深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统技术方案

本发明专利技术涉及岩土工程领域，尤其是一种有效解决深厚覆盖层大型原位试验井在开挖和试验阶段渗流控制的深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统，包括原状试验取样区，所述原状试验取样区外周环绕设置有地连墙结构，包括至少一个降水井，所述降水井设置于地连墙结构与原状试验取样区之间，所述降水井包括壁面设置有进水孔的外管、设置于外管内的深井泵以及水位监测系统，深井泵通过管线与外界连通。本发明专利技术尤其适用于深厚覆盖层原位试验井测试试验之中。其适用于深厚覆盖层原位试验井测试试验之中。其适用于深厚覆盖层原位试验井测试试验之中。

【技术实现步骤摘要】
深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统


[0001]本专利技术涉及岩土工程领域，尤其是一种深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统。

技术介绍

[0002]深部土力学是目前岩土工程研究的难点，不同的常规试验方法得到土体物理力学参数差异大，原位试验适用性差。采用直径超过9m的大型原位试验井可直接对土体进行开挖，并在井内实施原位试验和原状取样，准确获得深部土体的物理力学参数。但大型原位试验井在安全开挖的同时需保证井内土体的渗流稳定和相对原状性，井内土体水力梯度不超过临界水力梯度，避免土体结构性破坏。井内水位根据开挖深度动态调整，并与开挖面高程接近，保证开挖面以下土体含水率相对不变。同时，渗流控制措施应尽量减少对试验土体的扰动。因此，大型原位试验井对渗流控制的要求极高，尤其是在以砂土为主的深厚覆盖层中。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种有效解决深厚覆盖层大型原位试验井在开挖和试验阶段渗流控制的深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统，包括原状试验取样区，所述原状试验取样区外周环绕设置有地连墙结构，包括至少一个降水井，所述降水井设置于地连墙结构与原状试验取样区之间，所述降水井包括壁面设置有进水孔的外管、设置于外管内的深井泵以及水位监测系统，深井泵通过管线与外界连通。
[0005]进一步的是，水位监测系统包括用于限定最低水位的水位监测传感器以及用于限定最高水位的限位器。
[0006]进一步的是，所述降水井设置于地连墙结构的地连墙接头处。
[0007]进一步的是，所述外管的进水孔处设置有滤网。
[0008]进一步的是，所述滤网套接于外管外壁面。
[0009]进一步的是，所述滤网与外管外壁面之间设置有垫筋。
[0010]进一步的是，所述滤网外缠绕设置有镀锌铝丝。
[0011]进一步的是，所述降水井设置于钻孔内。
[0012]进一步的是，所述水位监测系统和深井泵与自动控制系统连通。
[0013]进一步的是，所述降水井均匀环绕设置于原状试验取样区周围。
[0014]本专利技术的有益效果是：在实际使用时，由于降水井内设置有水位监测系统，当土体渗流过多时，则启动深井泵进行抽水以降低渗流积水；当土体渗流接近底部临界值时，则停止深井泵的工作，从而保证精确的渗流控制，保证减少渗流对试验土体的扰动。本专利技术尤其适用于深厚覆盖层原位试验井测试试验之中。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的俯视图。
[0016]图2是本专利技术的侧面剖视图。
[0017]图3是本专利技术的降水井及周围位置关系示意图。
[0018]图4是本专利技术的降水井的剖视图。
[0019]图5是本专利技术的降水井的横截面视图。
[0020]图中标记为：降水井1、钻孔11、砂砾石12、水位监测传感器13、深井泵14、水管15、限位器16、分管器接口17、水面18、进水孔111、镀锌铝丝112、垫筋113、滤网114、外管115、原状试验取样区2、地连墙结构3、地连墙接头31、井外土体4、浸润线5、管线6、分管器61、电路611、水管612、变频器62、控制系统63、集水池64、电磁流量计65。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0022]如图1至图5所示的深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统，包括原状试验取样区2，所述原状试验取样区2外周环绕设置有地连墙结构3，包括至少一个降水井1，所述降水井1设置于地连墙结构3与原状试验取样区2之间，所述降水井1包括壁面设置有进水孔111的外管115、设置于外管115内的深井泵14以及水位监测系统，深井泵14通过管线6与外界连通。为了更好的范围水位控制的效果，优选所述降水井1均匀环绕设置于原状试验取样区2周围。
