一种易拆卸预制水平降水井结构及施工方法技术

本发明专利技术公开一种易拆卸预制水平降水井结构及施工方法，降水井的竖井井壁由若干拱形板拼接而成，拱形板包括腹板和两侧的端板，其中一侧端板上设置凹槽，另一侧端板上设置凸起，凹槽和凸起的尺寸相互配合，腹板上均布若干预留孔用于安装集水管；竖井井壁的下方预设有环形底座，底座上设有环形槽，环形槽上均布若干与端板尺寸、位置一一对应的限位槽；所述拱形板采用透水混凝土加碳纤维材料制作而成。本发明专利技术可有效控制井壁不均匀沉降，结构变形小，施工高效，达到垂直降水井降水效果，同时可以适用于不同深度降水要求，还可以反复循环使用。

【技术实现步骤摘要】
一种易拆卸预制水平降水井结构及施工方法
本专利技术涉及一种降水井结构，具体涉及一种易拆卸预制水平降水井结构及安装方法。
技术介绍
目前水平降水技术主要依靠水平集水管进行降水，首先进行集水竖井施工，在集水竖井井壁上进行水平集水管铺设，借助水泵抽水完成降水施工。集水竖井仅起到围护结构的作用本身不透水，目前工程上集水竖井以预制整体式钢筋砼井筒或大尺寸钢管井筒为主，这种集水井工功能单一，适应性较差，安装复杂，施工工期长，施工质量难以控制，且通常无法循环使用；在布设集水管时，需要施工人员攀高布设，不仅效率低，由于攀高作业还增加了施工难度和危险系数；随着降水深度的增加，井壁容易出现不规则沉降，当沉降差过大时容易导致竖井结构产生变形。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的各种不足，本专利技术提供一种易拆卸预制水平降水井结构及施工方法，可有效控制井壁不均匀沉降，结构变形小，施工高效，达到垂直降水井降水效果，同时可以适用于不同深度降水要求，还可以反复循环使用。为了解决上述问题，本专利技术一种易拆卸预制水平降水井结构，包括竖井井壁和集水管；其特征在于，竖井井壁由若干拱形板拼接而成，拱形板包括腹板和两侧的端板，其中一侧端板上设置凹槽，另一侧端板上设置凸起，凹槽和凸起的尺寸相互配合，腹板上均布若干预留孔用于安装集水管；竖井井壁的下方预设有环形底座，底座上设有环形槽，环形槽上均布若干与端板尺寸、位置一一对应的限位槽；所述拱形板采用透水混凝土加碳纤维材料制作而成，所述材料包括碎石、水泥、砂、减水剂、碳纤维体和水，其中每立方米混凝土的碎石用量不低于1500kg；水泥用量不低于350kg；砂用量不高于60kg；减水剂用量不高于3kg；水用量不高于110kg；水胶比小于0.35；碳纤维体积占混凝土总体积小于0.6％。进一步的，所述拱形板的制造方法如下：第一步、按照配料比，称取定量的碎石、砂同时加入搅拌机中，再加入20％的水用量，搅拌1min以上；第二步、按照配料比称取定量的水泥投入搅拌机，搅拌1min以上至水泥浆包裹骨料表面，形成水泥浆壳；第三步、将剩余的水加热至60℃，并称取剩余水量的30％与减水剂混合，倒入搅拌机；第四步、将分散剂羧甲基纤维素放入剩余的温水中；然后按照配料比称取碳纤维加入上述分散液中，进行搅拌，至到碳纤维完全分散；第五步、将消泡剂加入碳纤维分散液中，继续搅拌，直到分散液表面无气泡为止；第六步、将碳纤维分散液加入搅拌机，与湿料进行搅拌，搅拌2min以上，形成碳纤维透水混凝土；第七步将碳纤维透水混凝土加入标准试模中，同时进行机械振捣捣实，放入养护环境中进行养护，24小时后拆模，养护28天出厂进行现场施工。通过上述步骤制成的拱形板不仅具有透水性能，而且由于碳纤维的模量高于混凝土，在复合材料受载后，截面起到传递载荷的作用，在发生相同应变的情况下，碳纤维将承受较大的载荷，从而分担了混凝土基体所受的载荷，提高了拱形板的强度；同时碳纤维的存在，阻止了水泥基中裂纹的扩展，一定程度上提高了材料的抗压强度；材料中的分散剂有助于碳纤维在搅拌过程中均匀分散，避免纤维上浮成团现象；此外在搅拌过程中会产生大量的气泡，对基体性能有影响，因此利用消泡剂消除气泡。