12将抽水井1内地下水位线8以上空腔10内的空气抽出使所述空腔10内相对真空度保持在－90～－100Kpa之间；然后开启所述潜水泵7将抽水井1内的地下水体抽出井外；当抽水井1和发射井2内的地下水位不再持续下降，即抽水井1和发射井2内的地下水位线13达到一个动态平衡时，启动所述脉冲信号控制装置6向所述超声波发生器3发送超声波脉冲信号驱动超声波发生器3产生纵波14，在周围地层内形成纵波场，在纵波14传播过程中推动地层孔隙中水体顺纵波14传播方向流动到抽水井1内，再由潜水泵7通过排水管9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3的振荡频率与所述脉冲信号控制装置6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，即：式中：为流体静态密度，kg/m3；为密度变化量，kg/m3；p为液体中的声压，Pa；u为位移速度，m/s；x为振动波传播距离，m；t为时间，s；C0为液体中的声速，m/s；为液体在地层内的渗流速度，m/s；为阻力系数；超声波发生器3的形状为长方形板状体、半圆体、圆柱体或点片线状体。所述第一垂直升降装置和第二垂直升降装置结构相同，由上支撑环、下支撑环，和连接所述上、下支撑环的立杆15组成；上支撑环和下支撑环结构相同，如图2所示，由内环16、外环17和连接所述内、外环16、17的横杆18、以及沿周向均布设置在外环17上的多个滚轮19组成，所述立杆15的上、下两端分别与上支撑环和下支撑环的内环16连接。使用时，将第一、第二垂直升降装置通过吊绳放置于抽水井1和发射井2内即可。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波变频复合降水方法，其特征在于：它包括下述施工步骤：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，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，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。...

【技术特征摘要】
1.一种超声波变频复合降水方法，其特征在于：它包括下述施工步骤：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～－...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清波，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41