一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法

摘要

本发明属于降水井封堵施工技术领域，尤其是涉及一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法；包括以下步骤：步骤A、制作钢套管组件；步骤B、安装钢管并浇筑垫层混凝土；步骤C、浇筑基础底板混凝土并且在钢管上端周围预留一个底板预留坑；步骤D、对钢管进行封堵；本发明可以解决高渗透性、高水压地质条件下基坑降水井封堵难题。

权利要求

1.一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤A、制作钢套管组件(1)；钢套管组件(1)由钢管(11)、法兰盘(13)、法兰盖(14)和钢板止水环(12)焊接制作而成，钢管(11)长度根据降水井所处位置的基础底板(6)厚度而定；

步骤B、安装钢管(11)并浇筑垫层(2)混凝土，安装钢管(11)时将下部的钢板止水环(12)搁置于无砂管(3)顶端，调整好钢管(11)的垂直度，之后浇筑垫层(2)混凝土，浇筑时将钢管(11)四周混凝土振捣密实；

步骤C、浇筑基础底板(6)混凝土并且在钢管(11)上端周围预留一个底板预留坑(9)，混凝土浇筑后将钢管(11)四周混凝土振捣密实；

步骤D、对钢管(11)进行封堵，封堵的具体方法为：步骤D1、将无砂管(3)内的水抽出，然后立即向管内填充砂石(7)，回填过程中控制砂石(7)的回填高度；

步骤D2、在钢管(11)底部放置堵水部件，堵水部件采用气囊(81)，气囊(81)的安装方法为：检查气囊(81)确认无漏气后，拔掉气嘴，将气囊(81)内空气排出，再用兜网(84)将气囊(81)套住， 气囊(81)气嘴朝上，兜网(84)下端必须绑扎牢靠，兜网(84)的预留空间需保证气囊(81)能正常充气膨胀，兜网(84)下部绑扎阻挡棒(82)，阻挡棒(82) 一端与兜网(84)下端绑扎连接，阻挡棒(82)另一端绑扎提拉绳(83)，利用气管将气囊(81)气嘴与气筒连接，此过程中需保证气管连接牢靠；

当砂石(7)回填到控制标高后，放置气囊(81)，将气囊(81)气嘴朝上， 一人拽住阻挡棒(82)上的提拉绳(83)，另一人将气囊(81)慢慢放入钢管(11) 内，将气囊(81)慢慢推入钢管(11)底部位置，然后往上缓缓拽紧提拉绳(83)， 利用气囊(81)浮力及提拉绳(83)拉力将阻挡棒(82)拉水平使其与钢管(11) 底部卡住，之后对气囊(81)进行充气，观察水位上升情况，当发现水位无 上升，即停止充气，同时利用木方往下推气囊(81)，检查气囊(81)是否达到饱和程度，静置一段时间后，如钢管(11)内水位无上升即切断气管，然后将气管一端用卡扣封死，将气管推入钢管(11)底部；

步骤D3、在钢管(11)内浇筑混凝土至钢管(11)顶部；

步骤D4、安装法兰盖(14)，将法兰盘(13)和法兰盖(14)可拆卸连接在一起，使得钢管(11)上端封闭；

步骤 D5、将底板预留坑(9)内新旧混凝土接茬处凿毛，将法兰盘(13)四周泥沙清理干净，用水将坑内进行冲洗，冲洗后抽干坑内积水，然后将钢管(11)上部采用钢筋焊接，最后在底板预留坑(9)内浇筑比基础底板(6)强度等级高一等级的微膨胀混凝土，用振捣器振捣密实，并对混凝土进行养护。

2.根据权利要求 1 所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤B 中，安装钢管(11)时，钢管(11)穿过基础底板(6)处钢筋时，将该位置处钢筋断开使钢管(11)穿过，同时在钢管(11)周围设置加强钢筋，进行钢筋绑扎。

