一种地层真空吸水管道 |
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| 申请号 | CN202310241817.7 | 申请日 | 2023-03-14 | 公开(公告)号 | CN116378079B | 公开(公告)日 | 2024-05-24 |
| 申请人 | 中铁二十二局集团轨道工程有限公司; 山东科技大学; | 发明人 | 张玉增; 韩伟伟; 吴祥集; 李伟旭; 霍承程; 李海剑; 王立华; 李松辉; | ||||
| 摘要 | 一种 地层 真空 吸 水 管道，涉及基坑降水领域，包括管道本体和筛滤盘，所述筛滤盘固接于所述管道本体的内壁面上，所述筛滤盘上有渗水孔和回水聚集部，所述渗水孔为竖直贯穿所述筛滤盘的圆柱通孔，所述渗水孔以所述筛滤盘的中心圆周间隔分布，所述回水聚集部包括周圈斜面和中部弧面，所述周圈斜面为自所述筛滤盘的上表面向上倾斜延展至所述管道本体的内壁面上的环形斜面，所述中部弧面为自所述筛滤盘的上表面中部向上凸起的原顶面，管道内设置筛滤盘，在排出砂层水分的同时，过滤细碎砂粒，减少砂粒由管道进入抽水 泵 等上部器件，提升吸水效率，并在抽水泵停止工作后对筛滤盘进行冲洗。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种地层真空吸水管道，其特征在于，包括管道本体（1）和筛滤盘（2），所述筛滤盘（2）固接于所述管道本体（1）的内壁面上，所述筛滤盘（2）上有渗水孔（3）和回水聚集部，所述渗水孔（3）为竖直贯穿所述筛滤盘（2）的圆柱通孔，所述渗水孔（3）以所述筛滤盘（2）的中心圆周间隔分布，所述回水聚集部包括周圈斜面（4）和中部弧面（5），所述周圈斜面（4）为自所述筛滤盘（2）的上表面向上倾斜延展至所述管道本体（1）的内壁面的环形斜面，所述中部弧面（5）为自所述筛滤盘（2）的上表面中部向上凸起的圆顶面，在所述筛滤盘（2）上还有架砂条（6），所述架砂条（6）为自所述渗水孔（3）的下边缘外侧向下凸起的圆环状凸起环，所述架砂条（6）上有液穿槽（7），所述液穿槽（7）为水平贯穿所述架砂条（6）的通槽，在所述渗水孔（3）的周围有扩张面（8），所述扩张面（8）为以所述渗水孔（3）为中心自所述筛滤盘（2）的下表面向上凹陷的环形凹槽，所述扩张面（8）的内侧边缘与所述架砂条（6）的外侧边缘相接，还包括有连通所述扩张面（8）至所述渗水孔（3）的管道壁面的衔接管。 |
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| 说明书全文 | 一种地层真空吸水管道技术领域[0001] 本发明涉及基坑降水领域，具体涉及一种地层真空吸水管道。 背景技术[0002] 在建筑或其他土木工程建设中，由于开挖深度较大，形成了一个深度超过周围地面的凹陷区域，该区域内的地下水被挖掘而暴露出来，并因此而涌入该区域内，对这种涌入的地下水进行处理的工作，通常被土木工程领域称为基坑降水。基坑降水是建筑和其他土木工程建设中常见的问题之一。它会对建筑物和施工人员的安全造成威胁，并可能导致工程进度延误和成本增加。常见的基坑降水方式为在地面上使用抽水泵将管道插入地面下方的土层中，使用真空吸附将土层中的水分进行抽出，并常以降水漏斗的方式实现基坑干燥。然而，在常规的真空吸水的方式中，管道中通常会混入较多的泥沙杂质，久而久之堵塞吸水管道，甚至通过管道进入抽水泵，造成抽水泵的损坏。申请号为CN202210710177.5的中国专利文件公开了一种含砂富水地层高效降水系统及其降水方法，该技术方案中通过使地下水中的砂石沉淀在内套管外，从而使泵体抽水过程中，地下水中杂质较小，减少砂石对泵体和管道的磨损。实际上，在泵体抽水过程中，沉积在内套管外侧的砂石依然会随着水流进入管道中，并无法保证进入的砂石颗粒细微。 发明内容[0003] 本发明提供一种地层真空吸水管道，管道内设置筛滤盘，在排出砂层水分的同时，过滤细碎砂粒，减少砂粒由管道进入抽水泵等上部器件，提升吸水效率，并在抽水泵停止工作后对筛滤盘进行冲洗。 [0004] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种地层真空吸水管道，其中，包括管道本体和筛滤盘，所述筛滤盘固接于所述管道本体的内壁面上，所述筛滤盘上有渗水孔和回水聚集部，所述渗水孔为竖直贯穿所述筛滤盘的圆柱通孔，所述渗水孔以所述筛滤盘的中心圆周间隔分布，所述回水聚集部包括周圈斜面和中部弧面，所述周圈斜面为自所述筛滤盘的上表面向上倾斜延展至所述管道本体的内壁面上的环形斜面，所述中部弧面为自所述筛滤盘的上表面中部向上凸起的原顶面。 [0005] 作为优选，在所述筛滤盘上还有架砂条，所述架砂条为自所述渗水孔的下边缘外侧向下凸起的圆环状凸起环。 [0006] 作为优选，所述架砂条上有液穿槽，所述液穿槽为水平贯穿所述架砂条的通槽。 [0007] 作为优选，在所述渗水孔的周围有扩张面，所述扩张面为以所述渗水孔为中心自所述筛滤盘的下表面向上凹陷的环形凹槽，所述扩张面的内侧边缘与所述架砂条的外侧边缘相接。 [0008] 作为优选，还包括有连通所述扩张面至所述渗水孔的管道壁面的衔接管。 [0009] 作为优选，所述衔接管包括斜上管和优化管，所述斜上管为自所述扩张面倾斜向上延伸的直管，所述优化管为自所述斜上管的末端水平延伸连通至所述渗水孔的管道壁面的直管，所述优化管的管径大于所述斜上管。 [0010] 作为优选，所述优化管上有流体面，所述流体面为自所述优化管的上表面弯曲延展至所述渗水孔的管道壁面的凸弧面。 [0011] 作为优选，所述优化管上还有下斜面，所述下斜面为自所述优化管的下表面倾斜向下延展至所述渗水孔的管道壁面的平面。 [0012] 综上所述，本发明具有如下有益效果。 [0013] 通过在管道本体中设置筛滤盘的方式，在排出砂层水分的同时，过滤细碎砂粒，减少砂粒由管道进入抽水泵等上部器件，提升吸水效率；与此同时，通过回水聚集部，一来可以在水流自下而上从渗水孔流出时防止出现湍流，优化流体流动形式，减少经过渗水孔后出现湍流或旋涡而导致管道本体内壁遭受流体冲击，延长管道本体的使用寿命，二来，当抽水泵停止工作失去吸力时，管道本体内位于筛滤盘上侧的水体可经过周圈斜面和中部弧面，直接流入渗水孔，从而起到对渗水孔下端细碎砂粒的回冲，用于冲散堆积的细碎沙砾，有助于管道本体内水流的顺畅流动。 [0014] 扩张面可以提升筛滤盘下表面的面积，从而提升与细碎砂粒的接触面积，向内凹陷的设计可以使得砂粒留存在凹槽弧面内，减少架砂条外侧堆积砂粒的数量。 [0015] 衔接管连通扩张面与渗水孔，可以对渗水孔起到分流、分压和分堵的效果，一部分水流可从衔接管进入渗水孔，减小渗水孔内流体压力，还可以实现减少往架砂条上移动堆积的砂粒数量，即衔接管的下口也可以通过流体“吸住”砂粒。 [0017] 为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。 [0018] 图1为吸水管道整体结构示意图。 [0019] 图2为筛滤盘结构示意图。 [0020] 图3为筛滤盘正视结构示意图。 [0021] 图4为筛滤盘下视方向视图。 [0022] 图5为架砂条处结构放大示意图。 [0023] 图6为筛滤盘剖视结构示意图。 [0024] 图7为优化管处结构放大示意图。 [0025] 图中：1、管道本体，2、筛滤盘，3、渗水孔，4、周圈斜面，5、中部弧面，6、架砂条，7、液穿槽，8、扩张面，9、斜上管，10、优化管，11、流体面，12、下斜面。实施方式 [0026] 下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。实施例 [0027] 如图1至图7所示，一种地层真空吸水管道，其中，包括管道本体1和筛滤盘2，筛滤盘2固接于管道本体1的内壁面上，筛滤盘2上有渗水孔3和回水聚集部，渗水孔3的数量和分布间距可根据需求进行调整，渗水孔3为竖直贯穿筛滤盘2的圆柱通孔，渗水孔3以筛滤盘2的中心圆周间隔分布，回水聚集部包括周圈斜面4和中部弧面5，周圈斜面4为自筛滤盘2的上表面向上倾斜延展至管道本体1的内壁面上的环形斜面，中部弧面5为自筛滤盘2的上表面中部向上凸起的原顶面。