專利名稱：灌漿管道設(shè)備和使用該設(shè)備為地下水井灌漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于地下水井的灌漿管道設(shè)備和一種灌漿方法，其中混凝土被養(yǎng)護(hù)在一個(gè)鉆孔的內(nèi)壁上，用以防止已被污染的表層水等物質(zhì)流入水井中該水井被挖掘用于抽取可供使用的地下水。具體來(lái)講，本發(fā)明涉及一種用于地下水井的灌漿管道設(shè)備和一種使用該設(shè)備的灌漿方法，其中通過(guò)將一個(gè)內(nèi)護(hù)壁按照所需的深度插入該水井，然后把欲養(yǎng)護(hù)的混凝土注入到指定區(qū)域處，從而將該內(nèi)護(hù)壁建造在合適的位置上，這樣就可以防止表層污染物等流入該水井。
背景技術(shù)：
一種用于抽取地下水的傳統(tǒng)設(shè)備，如

圖1所示，包括一個(gè)具有大直徑的外護(hù)壁1，該外護(hù)壁被安裝用以防止風(fēng)化巖石層的塌陷，該外護(hù)壁的安裝緊跟在使用一定直徑的鉆井機(jī)對(duì)從地球表面至基巖層的部分進(jìn)行鉆探的過(guò)程之后；一個(gè)內(nèi)護(hù)壁3，該內(nèi)護(hù)壁被安裝用于防止表層水的流入，在所述外護(hù)壁1的安裝完成以后，并且接著將基巖層鉆至溢流水舌被鉆穿之后，才進(jìn)行該內(nèi)護(hù)壁的安裝；一個(gè)過(guò)濾管18，該過(guò)濾管被安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3下面有地下水流動(dòng)的某一位置處，用于防止泥土、沙子或其它物質(zhì)的進(jìn)入；被注入并養(yǎng)護(hù)在內(nèi)護(hù)壁3和水井內(nèi)壁之間的空間內(nèi)的混凝土，用于防止泥土、沙子或其它物質(zhì)的進(jìn)入；一個(gè)安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3內(nèi)部的水泵20；和，
一個(gè)升水管道22，該管道與所述水泵20相連，并且可供地下水可以從其中流經(jīng)。
所述水泵20通過(guò)一個(gè)高位傳感器53和一個(gè)低位傳感器54被開啟或關(guān)閉，這兩個(gè)傳感器皆被設(shè)置在所述升水管道22上。并且，所述內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部還設(shè)有一個(gè)水位測(cè)量桿34，用于在一定的深度范圍內(nèi)對(duì)地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
在這種傳統(tǒng)技術(shù)中，很普遍的情況是，為了保證有足夠的地下水對(duì)縮減的水量進(jìn)行補(bǔ)充，外護(hù)壁的插入深度很淺，只插入到了風(fēng)化巖石層的中部左右，但是該外護(hù)壁本應(yīng)該被嵌入到基巖層的一定深度處。甚至有些情況下會(huì)在外護(hù)層上故意加工一個(gè)孔，從而引導(dǎo)表層水流入。另外，典型的水井一般不安裝用于灌漿的內(nèi)護(hù)壁，并且有時(shí)即使合成樹脂的內(nèi)護(hù)壁被迫被裝入水井中，用于防止表層水流入的灌漿過(guò)程在大多數(shù)情況下也不會(huì)被實(shí)施。因此，在許多情況下，表層水都毫無(wú)阻礙地流入了地下水的水井中，從而導(dǎo)致了對(duì)水井的污染。
更加普遍的情況是，一個(gè)內(nèi)護(hù)壁被簡(jiǎn)單地插入一個(gè)預(yù)先鉆好的水井中，而沒(méi)有灌漿過(guò)程。然而在這種方法中，經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題是，根本不可能防止由于表層水的滲透而造成的污染，這是因?yàn)閮?nèi)護(hù)壁的插入深度不得不受到限制。
在另一個(gè)在挖掘地下水的過(guò)程中用于防止表層水滲透的傳統(tǒng)的、所謂的正規(guī)灌漿方法中，首先，將一個(gè)大直徑的鉆孔鉆至基巖層的表面處，以便于插入一個(gè)外護(hù)壁。然后，在將外護(hù)壁插入之后，將混凝土注入外護(hù)壁的內(nèi)部并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，最后，繼續(xù)向深處挖掘，直至接觸到地下水的溢流水舌，從而形成一個(gè)可以安裝內(nèi)護(hù)壁的小直徑鉆孔。然而這種方法的不足之處在于經(jīng)濟(jì)上的低效，這是因?yàn)椋鶕?jù)本方法，灌漿過(guò)程不得不在一個(gè)水井中可獲得的地下水的精確總量未知的情況下施行，從而導(dǎo)致初始挖掘費(fèi)用過(guò)高。更加不足的地方是，如果地下水的縮減量不能夠保證被補(bǔ)充的話，那么帶有被迫插入的內(nèi)護(hù)壁的挖掘出的孔就不得不在灌漿過(guò)程完成之后被放棄。
為了解決上述問(wèn)題，有人推薦了另一種方法，其中首先將鉆孔鉆至基巖層的上層，從而插入一個(gè)外護(hù)壁，然后，換用一個(gè)小直徑的鉆頭繼續(xù)鉆至地下水的溢流水舌處，最后，將混凝土灌入內(nèi)護(hù)壁和鉆孔的內(nèi)壁之間的環(huán)狀空間內(nèi)并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這一工序是為了防止表面水的流入。
然而，這種方法的不足在于，很難從下部進(jìn)行混凝土的灌注。即便假設(shè)能夠從下部灌注混凝土，因混凝土的泄漏而導(dǎo)致的地下水的污染也是不可避免的。另外，如果在上部灌注混凝土，這種寬度大約為50～60mm的狹窄的環(huán)狀空間可能不能夠完全被混凝土填實(shí)或搗實(shí)，這是因?yàn)樵谥虚g深度上下將會(huì)產(chǎn)生遮蔽作用，這是混凝土的一種固有特性。其結(jié)果是，期望于灌漿過(guò)程所能達(dá)到的最優(yōu)效果就不能夠被獲得。另一問(wèn)題在于，由于該灌漿過(guò)程是在水位已經(jīng)上升的情況下進(jìn)行的，所以混凝土就會(huì)經(jīng)常因與內(nèi)護(hù)壁和鉆孔內(nèi)壁之間存在的地下水相混合而被稀釋，因此使混凝土不能夠凝固，或者很難使混凝土通過(guò)適當(dāng)?shù)木奂@得足夠的強(qiáng)度。因此，當(dāng)需要嚴(yán)格保證水的質(zhì)量時(shí)，就必須重復(fù)進(jìn)行灌漿過(guò)程，例如兩次或三次，其結(jié)果將會(huì)導(dǎo)致附加施工成本的大幅度增加。
在另外一種方案中，只有在確定了地下水的潛在儲(chǔ)量后才實(shí)施灌漿過(guò)程，帶有預(yù)先鉆好的水井的基巖層中被填入了沙子，從溢流水舌處填至一定高度處；然后，該區(qū)域被覆蓋上粘土堆或木板，用于進(jìn)行防水密封；混凝土被從上部注入并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；然后，繼續(xù)挖掘至所述粘土堆或木板所處的深度處；然后；最后，將一個(gè)內(nèi)護(hù)壁插入。
然而，這種方法本身具有缺陷，這是因?yàn)槿绻麅?nèi)護(hù)壁的中軸線與預(yù)鉆鉆孔的軸線不一致，那么該內(nèi)護(hù)壁就不能被應(yīng)用在該施工過(guò)程中，從而導(dǎo)致開發(fā)中的損失。另外，如果被用于進(jìn)行密封的材料不能夠恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用，那么混凝土就有可能被灌注到溢流水舌之內(nèi)，并且將該溢流水舌切掉。因此，可獲得的水的質(zhì)量就會(huì)明顯下降。
除前述問(wèn)題之外，傳統(tǒng)方法的不足之處還在于，當(dāng)使用鉆井機(jī)械鉆出一個(gè)鉆孔時(shí)，由于基巖層具有不同的組成成分，所以該鉆孔就會(huì)具有一定的彎曲度，這樣該鉆孔的中軸線就不能保持成直線，因此，一個(gè)直線的內(nèi)護(hù)壁就不能夠被插入至所需的深度處，從而導(dǎo)致低劣的灌漿效果。
傳統(tǒng)方法更大的不足是，混凝土?xí)烊胍缌魉嘀校瑥亩廴镜叵滤驕p少可獲得的水量。這是因?yàn)椋谶@些方法中，擋板機(jī)構(gòu)的可靠性不能夠充分保證以一種完美的方式將溢流水舌隔絕遮蔽起來(lái)，從而防止接觸到混凝土。