3.根据权利要求 1 所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤B 中，在垫层(2)混凝土浇筑完毕之后，对钢管(11)与基础底板(6)交接处进行防水处理。

4.根据权利要求 3 所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：对钢管(11)与基础底板(6)交接处进行防水处理的方法为，将防水卷材(4)包裹在钢管(11)外壁，然后采用镀锌金属套箍将防水卷材(4)固定，之后采用密封膏密封严密。

5.根据权利要求 1 所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤D4 中，安装法兰盖(14)之前，对钢管(11)上部底板预留坑(9)内砂土进行清理，同时对法兰盘(13)上混凝土渣彻底清理，对法兰盘(13) 表面的锈斑除锈。

6.根据权利要求 5 所述的高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，其特征在于：步骤D4 中，安装法兰盖(14)时，法兰盘(13)和法兰盖(14)之间安装橡胶止水垫圈；法兰盘(13)和法兰盖(14)采用螺栓连接，在螺栓上安装螺帽时，保证各个螺栓压紧力度均匀，安装好之后，观察法兰盘(13)是否有渗水或冒气现象。

说明书

一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法

技术领域

[0001] 本发明属于降水井封堵施工技术领域，尤其是涉及一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法。

背景技术

[0002] 传统的降水井封堵方法是在停止降水后将降水井内用砂石回填，再用混凝土或快硬水泥投入降水井管内直接封堵。但对于土质渗透性较大，地下水位较高的情况下，降水井
封堵过程中通常出现管井水压高，井内涌水速度快，降水井翻砂等问题。降水井一旦停止抽
水，水位将会急速上升，产生管井内水位迅速涌至井口，降水井封堵困难，特别是在高渗透
性地质条件下很容易出现降水井封堵失败的情况。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明旨在提出一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，可以解决高渗透性、高水压地质条件下基坑降水井封堵难题。

[0004] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0005] 一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，包括以下步骤：

[0006] 步骤A、制作钢套管组件；钢套管组件由钢管、法兰盘、法兰盖和钢板止水环焊接制作而成，钢管长度根据降水井所处位置的基础底板厚度而定；

[0007] 步骤B、安装钢管并浇筑垫层混凝土，安装钢管时将下部的钢板止水环搁置于无砂管顶端，调整好钢管的垂直度，之后浇筑垫层混凝土，浇筑时将钢管四周混凝土振捣密实；

[0008] 步骤C、浇筑基础底板混凝土并且在钢管上端周围预留一个底板预留坑，混凝土浇筑后将钢管四周混凝土振捣密实；

[0009] 步骤D、对钢管进行封堵。

[0010] 进一步地，步骤B中，安装钢管时，钢管穿过基础底板处钢筋时，将该位置处钢筋断开使钢管穿过，同时在钢管周围设置加强钢筋，进行钢筋绑扎。

[0011] 进一步地，步骤B中，在垫层混凝土浇筑完毕之后，对钢管与基础底板交接处进行防水处理。

[0012] 进一步地，对钢管与基础底板交接处进行防水处理的方法为，将防水卷材包裹在钢管外壁，然后采用镀锌金属套箍将防水卷材固定，之后采用密封膏密封严密。

[0013] 进一步地，步骤D中，对钢管进行封堵的具体方法为：

[0014] 步骤D1、将无砂管内的水抽出，然后立即向管内填充砂石，回填过程中控制砂石的回填高度；

[0015] 步骤D2、在钢管底部放置堵水部件；

[0016] 步骤D3、在钢管内浇筑混凝土至钢管顶部；

[0017] 步骤D4、安装法兰盖，将法兰盘和法兰盖可拆卸连接在一起，使得钢管上端封闭；

[0018] 步骤D5、将底板预留坑内新旧混凝土接茬处凿毛，将法兰盘四周泥沙清理干净，用水将坑内进行冲洗，冲洗后抽干坑内积水，然后将钢管上部采用钢筋焊接，最后在底板预留
坑内浇筑比基础底板强度等级高一等级的微膨胀混凝土，用振捣器振捣密实，并对混凝土
进行养护。