管道本体1的上端连接抽水泵，下端插入下方砂层中，当开启抽水泵，下方砂层中的水将进入管道本体1中，即使经过入口处的初步筛滤，依然会有小体积的杂质砂粒进入管道本体1，这时，通过管道本体1内部的筛滤盘2可将这部分细碎砂粒进行过滤，具体地，水流可从渗水孔3自下而上流动，细碎沙砾则被阻挡在渗水孔3外侧，特别地，在筛滤盘2的上表面有回水聚集部，一来可以在水流自下而上从渗水孔3流出时防止出现湍流，优化流体流动形式，减少经过渗水孔3后出现湍流或旋涡而导致管道本体1内壁遭受流体冲击，从而延长管道本体1的使用寿命，二来，当抽水泵停止工作失去吸力时，管道本体1内位于筛滤盘2上侧的水体可经过周圈斜面4和中部弧面5，直接流入渗水孔3，从而起到对渗水孔3下端细碎砂粒的回冲，用于冲散堆积的细碎沙砾，有助于管道本体1内水流的顺畅流动。 [0028] 在筛滤盘2上还有架砂条6，架砂条6为自渗水孔3的下边缘外侧向下凸起的圆环状凸起环。架砂条6可以起到架起砂粒的作用，砂粒接触架砂条6后，相比于与渗水孔3直接接触的方式，不仅有很大概率能留出更多渗水间隙，还可以保护渗水孔3，避免砂粒表面对渗水孔3壁面形成冲击而损伤。 [0029] 架砂条6上有液穿槽7，液穿槽7为水平贯穿架砂条6的通槽。当架砂条6表面有砂粒覆盖或堆积时，水流可通过液穿槽7从架砂条6周围进入渗水孔3中，保持水流通畅。 [0030] 在渗水孔3的周围有扩张面8，扩张面8为以渗水孔3为中心自筛滤盘2的下表面向上凹陷的环形凹槽，扩张面8的内侧边缘与架砂条6的外侧边缘相接。扩张面8可以提升筛滤盘2下表面的面积，从而提升与细碎砂粒的接触面积，向内凹陷的设计可以使得砂粒留存在凹槽弧面内，减少架砂条6外侧堆积砂粒的数量。 [0031] 还包括有连通扩张面8至渗水孔3的管道壁面的衔接管。当衔接管连通扩张面8与渗水孔3的管道壁面时，可以对渗水孔3起到分流、分压和分堵的效果，一部分水流可从衔接管进入渗水孔3，减小渗水孔3内流体压力，还可以实现减少往架砂条6上移动堆积的砂粒数量，即衔接管的下口也可以通过流体“吸住”砂粒。其中，衔接管用于辅助导流，尺寸小于渗水孔3，主要的流体流经依然通过渗水孔3。 [0032] 衔接管包括斜上管9和优化管10，斜上管9为自扩张面8倾斜向上延伸的直管，优化管10为自斜上管9的末端水平延伸连通至渗水孔3的管道壁面的直管，优化管10的管径大于斜上管9。优化管10使得流经斜上管9的水流在冲入渗水孔3中时流速变小，降低冲击，减少湍流出现。 [0033] 优化管10上有流体面11，流体面11为自优化管10的上表面弯曲延展至渗水孔3的管道壁面的凸弧面。流体面11可使得从优化管10流入渗水孔3中的液体更加顺畅。 [0034] 优化管10上还有下斜面12，下斜面12为自优化管10的下表面倾斜向下延展至渗水孔3的管道壁面的平面。下斜面12的设计可以使得抽水泵停止工作后，液体回流依然是主要从渗水孔3回流，以清理渗水孔3下端的砂粒。 [0035] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”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设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。 [0036] 当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。 [0037] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。 |
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