另一方面，如上所述的所有這些方法和設(shè)備的使用目前還只限于大直徑的地下水井，而鄉(xiāng)村的房屋內(nèi)、農(nóng)場(chǎng)中以及其它小規(guī)模建筑物中一般使用直徑小于50mm的地下水井。就此而論，目前還沒(méi)有一種適用于挖掘這種小直徑水井的灌漿方法和設(shè)備。并且，當(dāng)使用傳統(tǒng)的方法和設(shè)備從這些小水井中抽取地下水時(shí)，常常會(huì)遇到意想不到的麻煩，此時(shí)水的質(zhì)量會(huì)以極快的速度惡化，或者將發(fā)現(xiàn)很難獲得高質(zhì)量的水。
對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的產(chǎn)生是為了解決前面所述的問(wèn)題。具體來(lái)講，本發(fā)明的目的是提供一種適用于地下水井的灌漿管道設(shè)備和一種灌漿方法，該設(shè)備和方法能夠使灌漿過(guò)程的實(shí)施更加輕而易舉和經(jīng)濟(jì)有效。該目的是通過(guò)以下措施達(dá)到的在安裝過(guò)程中使鉆孔的中軸線與灌漿管道的軸線相一致；保證鉆孔具有理想的直徑；防止液態(tài)的灰漿泄漏入水井，此處所采用的預(yù)防措施是，通過(guò)采用高級(jí)的灌漿處理方法，很好地將水井區(qū)域與灌漿區(qū)域隔離開，從而很好地防止表面污染物的進(jìn)入。
為了實(shí)現(xiàn)前述目的，就一種用于地下水井的灌漿管道設(shè)備而言，通過(guò)使用該設(shè)備，可以在鉆孔中建造一個(gè)密封壁，用于防止污染的表層水進(jìn)入水井中，本發(fā)明包括一個(gè)內(nèi)護(hù)壁，該內(nèi)護(hù)壁上按規(guī)則的間距加工有波紋管，這就允許該內(nèi)護(hù)壁能夠被插入到一個(gè)彎曲的鉆孔之中；和一個(gè)安裝在所述內(nèi)護(hù)壁下部的膨脹管，借助于該管，可以對(duì)鉆孔的內(nèi)壁和內(nèi)護(hù)壁之間的環(huán)狀空間進(jìn)行阻隔。
就一種用于地下水井的灌漿管道設(shè)備而言，通過(guò)使用該設(shè)備，可以在鉆孔中建造一個(gè)密封壁，用于防止污染的表層水進(jìn)入水井中，本發(fā)明包括一個(gè)內(nèi)護(hù)壁，該內(nèi)護(hù)壁上按規(guī)則的間距加工有波紋管，這就允許該內(nèi)護(hù)壁能夠被插入到一個(gè)彎曲的鉆孔之中；一個(gè)安裝在所述內(nèi)護(hù)壁下部的大遮護(hù)板道，用于阻擋液態(tài)的灰漿；一個(gè)沿所述遮護(hù)板道的周圍安裝的膨脹管，該管可用于對(duì)液態(tài)的灰漿進(jìn)行阻擋；一個(gè)圓形保護(hù)板，該板的直徑大于所述遮護(hù)板道的直徑，并且被設(shè)置在所述遮護(hù)板道的上部和下部，以防止膨脹管被破壞；一個(gè)液態(tài)灰漿供應(yīng)管，該管安裝在所述內(nèi)護(hù)壁和所述鉆孔的內(nèi)壁之間，該管可供液態(tài)灰漿流過(guò)；和一個(gè)壓縮液體注入軟管，通過(guò)該管，可以將一種壓縮液體從最高表面處供應(yīng)至所述膨脹管處。
就一種用于地下水井的小直徑的灌漿管道設(shè)備而言，該設(shè)備還可被用作一個(gè)升水管道，通過(guò)使用該設(shè)備，可以在鉆孔中建造一個(gè)密封壁，用于防止污染的表層水進(jìn)入一個(gè)小直徑的水井中，本發(fā)明包括一個(gè)內(nèi)護(hù)壁，該內(nèi)護(hù)壁上按規(guī)則的間距加工有波紋管，這就允許該內(nèi)護(hù)壁能夠被插入到一個(gè)彎曲的鉆孔之中；一個(gè)安裝在所述內(nèi)護(hù)壁下部的膨脹管，借助于該管，可以對(duì)鉆孔的內(nèi)壁和內(nèi)護(hù)壁之間的環(huán)狀空間進(jìn)行阻隔，從而將各個(gè)空間相互分開。
一個(gè)安裝在所述內(nèi)護(hù)壁內(nèi)部的小直徑的壓力補(bǔ)償平衡管；就一種地下水井使用的裝備有一個(gè)膨脹管的鉆頭引導(dǎo)裝置而言，本發(fā)明的特征在于所述引導(dǎo)裝置，該裝置的主體開始是等直徑結(jié)構(gòu)，然后其直徑從上部的某一點(diǎn)開始向下逐漸地、成比例地減小，從而形成一個(gè)倒圓錐形，接著，該主體從某一高度處又開始成為等直徑結(jié)構(gòu)，從而形成該主體的下部，這樣，該引導(dǎo)裝置的主體就形成了一個(gè)漏斗狀；一個(gè)膨脹管被沿所述引導(dǎo)裝置的主體的周圍安裝，并且一個(gè)管道卡箍被連接在上面用于固定；數(shù)個(gè)球軸承沿周向被安裝在所述引導(dǎo)裝置的下部主體的周圍，用于在插入過(guò)程中始終保持恒定的環(huán)狀空間，從而便于對(duì)膨脹管進(jìn)行保護(hù)和插入；一對(duì)滑輪設(shè)置在所述引導(dǎo)裝置的上部主體的兩側(cè)，這樣，用于提升該主體的鋼絲繩就可以繞過(guò)這些滑輪延伸出來(lái)。
就一種為地下水井灌漿的方法而言，其中一個(gè)密封壁被安裝在一個(gè)鉆孔中，用于防止表層污染物進(jìn)入該鉆孔，本方法包括第一步在鉆出一個(gè)穿過(guò)風(fēng)化巖石層直至基巖層的大直徑鉆孔之后，安裝一個(gè)外護(hù)壁；
第二步在繼續(xù)鉆出一個(gè)到達(dá)基巖層中的溢流水舌的小直徑鉆孔之后，安裝一個(gè)直徑較所述外護(hù)壁小的內(nèi)護(hù)壁；第三步使用一種遮蔽裝置對(duì)所述內(nèi)護(hù)壁和鉆孔內(nèi)壁之間的環(huán)狀空間進(jìn)行阻隔，然后從下部將液態(tài)灰漿灌注入所述內(nèi)護(hù)壁中，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。
就一種為地下水井灌漿的方法而言，其中一個(gè)密封壁被建造在一個(gè)鉆孔中，用于防止表層水中的污染物進(jìn)入該鉆孔，本方法包括第一步在鉆出一個(gè)穿過(guò)風(fēng)化巖石層直至基巖層的大直徑鉆孔之后，安裝一個(gè)外護(hù)壁；第二步在基巖層的某一位置處將一個(gè)直徑較所述外護(hù)壁小的內(nèi)護(hù)壁安裝在該外護(hù)壁的內(nèi)部，同時(shí)使用一種遮蔽裝置對(duì)所述內(nèi)護(hù)壁的外圓周和鉆孔內(nèi)壁之間的環(huán)狀空間在下部進(jìn)行遮蔽或阻隔；第三步繼續(xù)鉆出一個(gè)到達(dá)基巖層中的溢流水舌的小直徑鉆孔，從而獲得基巖地下水；和第四步然后將液態(tài)灰漿灌注入所述內(nèi)護(hù)壁中，從使用所述膨脹管進(jìn)行遮蔽的下部向上灌至表面處，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是傳統(tǒng)的地下水抽取設(shè)備的概括的剖視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的灌漿管道設(shè)備的概括的剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中的內(nèi)護(hù)壁的局部剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中的內(nèi)護(hù)壁的前視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中的隔斷部分的局部透視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中的灌漿管道設(shè)備的概括的剖視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中的內(nèi)護(hù)壁的局部剖視圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中的內(nèi)護(hù)壁的前視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中的連接部分的局部透視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中的管道卡箍的展開透視圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中的灌漿管道設(shè)備的局部剖視圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中的內(nèi)護(hù)壁的局部剖視圖。