[0019] 进一步地，堵水部件采用气囊。

[0020] 进一步地，步骤D2中，气囊的安装方法为：检查气囊确认无漏气后，拔掉气嘴，将气囊内空气排出，再用兜网将气囊套住，气囊气嘴朝上，兜网下端必须绑扎牢靠，兜网的预留
空间需保证气囊能正常充气膨胀，兜网下部绑扎阻挡棒，阻挡棒一端与兜网下端绑扎连接，
阻挡棒另一端绑扎提拉绳，利用气管将气囊气嘴与气筒连接，此过程中需保证气管连接牢
靠；

[0021] 当砂石回填到控制标高后，放置气囊，将气囊气嘴朝上，一人拽住阻挡棒上的提拉绳，另一人将气囊慢慢放入钢管内，将气囊慢慢推入钢管底部位置，然后往上缓缓拽紧提拉
绳，利用气囊浮力及提拉绳拉力将阻挡棒拉水平使其与钢管底部卡住，之后对气囊进行充
气，观察水位上升情况，当发现水位无上升，即可停止充气，同时可以利用木方往下推气囊，
检查气囊是否达到饱和程度，静置一段时间后，如钢管内水位无上升即可切断气管，然后将
气管一端用卡扣封死，将气管推入钢管底部。

[0022] 进一步地，步骤D4中，安装法兰盖之前，对钢管上部底板预留坑内砂土进行清理，同时对法兰盘上混凝土渣彻底清理，对法兰盘表面的锈斑除锈。

[0023] 进一步地，步骤D4中，安装法兰盖时，法兰盘和法兰盖之间安装橡胶止水垫圈；法兰盘和法兰盖采用螺栓连接，在螺栓上安装螺帽时，保证各个螺栓压紧力度均匀，安装好之
后，观察法兰盘是否有渗水或冒气现象。

[0024] 相对于现有技术，本发明具有以下优势：

[0025] 本发明所述的降水井封堵方法，采用预制气囊，可以快速止水封堵，避免了水流对后期混凝土浇筑的影响，可以实现有效、可靠的封堵，有效解决高渗透地质条件下深基坑地
下水位高、地下水渗流速度快、涌水量大、溢泥沙等封井困难的难题，高效地完成降水井封
堵施工，工艺成熟可靠，实施效果好。

附图说明

[0026] 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0027] 图1为钢套管组件的结构示意图；

[0028] 图2为钢管的安装示意图；

[0029] 图3为基础底板浇筑后的示意图；

[0030] 图4为气囊及其辅助工具的结构示意图；

[0031] 图5为气囊安装完成后示意图；

[0032] 图6为降水井封堵完成后的示意图。

[0033] 附图标记说明：

[0034] 1、钢套管组件；11、钢管；12、钢板止水环；13、法兰盘；14、法兰盖；2、垫层；3、无砂管；4、防水卷材；5、基坑；6、基础底板；7、砂石；81、气囊；82、阻挡棒；83、提拉绳；84、兜网；9、
底板预留坑。

具体实施方式

[0035] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0036] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相
对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可
以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”
的含义是两个或两个以上。

[0037] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。

[0038] 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0039] 如图1‑6所示，一种高水压深基坑降水井快速封堵施工方法，包括以下步骤：

[0040] 步骤A、制作钢套管组件1；

[0041] 钢套管组件1由钢管11(直径A250)、法兰盘13(DN273)、法兰盖14和钢板止水环12(内径×厚度：250×5mm)焊接制作而成(如图1所示)；