透水性的集水竖井不仅可以利用集水管进行垂直降水，同时通过透水性能材料进行透水，大大增强了竖井的降水功能，防止井内水体残留对竖井的腐蚀，提高了其使用寿命。竖井井壁由若干拱形板拼接而成，拱形板两侧通过凹槽与凸起进行拼装限位，拼装快速且定位精度高；竖井井壁的下方预设有环形底座一方面有利于快速精确插入集水竖井，另一方面可以避免不规则沉降对竖井造成的变形。进一步的，所述拱形板的内侧的两个端板之间固定有支撑梁。集水竖井井壁采用拱形板加梁的结构，使得拼装后的集水竖井变形小，结构更加稳定。进一步的，左右相邻拼接的两个拱形板设置的支撑梁的高度位置不同，其中一个拱形板上的支撑梁设在拱形板的上部位置，相邻另一块拱形板上的支撑梁设在拱形板的下部位置；位置交错的每三个拱形板上的设置的支撑梁处于同一水平高度上；还包括三角形移动板，三角形移动板的三角处分别支撑在同一水平高度的不同的支撑梁上。通过在不同高度的支撑梁上架设三角形移动板，可以便捷高效地完成不同深度水平集水管的铺设，避免了施工人员的攀高作业，提高了安全系数。进一步的，所述拱形板具有不同的长度尺寸，当降水深度超过10米时，长拱形板与短拱形板沿着轴向和径向均交错拼装；当降水深度小于10米时，沿径向相邻的拱形板均采用统一长度尺寸拼装。随着降水深度的增加，竖井所受到的压力随之增大，为了增加竖井的结构强度，拼接竖井井壁的拱形板沿着径向和轴向均为交错拼装结构。进一步的，上下两个拱形板之间通过弧形管片螺栓在两侧的端板内侧相连接。一种易拆卸预制水平降水井结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，第一步，施工现场预先开挖一定深度的定位引导孔，将环形底座预先设置在定位引导孔的底部；第二步，将拱形板吊入孔底并插入环形底座的相对应槽内依次完成集水竖井的拼装；对于长拱形板和短拱形板拼装的集水竖井在插入环形底座的相对应槽后，再通过弧形管片螺栓在两侧的端板上相连接；第三步，使用旋转钻机插入环形底座中间圆孔处钻挖取土，直到集水竖井下沉到指定深度，并在集水竖井井底放置抽水管；第四步、借助汽车吊将三角形移动板搭设在集水竖井井壁上的支撑梁处，施工人员站在三角形移动板上通过集水竖井井壁上预留的圆孔进行水平集水管的布置，通过吊装移动三角形移动板使其搭设在不同高度的支撑梁处，从而完成不同深度和方向上水平集水管的施工；第五步，分别将集水竖井井底抽水管和水平集水管连接抽水泵分别进行排水和降水施工。本专利技术通过使用透水混凝土加碳纤维材料制作的拱形板预制拼装集水竖井的透水井壁，使集水竖井除了集水管降水外还可以透过井壁降水，同时集水竖井的抗压强度、韧性均得到显著提高；集水竖井井壁采用拱形板加梁的结构，使得拼装后的集水竖井变形小，结构更加稳定；通过设计拼装不同尺寸和数量的预制拼装集水竖井透水井壁，可以适应不同深度降水要求；集水竖井透水井壁预留的支撑梁还可以用作架设三角形移动板，是施工人员可以更加便捷高效安全地完成不同深度水平集水管的铺设；通过预设插入式环形底座，不仅可以有效控制井壁不均匀沉降，且方便集水竖井拼装以及沉井施工；用于拼装集水竖井的拱形板不仅便于规模化生产和运输，还能使得施工更便捷高效，施工质量可控。附图说明图1为本专利技术实施例一结构立体示意图；图2为本专利技术实施例二立体结构示意图；图3拱形板立体结构示意图；图4为本专利技术中环形底座立体结构示意图；图5为本专利技术中三角形移动板立体结构示意图；图6为三角形移动板另一方向立体结构示意图；图7为本专利技术中弧形管片螺栓立体结构示意图；图8为实施例一拼装结构示意图；图9为实施例二拼装结构示意图；图10为本专利技术拼装内部结构示意图；图中：1、拱形板；1.1、腹板；1.2、端板；1.3、凹槽；1.4、凸起；1.5、支撑梁；1.6、预留孔；2、环形底座；2.1、环形槽；2.2、限位槽；3、三角形移动板；4、弧形管片螺栓。