圖13是一個(gè)表示了第三個(gè)實(shí)施例中的內(nèi)護(hù)壁的連接部分的零件分解圖，和表示了本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中的連接狀態(tài)的一個(gè)局部剖視圖和一個(gè)透視圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中的用于地下水井的灌漿管道設(shè)備的局部剖視圖，該設(shè)備還可被用作一個(gè)升水管道。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中的膨脹管的安裝剖視圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中的止回閥的剖視圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中的止回閥的零件分解圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例中的安裝有一個(gè)鉆頭引導(dǎo)裝置的水井的視圖，而該引導(dǎo)裝置上帶有一個(gè)用于地下水井的膨脹管。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例中的裝備有膨脹管的用于地下水井的鉆頭引導(dǎo)裝置的剖視圖。
對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的采用了一種灌漿管道設(shè)備的地下水抽取設(shè)備的第一個(gè)實(shí)施例如圖2至5所示，該抽取設(shè)備包括一個(gè)外護(hù)壁1，該外護(hù)壁的安裝位置從表面開始一直穿過(guò)風(fēng)化巖石層和基巖層的一部分；
一個(gè)內(nèi)護(hù)壁3，該內(nèi)護(hù)壁被安裝在地下水附近，用于防止表層水的流入，它與穿過(guò)風(fēng)化巖石層和基巖層的鉆孔的內(nèi)壁之間有一定的空隙，并且其上按照固定的間距加工有波紋管12，以便于將該內(nèi)護(hù)壁插入彎曲的鉆孔中；按照固定的間距安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3的下部的軸承16；一個(gè)安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3下面的過(guò)濾管18，該過(guò)濾管用于過(guò)濾掉地下水中的其它物質(zhì)，并且其上按照固定的間距加工有波紋管12，以便于將該過(guò)濾管插入彎曲的鉆孔中；一個(gè)井泵20，該井泵安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部，用于抽取地下水；一個(gè)升水管道22，該管道與所述井泵20相連，地下水可以經(jīng)過(guò)該管道流出地面；一個(gè)膨脹管5，該膨脹管安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3的下部的一個(gè)較小直徑部分14處；一個(gè)橡膠管51，該橡皮管安裝在所述膨脹管5的外圓周上，用于保證所述膨脹管5和內(nèi)護(hù)壁3的外周之間在膨脹之前的連接，并且在膨脹時(shí)保證一致的膨脹；一個(gè)壓縮液體注入軟管7，該軟管從地面經(jīng)過(guò)所述內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部或外部與所述膨脹管5相連接，用于將一種壓縮液體供應(yīng)至所述膨脹管5處；一個(gè)軟蓋盤24，該軟蓋盤安裝在所述膨脹管5的上部，用于保護(hù)所述膨脹管5免受混凝土的影響；和一個(gè)液態(tài)灰漿供應(yīng)管道26，該管道從地面經(jīng)過(guò)所述內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部進(jìn)行安裝，用于將混凝土灌注入所述內(nèi)護(hù)壁3和所述鉆孔之間。
另外，當(dāng)將一個(gè)壓縮液體注入軟管7安裝在內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部時(shí)，一個(gè)用于切斷該壓縮液體注入軟管7的切割刀片28、一個(gè)用于引導(dǎo)所述切割刀片28的導(dǎo)槽30和一個(gè)切割部分56被連接在內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)壁上，其中切割部分56上有一個(gè)用于在切割過(guò)程中對(duì)軟管7進(jìn)行支撐的通孔67，然后，一條連接在切割刀片28上的拉繩32延伸出來(lái)，用于將該裝置拉回地面。
另外，如圖3所示的所述軸承16被安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3的外周上。
此外，一個(gè)上位傳感器53和一個(gè)下位傳感器54被安裝在升水管道22的預(yù)定位置處，這就使地下水能夠在地下水位達(dá)到預(yù)定高度時(shí)被抽取上來(lái)，并且一個(gè)水位測(cè)量桿34被安裝在內(nèi)護(hù)壁3的一側(cè)。
下面將結(jié)合附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例進(jìn)行清楚的說(shuō)明，其中與第一個(gè)實(shí)施例相同的組件將被省略掉。
圖6至10表示了根據(jù)本發(fā)明的采用了一種灌漿管道設(shè)備的地下水抽取設(shè)備，該抽取設(shè)備包括一個(gè)外護(hù)壁1；一個(gè)內(nèi)護(hù)壁3，該內(nèi)護(hù)壁被安裝在地下水附近，用于防止表層水的流入，它與穿過(guò)風(fēng)化巖石層和基巖層的鉆孔的內(nèi)壁之間有一定的空隙，并且其上按照固定的間距加工有波紋管12，以便于將該內(nèi)護(hù)壁插入彎曲的鉆孔中；一個(gè)片簧18，該片簧被安裝用于保持鉆孔和內(nèi)護(hù)壁3之間的固定間距；一個(gè)安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3下面的過(guò)濾管18，該過(guò)濾管用于過(guò)濾掉地下水中的其它物質(zhì)，并且其上按照固定的間距加工有波紋管12，以便于將該過(guò)濾管插入彎曲的鉆孔中；一個(gè)井泵20，該井泵安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部，用于抽取地下水；
一個(gè)升水管道22，該管道與所述井泵20相連，地下水可以經(jīng)過(guò)該管道流出地面；一個(gè)膨脹管5，該膨脹管安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3的外周上；一個(gè)保護(hù)性膨脹管57，該保護(hù)性膨脹管安裝在內(nèi)部膨脹管58的外周上，用于使所述膨脹管5能夠一致地進(jìn)行膨脹，同時(shí)確保即使在井的內(nèi)壁上的突出部分處也能形成有效的遮蔽；一個(gè)壓縮液體注入軟管7，該軟管從地面經(jīng)過(guò)所述內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部與所述膨脹管5相連接，用于將一種壓縮液體供應(yīng)至所述膨脹管5處；一個(gè)軟蓋盤24，該軟蓋盤安裝在所述膨脹管5的上部，用于保護(hù)所述膨脹管5免受混凝土的影響；和一個(gè)液態(tài)灰漿供應(yīng)管道26，該管道從地面開始，被安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3和所述鉆孔之間的空間內(nèi)，用于輸導(dǎo)將被灌注的混凝土。
此處，管道卡箍94將膨脹管5固定在了內(nèi)護(hù)壁3的外周上，如圖10所示。
所述管道卡箍94由一個(gè)金屬帶加工而成，該金屬帶的一側(cè)帶有數(shù)個(gè)孔口70，而另一側(cè)帶有一個(gè)與該金屬帶等寬的焊接金屬片61以及一些凸出部分78，這些凸出部分可以被插入孔口70內(nèi)。
用于固定和連接膨脹管5的方法包括將管道卡箍94纏繞在膨脹管5的周圍；將金屬片61上的凸出部分78插入金屬帶的孔口70內(nèi)；和使用一個(gè)固定卡鉗60將金屬片61和金屬帶之間的重疊部分進(jìn)行固定。