[0042] 钢管11长度根据降水井所处位置的基础底板6厚度而定，钢管11总长度为基础底板6厚度+300mm，在钢管11顶部位置焊接法兰盘13，钢管11外壁焊接上下两道钢板止水环
12；法兰盘13和钢板止水环12与钢管11均采用双面焊接，焊接过程中严格控制焊接质量，保
证钢套管止水效果；其中，上部的钢板止水环12焊接位置为法兰盘13往下200mm，下部的钢
板止水环12焊接位置为钢管11底部往上300mm。

[0043] 步骤B、安装钢管11并浇筑垫层2混凝土，

[0044] 如图2所示，基坑5开挖施工中，当基坑5开挖至设计要求标高后，再将降水井四周距无砂管3外壁250mm区域往下开挖300mm，形成一个矩形基坑5，将无砂管3顶端切割至距离
该矩形基坑5坑底以上100mm，切割后需保证无砂管3切割处平整；将矩形基坑5内清理干净，
安装钢管11，安装时将下部的钢板止水环12搁置于无砂管3顶端，调整好钢管11的垂直度，
安装后钢管11顶部法兰盘13比基础底板6上板面低200mm，钢管11底部比基础底板6上板面
低500mm；之后浇筑垫层2混凝土，浇筑时将钢管11四周混凝土振捣密实，混凝土养护后方可
进行下一道工序。

[0045] 安装钢管11时，钢管11穿过基础底板6处钢筋时，将该位置处钢筋断开以便钢管11穿过，同时在钢管11周围设置加强钢筋，进行钢筋绑扎。

[0046] 另外，由于钢管11穿过基础底板6防水层，钢管11与基础底板6交接处为防水施工控制重点，在垫层2混凝土浇筑完毕之后，对钢管11与基础底板6交接处进行防水处理。对钢
管11与基础底板6交接处进行防水处理的方法为，将50mm宽度的防水卷材4包裹在钢管11外
壁，然后采用镀锌金属套箍将防水卷材4固定，之后采用密封膏密封严密。

[0047] 步骤C、浇筑基础底板6混凝土并且在钢管11上端周围预留一个底板预留坑9(如图3)，混凝土浇筑后将钢管11四周混凝土振捣密实。

[0048] 步骤D、当现场满足降水井封堵条件(即主体结构封顶和基础后浇带封闭一段时间后)，进行降水井(钢管11)封堵。

[0049] 步骤D1、将无砂管3内的水用水泵抽出，然后立即向管内填充砂石7，砂石7采用卵石与粗砂1:1混合填料，回填过程中控制混合填料的回填高度，确保砂石7回填标高在钢管
11底部以下200mm，为气囊81放置提供条件。

[0050] 步骤D2、在钢管11底部放置气囊81；

[0051] 首先检查气囊81确认无漏气后，拔掉气嘴，将气囊81内空气排出，再用兜网84将气囊81套住，气囊81气嘴朝上，兜网84下端必须绑扎牢靠，兜网84的预留空间需保证气囊81能
正常充气膨胀，兜网84下部用扎丝绑扎350mm长的阻挡棒82，阻挡棒82采用大直径钢筋，大
直径钢筋一端1/4的位置与兜网84下端利用钢丝绑扎连接，大直径钢筋另一端1/4的位置绑
扎提拉绳83(如图4所示)，本实施例中采用尼龙绳作为提拉绳83，尼龙绳长度为2m左右；利
用气管将气囊81气嘴与气筒连接，气管长度为2m左右，此过程中需保证气管连接牢靠。

[0052] 当砂石7回填到控制标高后，即可放置气囊81，将气囊81气嘴朝上，一人拽住大直径钢筋上的尼龙绳，另一人将气囊81慢慢放入钢管11内，当气囊81置入一定深度时，手无法
往下放置时，再使用木方将气囊81慢慢推入钢管11底部位置；当气囊81到达钢管11底部时，
然后往上缓缓拽紧提拉绳83，利用气囊81浮力及提拉绳83拉力将阻挡棒82拉水平使其与钢
管11底部卡住，达到防止气囊81上浮的目的(如图5所示)。确认气囊81已经固定在降水井底
部后，立即对气囊81进行充气，观察水位上升情况，当发现水位无上升，即可停止充气，同时
可以利用木方往下推气囊81，检查气囊81是否达到饱和程度，静置一段时间后，如钢管11内
水位无上升即可切断气管，然后将气管一端用卡扣封死，将气管推入钢管11底部。