[0023]如图2所示，通过深井泵14以及水位监测系统的动态控制，保证土体渗流之中处理合理的范围之内，从而减少渗流对试验土体的扰动，保证试验的准确度。一般的，为了实现对水位上限和下限的准确控制，优选水位监测系统包括用于限定最低水位的水位监测传感器13以及用于限定最高水位的限位器16。在实际设置时，优选所述降水井1设置于地连墙结构3的地连墙接头31处。另外，降水井1的深度和数量由渗流计算得到，直径不宜过大，避免采用旋挖钻施工。深井泵14的选择应考虑流量和扬程，宜放置在降水井1底部。水位监测装置宜放置在降水井1底部，并与深井泵14错开一定距离，提高数据的准确性。与所述系统相对应的，还设置有变频器62、控制系统63、集水池64、电磁流量计65，如图1所示，通过分管器61后，分出电路611和水管612，其中，电路611与变频器62和控制系统63连通，水管612与电磁流量计65和集水池64连通。其中，分管器61管径应满足计算流量的要求，电磁流量计65接入控制系统，并可直接采集数据。当系统非正常运行时，水位可能超过或低于预警水位，此时需要控制系统进行报警，至少采用现场蜂鸣报警和网络推送报警两种方式。
[0024]为了防止土体对进水孔111的堵塞，优选所述外管115的进水孔111处设置有滤网114，从而保证进水孔111的正常功能。一般的，优选所述滤网114套接于外管115外壁面，其滤网114的选择根据所处土层颗粒级配情况计算得到。为了保证滤网获得充分的支撑，从而防止土体对滤网的破坏，优选所述滤网与外管115外壁面之间设置有垫筋113。进一步的，优选所述滤网114外缠绕设置有镀锌铝丝112。一般的，优选所述降水井1设置于钻孔11内。所述水位监测系统和深井泵14与自动控制系统连通，从而实现动态控制。
[0025]在实际使用时，一般按照如下步骤进行试验：a、在井内通过钻机实施多个降水井，降水井布置于原位试验井地连墙的接头处；b、将包有滤网的钢制花管插入钻孔中；c、在钢
花管底部设置潜水式深井泵；d、限位器和变频器连接深井泵，控制深井泵的启停和运行功率，并接入控制系统；e、井内设置水位监测装置，并接入控制系统；f、分管器连接各个抽水泵，统一接入集水池，在管口设置接入控制系统的电磁流量计；g、根据开挖深度的动态变化，设置限位器启动水位和预警水位；h、控制系统根据水位监测传感器和电磁流量计反馈的数据调节限位器和变频器，通过限位器启停抽水泵来调节水位，通过变频器控制抽水泵降水速率，当实际水位超过或低于预警水位时控制系统发出警报。本专利技术通过在多个包裹滤网的钢制花管降水井内设置潜水式深井泵来进行降水，并通过设置集成了限位器、变频器、电磁流量计、水位监测装置和预警装置的控制系统来实现对大型原位试验井水位的精确控制，为原位试验井的安全开挖、井内土体的渗流稳定和相对原状性提供必要保障。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统，包括原状试验取样区(2)，所述原状试验取样区(2)外周环绕设置有地连墙结构(3)，其特征在于：包括至少一个降水井(1)，所述降水井(1)设置于地连墙结构(3)与原状试验取样区(2)之间，所述降水井(1)包括壁面设置有进水孔(111)的外管(115)、设置于外管(115)内的深井泵(14)以及水位监测系统，深井泵(14)通过管线(6)与外界连通。2.如权利要求1所述的深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统，其特征在于：水位监测系统包括用于限定最低水位的水位监测传感器(13)以及用于限定最高水位的限位器(16)。3.如权利要求1或2所述的深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统，其特征在于：所述降水井(1)设置于地连墙结构(3)的地连墙接头(31)处。4.如权利要求1或2所述的深厚覆盖层原位试验井的渗流控制系统，其特征在于：所述外管(115)的进水孔(111)...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋炳楠，余挺，何顺宾，彭文明，冉从勇，何坤，李建，李涛，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：