另外，每隔一定的間距，都有一個(gè)片簧82被安裝在內(nèi)護(hù)壁3的外周上，該片簧被用于使內(nèi)護(hù)壁3和鉆孔內(nèi)壁之間的空隙保持恒定，所述片簧82呈向外張開的圓形，并且只在其下部進(jìn)行固定和連接。
另外，如圖9所示，本發(fā)明在內(nèi)護(hù)壁3管道的兩端還包括一個(gè)下連接部分86和一個(gè)上連接部分85，用于將其它的內(nèi)護(hù)壁3連接在所述內(nèi)護(hù)壁3上，從而將內(nèi)護(hù)壁接長(zhǎng)。
所述下連接部分86上加工有一些包括V形凹槽的切口部分87，并且其直徑大于上連接部分85的直徑，和所述上連接部分85的外周上加工有一些與所述切口部分87相對(duì)應(yīng)的垂直伸長(zhǎng)的凸出部分90。
另外，下連接部分86上加工有一些孔89，同時(shí)在所述上連接部分85的相應(yīng)位置上也加工有相同數(shù)目的孔89。
在具有上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)護(hù)壁管道的相互連接處，當(dāng)進(jìn)行組裝連接時(shí)，上部?jī)?nèi)護(hù)壁管道的上連接部分85被插入下部?jī)?nèi)護(hù)壁管道的下連接部分86內(nèi)，并且上連接部分85的外周上的凸出部分90被卡入下連接部分86上的切口部分87內(nèi)。然后，上連接部分85中的孔89與下連接部分86中的孔89相對(duì)齊，使用螺栓進(jìn)行固定后，兩個(gè)內(nèi)護(hù)壁管道就會(huì)被緊緊地連接在一起。這樣，該管道的延伸長(zhǎng)度就可以根據(jù)深度的要求而改變。
根據(jù)本發(fā)明，使用上述地下水灌漿管道設(shè)備進(jìn)行施工的第一種方法包括使用一個(gè)大直徑的鉆頭挖掘出一個(gè)穿過(guò)風(fēng)化巖石層和部分基巖層的鉆孔；和在鉆孔的內(nèi)壁上安裝一個(gè)外護(hù)壁1，用以防止風(fēng)化巖石層的塌陷和表層水中的污染物的流入。
所述外護(hù)壁1的安裝完畢之后，用一個(gè)小直徑的鉆頭代替大直徑的鉆頭，繼續(xù)鉆至地下水所流經(jīng)的位置處。然后，將過(guò)濾管18插入并安裝在有地下水流動(dòng)的位置處，然后將所述內(nèi)護(hù)壁3插入所述過(guò)濾管18的上部，準(zhǔn)備安裝。
此時(shí)，在安裝在所述內(nèi)護(hù)壁3下部的軸承16或片簧82的幫助下，所述內(nèi)護(hù)壁3可以很容易地被插入甚至彎曲的鉆孔內(nèi)，而不會(huì)刮擦內(nèi)壁或卡在內(nèi)壁上。另外，通過(guò)這些按照固定的間距進(jìn)行安裝的軸承16或片簧82，所述內(nèi)護(hù)壁3可以與鉆孔的內(nèi)壁之間保持恒定的間距。
如果所述內(nèi)護(hù)壁3被恰當(dāng)?shù)匕惭b好，那么壓縮流體就經(jīng)過(guò)壓縮流體注入軟管7被注入到安裝在該內(nèi)護(hù)壁3的下部外周上的膨脹管5內(nèi)。此時(shí)，膨脹管5在橡膠帶51的作用下一致膨脹或者膨脹管5的內(nèi)膨脹管58與保護(hù)性膨脹管57一起進(jìn)行一致地膨脹，被用作一個(gè)遮蔽盤。這樣，當(dāng)壓縮流體被注入所述膨脹管5之內(nèi)時(shí)，內(nèi)護(hù)壁3和鉆孔內(nèi)壁之間的空隙就受到了密封。一旦這種第一種密封完成之后，液態(tài)灰漿就通過(guò)液態(tài)灰漿供應(yīng)管26流入。
根據(jù)本發(fā)明，使用上述地下水灌漿管道設(shè)備進(jìn)行施工的第二種方法包括使用一個(gè)大直徑的鉆頭挖掘出一個(gè)穿過(guò)風(fēng)化巖石層和部分基巖層的鉆孔；和在鉆孔的內(nèi)壁上安裝一個(gè)外護(hù)壁1，用以防止風(fēng)化巖石層的塌陷和已被污染的表層水的流入。
所述外護(hù)壁1的安裝完畢之后，接著安裝內(nèi)護(hù)壁3，其中用于保護(hù)地下水免受表層水的污染的膨脹管5被安裝在內(nèi)護(hù)壁3的下部外周上，從而確保可靠的遮蔽。
然后，使用小直徑的鉆頭將孔鉆至基巖層中的地下水溢流水舌處。
當(dāng)確定鉆孔已經(jīng)達(dá)到了基巖層中的地下水溢流水舌處時(shí)，就可以進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，具體過(guò)程是將液態(tài)的灰漿從由膨脹管5形成了一個(gè)遮蔽的內(nèi)護(hù)壁的下部灌注入空隙中，一直向上灌注到表面。
此處，如圖3所示，當(dāng)內(nèi)護(hù)壁3和鉆孔之間的空隙很狹窄時(shí)，所述液態(tài)灰漿供應(yīng)管26就被一個(gè)普通直線管26-1所代替。該普通直線管的安裝方式與所述壓縮流體供應(yīng)管7的安裝方式相同，也就是說(shuō)，該直線管穿過(guò)內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部被連接在膨脹管5的上部。在連接部分的下部與拉繩32相連的切割刀片28以及用于引導(dǎo)所述切割刀片28的運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)槽30被安裝在內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)壁上，這樣，在混凝土的養(yǎng)護(hù)處理過(guò)程結(jié)束之后，就可以將管道26-1切斷。
此時(shí)，由于液態(tài)的混凝土通過(guò)液態(tài)灰漿供應(yīng)管26進(jìn)行供應(yīng)，并且它將存在于內(nèi)護(hù)壁3和鉆孔之間的污染的表層水向上推向表面，所以污染的表層水不會(huì)被混入。并且，由于避免了過(guò)橋作用，該作用使液態(tài)混凝土不能夠被填實(shí)的產(chǎn)生，所以可以獲得更好的養(yǎng)護(hù)效果。另外，由于軟蓋盤24或者包括內(nèi)膨脹管58和保護(hù)性膨脹管57被安裝在了膨脹管5的上部，所以由液態(tài)混凝土的灌注而引起的對(duì)膨脹管5的破壞就可以被預(yù)先阻止。
然后，當(dāng)通過(guò)將液態(tài)混凝土注入內(nèi)護(hù)壁3和鉆孔內(nèi)壁之間的空隙中的養(yǎng)護(hù)處理完成之后，就可以通過(guò)拉動(dòng)拉繩32將壓縮流體注入軟管7切斷。另外，對(duì)于直線管26-1作為一個(gè)液態(tài)灰漿供應(yīng)管26被安裝在內(nèi)護(hù)壁3內(nèi)部的情況而言，則通過(guò)拉動(dòng)所述拉繩32將直線管26-1切斷。并且將已切斷的壓縮流體注入軟管7和液態(tài)灰漿供應(yīng)管26從內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部收回。
當(dāng)如上所述的施工過(guò)程完成之后，最后將升水管道22和井泵20安裝在內(nèi)護(hù)壁3的內(nèi)部，這樣就可以泵取地下水了。
在如圖12所示的根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例中，首先，使用一個(gè)大直徑的鉆頭一直鉆至基巖層內(nèi)的某一深度處，該鉆頭與這種情況下用來(lái)鉆風(fēng)化巖石層的鉆頭相同，這是為了防止污染的表層水滲入鉆孔的內(nèi)壁中。然后，使用一個(gè)小直徑的鉆頭繼續(xù)鉆至地下水的溢流水舌處，并且安裝上一個(gè)帶有波紋管12的內(nèi)護(hù)壁3。
內(nèi)護(hù)壁3的下部設(shè)有一個(gè)具有一定長(zhǎng)度的遮護(hù)板55。并且，該管的上部和下部分別設(shè)有一個(gè)上部保護(hù)圓板36和一個(gè)下部保護(hù)圓板38，這兩個(gè)圓板的直徑均大于遮護(hù)板55的直徑。該遮護(hù)板55的外周上設(shè)置有一個(gè)膨脹管5。該膨脹管5受到上部保護(hù)圓板36和下部保護(hù)圓板38的保護(hù)，這兩個(gè)圓板分別被設(shè)置在遮護(hù)板55的上部和下部，用以防止在將內(nèi)護(hù)壁管道插入鉆孔時(shí)造成破壞。另外，下部保護(hù)圓板38的外周上有一個(gè)軸承16，在內(nèi)護(hù)壁3被插入時(shí)，該軸承16被用作一個(gè)引導(dǎo)件。從采用了沿內(nèi)護(hù)壁的外周按一定的間距布置的片簧的結(jié)構(gòu)中可以看出，該片簧使內(nèi)護(hù)壁3和鉆孔內(nèi)壁之間的距離保持恒定，這樣，即使在彎曲的鉆孔中，灌注的混凝土的厚度也可以保持恒定。