[0053] 步骤D3、在钢管11内浇筑混凝土至钢管11顶部；

[0054] 当堵水部件放置好后，立即抽干钢管11内积水，在钢管11上部放置漏斗，往钢管11内浇筑微膨胀速凝混凝土(比基础底板6混凝土强度等级高一级)，填充至钢管11顶部，然后
利用小型振捣器振捣密实。

[0055] 步骤D4、安装法兰盖14，将法兰盘13和法兰盖14可拆卸连接在一起，使得钢管11上端封闭；

[0056] 安装法兰盖14之前，对钢管11上部底板预留坑9内砂土进行清理，同时对法兰盘13上混凝土渣彻底清理，对法兰盘13表面的锈斑利用砂纸除锈，需确保法兰盘13表面光滑无
锈斑。

[0057] 安装法兰盖14时，法兰盘13和法兰盖14之间安装橡胶止水垫圈；安装时，将橡胶止水垫圈平整地放置在法兰盘13上，并与法兰盘13对正，然后将经过除锈和防腐处理的法兰
盖14放置于橡胶止水垫圈上部，法兰盖14螺栓孔与法兰盘13螺栓孔位置对准，采用螺栓将
两者连接，在螺栓上安装螺帽时，尽量使得各个螺栓压紧力度均匀，防止法兰盘13翘起和变
形，安装好之后，观察法兰盘13是否有渗水或冒气现象。

[0058] 步骤D5、钢管11上端封闭后，观察两天，确认法兰盖14严密后，将底板预留坑9内新旧混凝土接茬处凿毛，将法兰盘13四周泥沙清理干净，用水将坑内进行冲洗，冲洗后抽干坑
内积水，然后将钢管11上部采用钢筋焊接，焊接长度按照图纸和规范要求搭接长度，最后在
底板预留坑9内浇筑比基础底板6强度等级高一等级的微膨胀混凝土，用小型振捣器振捣密
实，并对混凝土进行养护，降水井封堵完成后的施工图如图6所示。

[0059] 本发明所述的降水井封堵方法，首先在钢管11管底预置气囊81，气囊81安装完成后，往钢管11内迅速浇筑微膨胀速凝混凝土，之后利用螺栓将法兰盘13与法兰盖14紧密连
接将钢管11封闭，最后往法兰盖14上部浇混凝土，从而完成降水井封堵工作。

[0060] 本发明优化了传统降水井管口封堵工艺，在传统封井工艺的基础上，先将预埋钢管11管口增设法兰盘13，并且将传统焊接工艺优化成法兰栓接工艺；其次钢管11内增加了
气囊81，与传统封堵方法不同，在浇筑混凝土前预先采用气囊81进行快速封堵，可以起到快
速封堵止水的目的，适用于特殊地质条件下，例如当土质渗透性较大，地下水位较高，降水
井封堵过程中通常出现管井水压高，井内涌水速度快，产生回灌砂石料，单纯建筑混凝土无
法进行封堵，此时，采用预制气囊81，利用气囊81在钢管11内充气膨胀堵塞钢管11下部，使
钢管11下部密封，可以快速止水封堵，防止水和砂上涌，再进行管井封堵的后续施工，避免
了水流对后期混凝土浇筑的影响，可以实现有效、可靠的封堵；有效解决高渗透地质条件下
深基坑地下水位高、地下水渗流速度快、涌水量大、溢泥沙等封井困难的难题，高效地完成
降水井封堵施工，工艺成熟可靠，实施效果好。

[0061] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。