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做详细的阐述。实施例一如图1至图4所示，一种易拆卸预制水平降水井结构，包括竖井井壁和集水管；竖井井壁由若干拱形板1拼接而成，拱形板1包括腹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种易拆卸预制水平降水井结构，包括竖井井壁和集水管；其特征在于，竖井井壁由若干拱形板(1)拼接而成，拱形板(1)包括腹板(1.1)和两侧的端板(1.2)，其中一侧端板(1.2)上设置凹槽(1.3)，另一侧端板(1.2)上设置凸起(1.4)，凹槽(1.3)和凸起(1.4)的尺寸相互配合，腹板(1.1)上均布若干预留孔(1.6)用于安装集水管；竖井井壁的下方预设有环形底座(2)，底座(2)上设有环形槽(2.1)，环形槽上均布若干与端板尺寸、位置一一对应的限位槽(2.2)；所述拱形板(1)采用透水混凝土加碳纤维材料制作而成，所述材料包括碎石、水泥、砂、减水剂、碳纤维体和水，其中每立方米混凝土的碎石用量不低于1500kg；水泥用量不低于350kg；砂用量不高于60kg；减水剂用量不高于3kg；水用量不高于110kg；水胶比小于0.35；碳纤维体积占混凝土总体积小于0.6％。

【技术特征摘要】
1.一种易拆卸预制水平降水井结构，包括竖井井壁和集水管；其特征在于，竖井井壁由若干拱形板(1)拼接而成，拱形板(1)包括腹板(1.1)和两侧的端板(1.2)，其中一侧端板(1.2)上设置凹槽(1.3)，另一侧端板(1.2)上设置凸起(1.4)，凹槽(1.3)和凸起(1.4)的尺寸相互配合，腹板(1.1)上均布若干预留孔(1.6)用于安装集水管；竖井井壁的下方预设有环形底座(2)，底座(2)上设有环形槽(2.1)，环形槽上均布若干与端板尺寸、位置一一对应的限位槽(2.2)；所述拱形板(1)采用透水混凝土加碳纤维材料制作而成，所述材料包括碎石、水泥、砂、减水剂、碳纤维体和水，其中每立方米混凝土的碎石用量不低于1500kg；水泥用量不低于350kg；砂用量不高于60kg；减水剂用量不高于3kg；水用量不高于110kg；水胶比小于0.35；碳纤维体积占混凝土总体积小于0.6％。2.根据权利要求1所述的易拆卸预制水平降水井结构，其特征在于，所述拱形板(1)的制造方法如下：第一步、按照配料比，称取定量的碎石、砂同时加入搅拌机中，再加入20％的水用量，搅拌1min以上；第二步、按照配料比称取定量的水泥投入搅拌机，搅拌1min以上至水泥浆包裹骨料表面，形成水泥浆壳；第三步、将剩余的水加热至60℃，并称取剩余水量的30％与减水剂混合，倒入搅拌机；第四步、将分散剂放入剩余的温水中；然后按照配料比称取碳纤维加入上述分散液中，进行搅拌，至到碳纤维完全分散；第五步、将消泡剂加入碳纤维分散液中，继续搅拌，直到分散液表面无气泡为止；第六步、将碳纤维分散液加入搅拌机，与湿料进行搅拌，搅拌2min以上，形成碳纤维透水混凝土；第七步、将碳纤维透水混凝土加入标准试模中，同时进行机械振捣捣实，放入养护环境中进行养护，24小时后拆模，养护28天出厂进行现场施工。3.根据权利要求2所述的易拆卸预制水平降水井结构，其特征在于，所述拱形板(1)的内侧的两个端板(1.2)之间固定有...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志伟，张轩粼，陈耕，杨仲会，孙义周，方院生，邵鹏，刘辉，李鹏飞，方冬炳，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32