另外，與第一個(gè)實(shí)施例一樣，上部保護(hù)圓板36和膨脹管5之間設(shè)有一個(gè)軟蓋盤24，并且膨脹管5的外部設(shè)有一個(gè)橡膠帶51，用以保護(hù)膨脹管5，并使膨脹管5能夠一致地進(jìn)行膨脹。
與第一個(gè)實(shí)施例一樣，一個(gè)用于將壓縮流體注入膨脹管5的壓縮流體注入軟管7通過(guò)內(nèi)護(hù)壁3的外側(cè)被連接在膨脹管5上，并且一個(gè)軟管26被設(shè)置在內(nèi)護(hù)壁3和大直徑鉆孔內(nèi)壁之間。
作為另一個(gè)實(shí)施例，如圖11所示，壓縮流體注入軟管7通過(guò)內(nèi)護(hù)壁3的外側(cè)被連接在膨脹管5上，其中膨脹管5的進(jìn)口的加工過(guò)程如下在內(nèi)護(hù)壁3的主體上部分地沿垂直方向開一個(gè)切口，將與內(nèi)護(hù)壁3的材料相同的壓縮流體注入軟管7插入該切口部分中，最后對(duì)軟管7進(jìn)行焊接固定。然后，一個(gè)用于連接該壓縮流體注入軟管7的連接件13與該進(jìn)口的一端相連接。該壓縮流體注入軟管7的外側(cè)有一個(gè)沿軟管7延伸的螺旋彈簧71，用以使該軟管7免受外部撞擊的損傷。此外，一個(gè)用于灌注混凝土的液態(tài)灰漿供應(yīng)管26被設(shè)置在內(nèi)護(hù)壁3和大直徑鉆孔的內(nèi)壁之間。
具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的運(yùn)作過(guò)程如下所述。首先，使用一個(gè)大直徑的鉆頭使鉆孔穿過(guò)風(fēng)化巖石層并達(dá)到基巖層內(nèi)的一定深度處，此處可以避免污染的表層水的流入。然后使用小直徑的鉆頭將孔從該深度處繼續(xù)下鉆，直至地下水的溢流水舌被鉆穿。然后，一個(gè)過(guò)濾管18被放置在地下水溢流水舌附近，并且安裝有遮護(hù)板55等的內(nèi)護(hù)壁3被插入至一定深度處，在此處，下部保護(hù)圓板38懸在大直徑鉆孔的下端上，然后壓縮流體通過(guò)注入軟管7被注入到膨脹管5中，這樣膨脹管5發(fā)生膨脹，從而隔斷上部空間和下部空間。
此處，遮護(hù)板55和大直徑鉆頭鉆出的鉆孔內(nèi)壁之間的間距十分小，這就使膨脹管5的膨脹速率也較小，從而在膨脹過(guò)程中膨脹管5幾乎不會(huì)受到損傷。當(dāng)液態(tài)的混凝土通過(guò)液態(tài)灰漿供應(yīng)管26被注入時(shí)，混凝土的一部分負(fù)荷被上部保護(hù)圓板36分散開，這樣就減小了施加在膨脹管5上的負(fù)荷，從而保證了膨脹管5的安全。養(yǎng)護(hù)在內(nèi)護(hù)壁3和鉆孔之間的混凝土壁逐漸達(dá)到一定的密實(shí)度，從而獲得完好的密封效果。
另外，當(dāng)使用水泥、尿烷或環(huán)氧基樹脂作為壓縮流體注入膨脹管5時(shí)，可以通過(guò)快速養(yǎng)護(hù)獲得初步的密封效果，從而獲得穩(wěn)定的密封性能，用以抵抗接下來(lái)灌注入的混凝土產(chǎn)生的負(fù)荷。
此外，對(duì)于如圖13所示的內(nèi)護(hù)壁的一種連接而言，該連接方式采用了一種可以根據(jù)井深而對(duì)管道的延伸長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整的結(jié)構(gòu)，具體實(shí)施方法是，用一個(gè)密封墊99包住一個(gè)上部周邊圓環(huán)96和一個(gè)與該圓環(huán)96相對(duì)的下部周邊環(huán)圓環(huán)97，這兩個(gè)圓環(huán)是分別通過(guò)將一個(gè)內(nèi)護(hù)壁3的上連接部分和另一個(gè)內(nèi)護(hù)壁3的下連接部分垂直向外彎曲加工成的，這是為了加工出平整的連接表面，并且使用一對(duì)具有‘ ’形截面的半圓形耦合件98包住上部周邊圓環(huán)96和下部周邊環(huán)圓環(huán)97，并使二者相互配合。
如上所述，當(dāng)灌漿過(guò)程完成后，就可以將一個(gè)水泵管道和一個(gè)井泵20插入內(nèi)護(hù)壁3中，從而開始抽取地下水。
此外，圖14是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中的用于地下水井的一種灌漿和泵水管道設(shè)備的剖視圖。圖15是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中的安裝有膨脹管的部分的剖視圖。圖16是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)止回閥的剖視圖。圖17是根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)止回閥的透視圖。如圖所示，本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例與本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例具有類似的結(jié)構(gòu)，因此下面將在第二個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)上對(duì)不同部分進(jìn)行說(shuō)明。
根據(jù)本發(fā)明的用于泵水和灌漿的管道包括一個(gè)外護(hù)壁1、一個(gè)內(nèi)護(hù)壁3、一個(gè)片簧82、一個(gè)膨脹管5、一個(gè)壓縮流體注入軟管7、一個(gè)蓋盤24和一個(gè)液態(tài)灰漿供應(yīng)管26。其結(jié)構(gòu)特征與第二個(gè)實(shí)施例基本相同，不同之處如下所述。當(dāng)通過(guò)一個(gè)螺紋連接部分63對(duì)內(nèi)護(hù)壁3進(jìn)行連接延長(zhǎng)時(shí)，該螺紋部分被加工成圓螺紋形狀，以便于連接。通過(guò)將一個(gè)連接附件裝置62安裝在內(nèi)護(hù)壁3的最頂端，一個(gè)地面上的水泵就可以直接與灌漿和泵水管道相連接。
一個(gè)連接附件裝置62的一個(gè)頂端內(nèi)加工有陰螺紋，同時(shí)內(nèi)護(hù)壁3內(nèi)設(shè)有一個(gè)壓力補(bǔ)償平衡管68，當(dāng)使用不同材料的軟管時(shí)，一個(gè)擺59被懸掛在壓力補(bǔ)償平衡管68的最低部分處，以便于進(jìn)行設(shè)置。一個(gè)過(guò)濾桶64被安裝在管道的上部，該過(guò)濾桶64在其下端具有一個(gè)平衡管的止回閥72，這樣，當(dāng)空氣進(jìn)入平衡管68時(shí)，就可以防止污染物流入水井。一個(gè)安裝有流量調(diào)節(jié)閥66的反注入管65被設(shè)置在平衡管的止回閥72和一個(gè)連接附件裝置62之間，并且與水泵的出口側(cè)相連接。
另外，如圖16和17所示，在內(nèi)護(hù)壁的最低端被向內(nèi)彎曲之后，一個(gè)密封圈被安裝在下部，同時(shí)一個(gè)開口77被加工用于使地下水流過(guò)。一個(gè)中空滑桿75被設(shè)置在上部，密封圈被安裝在下部，該桿與壓力補(bǔ)償平衡管68相連接，并且在下部安裝有一個(gè)中空的止回閥閥座21，以便于與壓力補(bǔ)償平衡管68相連接，該止回閥閥座21在上側(cè)和下側(cè)與壓力補(bǔ)償平衡管68相連接。
另外，一個(gè)帶有圓柱形導(dǎo)管74的中空?qǐng)A盤形止回閥圓板69被插入，用以覆蓋止回閥閥座21。止回閥圓板69的下表面和止回閥閥座21的上表面緊密接觸。并且止回閥圓板69的圓柱形導(dǎo)管74上部受到一個(gè)覆蓋在壓力補(bǔ)償平衡管68上的彈簧84所產(chǎn)生的彈性力的作用。
根據(jù)本發(fā)明，一種使用如上所述的用于小直徑地下水井的灌漿和泵水管道的施工方法包括一個(gè)如上所述的灌漿工序、一個(gè)在液態(tài)灰漿凝固之后通過(guò)管道連接附件在內(nèi)護(hù)壁3的上端將泵管道連接到連接附件裝置62上的連接工序、一個(gè)安裝平衡管的止回閥72的安裝工序、一個(gè)通過(guò)使用一個(gè)處于管道連接附件上部的壓力補(bǔ)償平衡管68的連接端口將壓力補(bǔ)償平衡管68安裝至井底附近的安裝工序，和一個(gè)將流量調(diào)節(jié)閥66和反注入管65以及升水泵相連接的連接工序。
當(dāng)水被注入升水泵的轉(zhuǎn)子外殼中，并且接著在流量調(diào)節(jié)閥66處于關(guān)閉狀態(tài)的情況下對(duì)反注入管65進(jìn)行加壓，以便于在每一項(xiàng)施工工作完成后抽取地下水時(shí)，地下水在內(nèi)護(hù)壁3中從自然水位向上運(yùn)動(dòng)，而壓力補(bǔ)償平衡管68從自然水位向下移動(dòng)，從而避免在內(nèi)護(hù)壁3中產(chǎn)生過(guò)大的負(fù)壓。
當(dāng)?shù)叵滤^淺時(shí)，空氣就有可能流入該水井，從而由于升水泵吸入了空氣而導(dǎo)致泵水過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。為了解決這一問(wèn)題，當(dāng)井中的水位達(dá)到自然水位時(shí)，此時(shí)升水泵處于剛開始運(yùn)轉(zhuǎn)的停止?fàn)顟B(tài)，通過(guò)壓力補(bǔ)償平衡管68將一定量的地下水從升水泵注入到水井的下部，同時(shí)在反注入管65上的流量調(diào)節(jié)閥66全開之后，逐漸將該反注入管65上的流量調(diào)節(jié)閥66關(guān)閉。因此，空氣可以連續(xù)地流入水井中，從而避免空氣堵塞在升水泵中，并從而在通過(guò)溢流水舌流入泵的地下水和通過(guò)反注入管65流入水井下部的地下水之間形成一個(gè)恒定的平衡，這樣，在小直徑的水井中，水泵可以進(jìn)行良好的工作，而不會(huì)受到短時(shí)間的控制操作的妨礙。
當(dāng)泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水位開始下降。水位的過(guò)度下降會(huì)使泵重新運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)失去泵水功能。用于防止水位過(guò)度下降的處于灌漿管道下端的止回閥76可以防止灌漿管道中的地下水的泄漏，這是因?yàn)楫?dāng)泵停止時(shí)，在壓力補(bǔ)償平衡管68和擺的重力、灌漿管道內(nèi)的水的重力以及彈簧84的彈力的作用下，止回閥座70與止回閥圓板69緊密接觸。填充在內(nèi)護(hù)壁3中的地下水可以使泵很容易地被再次起動(dòng)。
此外，當(dāng)止回閥76發(fā)生故障時(shí)，可以將管道連接附件的上部拆開，將壓力補(bǔ)償平衡管68拔出，從而將止回閥座70和止回閥圓板69拉出，這樣就可以方便地進(jìn)行維修工作。
下面，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖18是裝備有用于地下水井的鉆頭引導(dǎo)裝置的水井的剖視圖，其中該引導(dǎo)裝置上安裝有根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的膨脹管。圖19是用于地下水井的鉆頭引導(dǎo)裝置的剖視圖，該引導(dǎo)裝置上安裝有根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例的膨脹管。在下文關(guān)于本發(fā)明的說(shuō)明中，凡是沒(méi)有進(jìn)行說(shuō)明的部分都與第一個(gè)實(shí)施例中的相應(yīng)部分具有相同的結(jié)構(gòu)。
如圖所示，引導(dǎo)裝置的上部分33的內(nèi)直徑與灌漿管道相同，以便于與灌漿管道的連接。該內(nèi)直徑從上端的某一位置開始向下逐漸成比例地減小，從而形成一個(gè)倒圓錐形的上部。接著，從某一位置開始，又形成一個(gè)等內(nèi)徑結(jié)構(gòu)的引導(dǎo)裝置的下部分35，這樣就形成了一個(gè)具有漏斗狀截面的引導(dǎo)裝置的主體31。此處，引導(dǎo)裝置的下部分35的內(nèi)直徑稍大于小直徑鉆頭的直徑。
此外，為壓縮流體注入軟管7所設(shè)置的孔17被從引導(dǎo)裝置的主體31的內(nèi)部加工至該引導(dǎo)裝置的上部分33的外圓周表面處。另外，膨脹管5被置于引導(dǎo)裝置的主體31的外圓周表面上，并且通過(guò)一個(gè)管道卡箍94進(jìn)行固定。該膨脹管5包括加工為一體的一個(gè)外部軟膨脹管和一個(gè)內(nèi)部硬膨脹管，這樣，當(dāng)膨脹管5膨脹時(shí)，即使在地下水井的內(nèi)壁十分粗糙的情況下，也可以獲得良好的水密性能，同時(shí)獲得穩(wěn)定的膨脹力。
另外，一個(gè)軸承16被安裝在所述引導(dǎo)裝置的下部分35的圓周表面上，用于在插入過(guò)程中始終保持恒定的環(huán)狀空間，從而保護(hù)膨脹管5免受地下水井的內(nèi)壁的破壞，同時(shí)便于它的插入?；?3被分別安裝在引導(dǎo)裝置的上部分33的兩側(cè)，這樣，鋼絲繩92就可以延伸出來(lái)，并且通過(guò)滑輪93對(duì)引導(dǎo)裝置的主體31進(jìn)行提升。引導(dǎo)裝置的上部分33處設(shè)有一個(gè)引導(dǎo)環(huán)37，用于防止鋼絲繩92從滑輪93上脫落。
現(xiàn)在，將對(duì)本發(fā)明的一種運(yùn)作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明中的引導(dǎo)裝置的主體31在大直徑的井中與灌漿管道相連接，該井延伸至基巖層界線處，該界線在對(duì)大直徑的地下水井進(jìn)行初步挖掘時(shí)被達(dá)到。然后使鋼絲拉繩92穿過(guò)滑輪93，并被向下放至該大直徑鉆孔的底部。在這種情況下，引導(dǎo)裝置的上部分33的直徑與所述灌漿管道的外直徑相等，這樣，灌漿管道就可以被組裝或焊接在引導(dǎo)裝置的主體31上。
當(dāng)將灌漿管道和引導(dǎo)裝置的主體31插入該地下水井之后，壓縮流體就被注入膨脹管5中，該膨脹管5在灌漿管道的最下端被安裝在引導(dǎo)裝置的主體31上，從而使膨脹管5發(fā)生膨脹。在整個(gè)膨脹過(guò)程中，大直徑鉆孔的中心與引導(dǎo)裝置的主體31的中心始終保持一致，并且在膨脹管5的膨脹力的作用下，可以在膨脹管5和地下水井的內(nèi)壁之間獲得穩(wěn)定的壓縮效果。
其結(jié)果是，由于膨脹管5的膨脹密封作用，就可以阻止地球表面的污染的表面水的流入，而是使其上升至一定的水位。然后換用一個(gè)小直徑的鉆頭繼續(xù)鉆出一個(gè)小直徑的鉆孔，一直鉆至發(fā)現(xiàn)基巖層的地下水溢流水舌為止。此處，小直徑的鉆頭穿過(guò)灌漿管道的內(nèi)部抵達(dá)引導(dǎo)裝置的主體31的頂端，并且該鉆頭沿引導(dǎo)裝置的主體31內(nèi)的一個(gè)斜坡恰處于中心位置處。一定長(zhǎng)度的下部圓柱形部分90在挖掘過(guò)程的初期被用作小直徑鉆頭的一個(gè)引導(dǎo)管，以便于使挖掘穩(wěn)定進(jìn)行。
另外，在膨脹管5和井內(nèi)壁之間的壓縮力的作用下，灌漿管道在挖掘過(guò)程中可以受到牢靠的固定，這樣，即使在有高壓的壓縮氣體存在的情況下，挖掘過(guò)程也可以穩(wěn)定地進(jìn)行，而不會(huì)產(chǎn)生任何不必要的振動(dòng)。
在挖掘過(guò)程中，當(dāng)?shù)叵滤囊缌魉啾话l(fā)現(xiàn)時(shí)，就可以將插入在引導(dǎo)裝置的上部分33中的鋼絲繩92的一端松開，并通過(guò)滑輪93拉動(dòng)其另外一端，從而將該鋼絲繩92拉出。然后，在將液態(tài)灰漿從下部灌入并完成養(yǎng)護(hù)處理之后，挖掘過(guò)程即告結(jié)束。
在未能發(fā)現(xiàn)基巖層的地下水溢流水舌的情況下，膨脹管5中的壓縮流體的壓力被泄掉，從而使膨脹管5恢復(fù)原始形狀。然后，通過(guò)將與灌漿管道連在一起的鋼絲繩92的兩端同時(shí)向上拉，就可以方便地將灌漿管道和引導(dǎo)裝置的主體31拉出。
當(dāng)使用具有較小直徑的鉆頭引導(dǎo)裝置代替與灌漿管道等直徑的鉆頭引導(dǎo)裝置時(shí)，在將初始挖掘過(guò)程的中心固定之后，就可以將小直徑的灌漿管道插入，然后將液態(tài)灰漿注入灌漿管道的外圓周表面與地下水井的內(nèi)壁之間。此處，為了防止液態(tài)灰漿的泄漏，一個(gè)圓盤形的環(huán)件39被焊接在灌漿管道的最下端上，并且在該環(huán)件下面，一個(gè)O形密封圈83被緊密地插入在灌漿管道的外圓周表面上，從而與該圓盤形的環(huán)件39相接觸。
當(dāng)具有上述結(jié)構(gòu)的灌漿管道被插入到該地下水井使用的鉆頭引導(dǎo)裝置中時(shí)，O形密封圈83被附著在圓錐形引導(dǎo)裝置中的斜坡88的中間高度處，同時(shí)圓盤形的環(huán)件39對(duì)O形密封圈83進(jìn)行支撐，從而在灌漿管道的重力的作用下形成一個(gè)緊密的密封，從而防止液態(tài)灰漿的泄漏。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于地下水井的灌漿管道設(shè)備和灌漿方法還可以帶來(lái)以下效果。這些效果是，即使在彎曲的鉆孔中，內(nèi)護(hù)壁也可以被插入到理想深度處，同時(shí)不會(huì)發(fā)生阻塞，從而提高了灌漿的可靠性，并且通過(guò)膨脹管的膨脹可以獲得穩(wěn)定可靠的密封，從而使灌漿過(guò)程更加完美，同時(shí)防止地下水的污染以及地下水溢流水舌的堵塞。無(wú)論對(duì)于已挖掘好的地面井還是對(duì)于正在挖掘中的地下水井而言，都可以方便地實(shí)施該灌漿過(guò)程。
另外，除上述效果之外，根據(jù)本發(fā)明的用于地下水井的小直徑的灌漿管道還可被用作一個(gè)泵水管道。并且，還可以避免地面上污染的表層水流入小直徑的地下水井中，這樣就可以獲得清潔的地下水，同時(shí)可以使灌漿工作的施行既經(jīng)濟(jì)又方便。
另外，本發(fā)明建造了一個(gè)沒(méi)有裂縫的固態(tài)灌漿防水壁，這樣，除了可以防止污染的表層水的流入之外，還可以使因灌漿管道的中心和正在挖掘中的大直徑的地下水井的中心不一致而引起的問(wèn)題得以解決。通過(guò)將灌漿管道和引導(dǎo)裝置的主體連接為一體，就可以在沒(méi)有污染的表層水流入的情況下將井挖掘至基巖層中的地下水溢流水舌處，并且在因未能發(fā)現(xiàn)地下水溢流水舌而準(zhǔn)備收工時(shí)，可以方便地將已插入的灌漿管道和引導(dǎo)裝置的主體從井中拔出。
權(quán)利要求
1．一種用于地下水井的灌漿管道設(shè)備，通過(guò)使用該設(shè)備，可以在鉆孔中建造一個(gè)密封壁，用于防止污染的表層水流入鉆孔中，該鉆孔被用于抽取地下水，該設(shè)備包括一個(gè)內(nèi)護(hù)壁(3)，該內(nèi)護(hù)壁上按規(guī)則的間距加工有波紋管(12)，從而允許該內(nèi)護(hù)壁能夠被插入到一個(gè)彎曲的鉆孔之中；一個(gè)膨脹管(5)，該膨脹管安裝在所述內(nèi)護(hù)壁(3)的下部，用于對(duì)鉆孔的內(nèi)壁和內(nèi)護(hù)壁之間的環(huán)狀空間進(jìn)行阻隔封閉。
2．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中所述內(nèi)護(hù)壁(3)在其下部具有一個(gè)較小直徑部分(14)。
3．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，包括引導(dǎo)軸承(16)，以便于沿所述內(nèi)護(hù)壁(3)的外周的插入。
4．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中所述膨脹管5是一個(gè)圓柱形的管體，位于所述內(nèi)護(hù)壁(3)的外周上，其上部和下部被一個(gè)管道卡箍(94)所固定；所述管道卡箍(94)由一個(gè)金屬帶加工而成，該金屬帶的一端帶有數(shù)個(gè)孔口(70)，而另一端帶有一個(gè)與該金屬帶等寬的焊接金屬片(61)，所述金屬片(61)具有一個(gè)凸出部分(78)，該凸出部分可以被插入孔口(70)內(nèi)；和所述膨脹管(5)被一個(gè)固定卡鉗(60)所固定，從而形成了固定連接。
5．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中所述膨脹管(5)包括一個(gè)位于內(nèi)部的內(nèi)膨脹管(58)，該內(nèi)膨脹管(58)通過(guò)與注入流體的直接接觸而進(jìn)行膨脹，和一個(gè)使用了包括泡沫的軟材料的保護(hù)性膨脹管(57)，該保護(hù)性膨脹管(57)位于所述內(nèi)膨脹管(58)的外側(cè)，所述內(nèi)膨脹管(58)與所述保護(hù)性膨脹管(57)相互接觸，從而形成了一個(gè)整體。
6．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中片簧(82)按照一定的間距被安裝在所述內(nèi)護(hù)壁(3)的外周上，用于在將所述內(nèi)護(hù)壁(3)插入的過(guò)程中使鉆孔內(nèi)壁和所述內(nèi)護(hù)壁(3)之間的空隙保持恒定；和所述片簧(82)呈圓形，并且向外沿曲線張開，其下部被固定和連接而上部沒(méi)有被固定。
7．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中所述內(nèi)護(hù)壁(3)在其上端和下端分別包括一個(gè)下連接部分(86)和一個(gè)上連接部分(85)，所述下連接部分(86)上加工有一些包括V形凹槽的切口部分(87)，并且其直徑大于所述上連接部分(85)的直徑，并且所述上連接部分(85)的外周上加工有一些與所述切口部分(87)的數(shù)目相同的垂直伸長(zhǎng)的凸出部分(90)；和所述下連接部分(86)上沿周向加工有一些孔(89)，同時(shí)在所述上連接部分(85)上也加工有一些孔(89)，這些孔的位置與所述下連接部分(86)上的孔(89)的位置相對(duì)應(yīng)。
8．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中一個(gè)上部周邊圓環(huán)(96)和一個(gè)下部周邊環(huán)圓環(huán)(97)被分別加工在所述上連接部分(85)和下連接部分(86)的端部處，加工方法是將每一個(gè)端部將向外折成直角，從而使所述上部周邊圓環(huán)(96)和一個(gè)下部周邊環(huán)圓環(huán)(97)具有平整的連接表面；和將兩個(gè)連接表面相互對(duì)接之后，使用一個(gè)環(huán)形的密封墊(99)包住外周，然后使用一對(duì)具有‘ ’形截面的半圓形耦合件(98)包住上部周邊圓環(huán)(96)和下部周邊環(huán)圓環(huán)(97)，從而將二者連接在一起，這樣管道就可以根據(jù)鉆孔的長(zhǎng)度而被接長(zhǎng)。
9．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，包括一個(gè)液態(tài)灰漿供應(yīng)管道(26)，該管道被用于將液態(tài)灰漿灌注入所述內(nèi)護(hù)壁(3)和所述鉆孔之間的空間內(nèi)；和一個(gè)壓縮液體注入軟管(7)，該軟管與所述膨脹管(5)相連接，用于將一種壓縮液體供應(yīng)至所述膨脹管(5)處。
10．如權(quán)利要求9所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中所述液態(tài)灰漿供應(yīng)管道(26)延伸穿過(guò)所述內(nèi)護(hù)壁(3)的內(nèi)側(cè)，用于將液態(tài)灰漿灌注入所述內(nèi)護(hù)壁(3)和所述鉆孔內(nèi)壁之間的空間內(nèi)；所述壓縮液體注入軟管(7)被安裝在內(nèi)護(hù)壁的內(nèi)部，該軟管下面安裝有一個(gè)用于切斷所述壓縮液體注入軟管(7)的切割刀片(28)；和一個(gè)切割部分(56)被設(shè)置在所述內(nèi)護(hù)壁(3)的內(nèi)壁上，所述切割部分(56)包括一個(gè)導(dǎo)槽(30)，和一個(gè)為軟管7所設(shè)置的通孔67，其中所述切割刀片(28)可上下移動(dòng)從而切斷軟管。
11．如權(quán)利要求9所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中內(nèi)護(hù)壁(3)管道的一部分被沿垂直方向開了一個(gè)切口，與所述內(nèi)護(hù)壁(3)管道具有相同材料的壓縮流體注入軟管(7)被插入該切口部分中，然后被焊接固定；和然后，一個(gè)用于連接該壓縮流體注入軟管(7)的連接件(13)與壓縮流體注入開口的一端相連接。
12．如權(quán)利要求1所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，包括加工在所述內(nèi)護(hù)壁(3)下部的孔，該孔用于篩掉地下水中的其它物質(zhì)，和一個(gè)過(guò)濾管(18)，該過(guò)濾管上按固定間距布置有波紋管，從而使內(nèi)護(hù)壁(3)能夠被插入到彎曲的鉆孔中。
13．一種用于地下水井的灌漿管道設(shè)備，通過(guò)使用該設(shè)備，可以在鉆孔中建造一個(gè)用于防止表層水中的污染物流入的密封壁，該設(shè)備包括一個(gè)內(nèi)護(hù)壁(3)，該內(nèi)護(hù)壁上按規(guī)則的間距加工有波紋管(12)，從而允許該內(nèi)護(hù)壁能夠被插入到一個(gè)彎曲的鉆孔之中；一個(gè)用于密封的遮護(hù)板(55)，該遮護(hù)板(55)被設(shè)置在所述內(nèi)護(hù)壁(3)的下部，用于阻隔液態(tài)灰漿；一個(gè)膨脹管(5)，該膨脹管被安裝在所述遮護(hù)板(55)的外周上；分別安裝在所述遮護(hù)板(55)的上部和下部的一對(duì)保護(hù)圓板(36、38)，這兩個(gè)圓板的直徑均大于所述遮護(hù)板(55)的直徑，用于保護(hù)所述膨脹管(5)免受損傷；一個(gè)液態(tài)灰漿供應(yīng)管道(26)，該管道被安裝用于向所述內(nèi)護(hù)壁(3)和所述鉆孔內(nèi)壁之間的空間內(nèi)供應(yīng)液態(tài)灰漿；一個(gè)壓縮流體注入軟管(7)，該軟管用于將壓縮流體從表面注入到位于所述內(nèi)護(hù)壁(3)下部的所述膨脹管(5)內(nèi)。
14．一種用于地下水井的小直徑的灌漿管道設(shè)備，通過(guò)使用該設(shè)備，可以在鉆孔中建造一個(gè)用于防止表層水中的污染物流入的密封壁，該設(shè)備還可以被用作一個(gè)升水管道，該設(shè)備包括一個(gè)內(nèi)護(hù)壁(3)，該內(nèi)護(hù)壁上按規(guī)則的間距加工有波紋管(12)，從而允許該內(nèi)護(hù)壁(3)能夠被插入到一個(gè)彎曲的鉆孔之中；一個(gè)膨脹管(5)，該膨脹管被安裝在所述內(nèi)護(hù)壁(3)的下部，用于對(duì)所述內(nèi)護(hù)壁(3)和預(yù)先鉆好的鉆孔的內(nèi)壁之間的環(huán)狀空間進(jìn)行阻隔；一個(gè)具有較小直徑的壓力補(bǔ)償平衡管(68)，該管(68)被安裝在所述內(nèi)護(hù)壁(3)的下部。
15．如權(quán)利要求14所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中所述壓力補(bǔ)償平衡管(68)的上部安裝有一個(gè)過(guò)濾管(64)，該過(guò)濾管(64)被用于過(guò)濾污染的塵砂，并且防止污染的表層水的流入；和所述壓力補(bǔ)償平衡管(68)的最下端接近水井的底部。
16．如權(quán)利要求14所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中一個(gè)流量調(diào)節(jié)閥(66)被安裝在反注入管(65)上，而該反注入管65與升水泵的出口側(cè)相連接；和所述反注入管(65)與所述壓力補(bǔ)償平衡管(68)相連通。
17．如權(quán)利要求14所述的灌漿管道設(shè)備，其特征在于，其中所述內(nèi)護(hù)壁(3)在其最低端向內(nèi)彎曲；一個(gè)與所述壓力補(bǔ)償平衡管(68)相連通的中空滑桿(75)被安裝在內(nèi)護(hù)壁(3)的上部的內(nèi)側(cè)；和一個(gè)中空的止回閥閥座(21)被安裝在所述中空滑桿(75)的下部，以便于使該滑桿與所述壓力補(bǔ)償平衡管(68)相連接；所述止回閥閥座(21)在上側(cè)和下側(cè)與壓力補(bǔ)償平衡管(68)相連通；一個(gè)上部帶有圓柱形導(dǎo)管(74)的中空止回閥圓板(69)與所述滑桿(75)相配合，用以覆蓋住止回閥閥座(21)，從而使止回閥圓板(69)的下表面和止回閥閥座(21)的上表面緊密接觸；所述止回閥圓板(69)的圓柱形導(dǎo)管(74)包括一個(gè)螺旋彈簧(71)，該彈簧(71)被纏繞在壓力補(bǔ)償平衡管(68)周圍。
18．一種地下水井使用的裝備有一個(gè)膨脹管的鉆頭引導(dǎo)裝置，其特征在于，其中所述引導(dǎo)裝置的主體(31)開始是等直徑結(jié)構(gòu)，然后其直徑從上部(33)的一點(diǎn)開始向下逐漸地、成比例地減小，從而形成一個(gè)倒圓錐形；然后，該主體從一高度處又開始成為等直徑結(jié)構(gòu)，從而形成該主體的下部(35)，這樣，該引導(dǎo)裝置的主體(31)的橫截面就形成了一個(gè)漏斗狀；一個(gè)膨脹管(5)被沿所述引導(dǎo)裝置的主體(31)的周圍安裝，并且一個(gè)管道卡箍(94)被連接在上面用于固定；數(shù)個(gè)球軸承(16)沿周向被安裝在所述引導(dǎo)裝置的下部主體(35)的周圍，用于在插入過(guò)程中始終保持恒定的環(huán)狀空間，從而便于對(duì)膨脹管(5)進(jìn)行保護(hù)和插入；一對(duì)滑輪(93)在所述引導(dǎo)裝置的上部(33)被安裝在主體(31)的兩側(cè)，這樣，用于提升該主體(31)的鋼絲繩就可以通過(guò)這些滑輪(93)延伸出來(lái)。
19．如權(quán)利要求18所述的鉆頭引導(dǎo)裝置，其特征在于，其中一個(gè)圓板環(huán)件(39)被焊接在內(nèi)護(hù)壁(3)的下部，而該內(nèi)護(hù)壁(3)又與所述引導(dǎo)裝置的主體(31)相連接；和一個(gè)軟材料的O形密封圈在壓力的作用下被安裝在內(nèi)護(hù)壁(3)的周圍，從而使之與圓板環(huán)件(39)相接觸。
20．一種為地下水井灌漿的方法，其中一個(gè)用于防止表層污染物進(jìn)入鉆孔的密封壁被安裝在該鉆孔中，本方法包括第一步在鉆出一個(gè)穿過(guò)風(fēng)化巖石層直至基巖層的大直徑的鉆孔之后，安裝一個(gè)外護(hù)壁(1)；第二步在繼續(xù)鉆出一個(gè)到達(dá)基巖層中的溢流水舌的小直徑的鉆孔之后，安裝一個(gè)直徑較所述外護(hù)壁(1)小的內(nèi)護(hù)壁(3)；第三步使用一種遮蔽裝置在所述內(nèi)護(hù)壁(3)和鉆孔內(nèi)壁之間的環(huán)狀空間的下部對(duì)該空間進(jìn)行阻隔，然后將液態(tài)灰漿從內(nèi)護(hù)壁的下部向表面進(jìn)行灌注，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。
21．一種為地下水井灌漿的方法，其中一個(gè)用于防止表層水中的污染物進(jìn)入鉆孔的密封壁被安裝在該鉆孔中，本方法包括第一步在鉆出一個(gè)穿過(guò)風(fēng)化巖石層直至基巖層的大直徑的鉆孔之后，安裝一個(gè)外護(hù)壁(1)；第二步在基巖層的一合適位置處將一個(gè)直徑較所述外護(hù)壁(1)小的內(nèi)護(hù)壁(3)安裝在外護(hù)壁(1)的內(nèi)部，同時(shí)使用一種遮蔽裝置對(duì)所述內(nèi)護(hù)壁(3)的外圓周和鉆孔內(nèi)壁之間的環(huán)狀空間在下部進(jìn)行阻隔；第三步繼續(xù)鉆出一個(gè)到達(dá)基巖層中的溢流水舌的小直徑的鉆孔，從而獲得基巖地下水；和第四步將液態(tài)灰漿從內(nèi)護(hù)壁(3)下部的一位置處向上灌至表面處，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，所述位置即是使用位于內(nèi)護(hù)壁(3)下部的膨脹管(5)進(jìn)行遮蔽的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于地下水井的灌漿管道設(shè)備和一種灌漿方法,其中混凝土被養(yǎng)護(hù)在一個(gè)鉆孔的內(nèi)壁上,用以防止已被污染的表層水等物質(zhì)流入水井中,該水井被挖掘用于抽取可供使用的地下水。具體來(lái)講,本發(fā)明涉及一種用于地下水井的灌漿管道設(shè)備和一種使用該設(shè)備的灌漿方法,其中通過(guò)將一個(gè)內(nèi)護(hù)壁(3)按照所需的深度插入該水井,然后把欲養(yǎng)護(hù)的混凝土注入到指定區(qū)域處,從而將該內(nèi)護(hù)壁安裝在合適的位置上,這樣就可以防止表層污染物等流入該水井。
文檔編號(hào)E03B3/20GK1313927SQ99809787
公開日2001年9月19日 申請(qǐng)日期1999年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月19日
發(fā)明者趙喜南 申請(qǐng)人:趙喜南, 松都泰克諾帕克公司