本實用新型涉及工程施工降水成孔/井后的降水系統(tǒng)，尤其是涉及一種超聲波變頻復(fù)合降水系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工程施工中，當(dāng)?shù)叵滤桓哂诠こ淌┕ぷ鳂I(yè)面時，需要采用一定的方法來降低地下水位，滿足干地施工作業(yè)的要求，保證工程施工質(zhì)量。工程在施工期間需要進(jìn)行降水作業(yè)時，其采取的手段有多種，如輕型井點法、管井法或明溝抽排法等。這些降水方法形式單一、適應(yīng)性較低、降水時間較長，每種方法只能針對某些地層結(jié)構(gòu)，其降水效果還受孔或井的施工質(zhì)量影響很大。如輕型井點法的降水深度有限且占用一定的施工場地、管井法適用于地層結(jié)構(gòu)單一的中細(xì)顆粒地層等。

目前，所有工程施工降水采用的方法均是依靠地層中水體在一定的水力梯度下在孔隙間的自然流動，因此流動速率較小，并且流動速率受地層顆粒組成及結(jié)構(gòu)的均勻性影響。特別是在粘性土地層中進(jìn)行施工降水作業(yè)時，要想滿足工程施工降水的時效性，即時間短、效果好，必須增大地層中水體的流動速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種降水效果好、時間短、效率高且不受地層結(jié)構(gòu)限制和鑿孔/井時質(zhì)量影響的超聲波變頻復(fù)合降水系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取下述技術(shù)方案：

本實用新型所述的超聲波變頻復(fù)合降水系統(tǒng)，包括間隔開設(shè)在需要進(jìn)行降水處理地域的抽水井和發(fā)射井，所述抽水井和發(fā)射井的井口為密閉結(jié)構(gòu)；發(fā)射井內(nèi)位于地下水位線以下位置設(shè)置有聲波發(fā)生器，所述超聲波發(fā)生器通過電纜與發(fā)射井外的脈沖信號控制裝置相連接；抽水井內(nèi)位于地下水位線以下位置設(shè)置有潛水泵，所述潛水泵的排水管和電源線密封延伸出抽水井外，抽水井內(nèi)位于地下水位線以上的空腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)氣管，所述導(dǎo)氣管密封延伸出抽水井外與抽真空裝置相連接。

所述超聲波發(fā)生器的振蕩頻率與所述脈沖信號控制裝置所發(fā)送的超聲波脈沖信號頻率一致，該頻率值根據(jù)需要進(jìn)行降水處理地域的地層特性參數(shù)計算所得。

所述超聲波發(fā)生器的形狀為長方形板狀體、半圓體、圓柱體或點片線狀體。

本實用新型優(yōu)點在于設(shè)計原理科學(xué)、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低、降水工作效率高。由于超聲波發(fā)生器所發(fā)射的縱波在飽水地層傳播過程中具有壓縮推動特性、空化作用、降粘作用等，使得處于縱波場內(nèi)地層中的水體更易于在孔隙通道內(nèi)沿縱波傳播方向流動，成倍的快速增大水體的單向流動速度，由發(fā)射井一側(cè)流向抽水井內(nèi)，即抽水井的排水量增大，加快了地層的疏干速率，從而縮短了工程施工降水時間，提高了降水效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的布置示意圖。

圖2是本實用新型所述垂直升降裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述的超聲波變頻復(fù)合降水系統(tǒng)，包括間隔開設(shè)在需要進(jìn)行降水處理地域的抽水井1和發(fā)射井2，所述抽水井1和發(fā)射井2的井口為密閉結(jié)構(gòu)；發(fā)射井2內(nèi)位于地下水位線4以下位置設(shè)置有聲波發(fā)生器3，所述超聲波發(fā)生器3通過電纜5與發(fā)射井2外的脈沖信號控制裝置6相連接；抽水井1內(nèi)位于地下水位線8以下位置設(shè)置有潛水泵7，所述潛水泵7的排水管9和電源線密封延伸出抽水井1外，抽水井1內(nèi)位于地下水位線8以上的空腔10內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)氣管11，所述導(dǎo)氣管11密封延伸出抽水井1外與抽真空裝置12相連接。

本實用新型工作原理簡述如下：

如圖1-2所示，本超聲波變頻復(fù)合降水系統(tǒng)工作時按照下述步驟進(jìn)行：

第一步、在需要進(jìn)行降水處理的地域開設(shè)抽水井1和發(fā)射井2；超聲波發(fā)生器的振蕩頻率與脈沖信號控制裝置所發(fā)送的超聲波脈沖信號頻率一致，該頻率值根據(jù)需要進(jìn)行降水處理地域的地層特性參數(shù)計算所得；即：

式中：為流體靜態(tài)密度，kg/m³；為密度變化量，kg/m³；p為液體中的聲壓，Pa；u為位移速度，m/s；x為振動波傳播距離，m；t為時間，s；C₀為液體中的聲速，m/s；為液體在地層內(nèi)的滲流速度，m/s；為阻力系數(shù)；超聲波發(fā)生器的形狀根據(jù)實際需要，可選擇為長方形板狀體、半圓體、圓柱體或點片線狀體；

第二步、在所述發(fā)射井2內(nèi)設(shè)置第一垂直升降裝置，通過第一升降裝置將超聲波發(fā)生器3放置于發(fā)射井2內(nèi)地下水位線4以下位置，將所述超聲波發(fā)生器3通過電纜5與發(fā)射井2外的脈沖信號控制裝置6相連接，然后將發(fā)射井2頂部密封；

第三步、在所述抽水井1內(nèi)設(shè)置第二垂直升降裝置，通過第二升降裝置將潛水泵7放置于抽水井1內(nèi)地下水位線8以下位置，將所述潛水泵7的排水管9和電源線引至抽水井1外，并在抽水井1內(nèi)地下水位線8以上的空腔10內(nèi)設(shè)置導(dǎo)氣管11，將所述導(dǎo)氣管11與抽水井1外的抽真空裝置12相連接，然后將抽水井1頂部密封；

第四步、啟動所述抽真空裝置12將抽水井1內(nèi)地下水位線8以上空腔10內(nèi)的空氣抽出使所述空腔10內(nèi)相對真空度保持在－90～－100Kpa之間；然后開啟所述潛水泵7將抽水井1內(nèi)的地下水體抽出井外；當(dāng)抽水井1和發(fā)射井2內(nèi)的地下水位不再持續(xù)下降，即抽水井1和發(fā)射井2內(nèi)的地下水位線13達(dá)到一個動態(tài)平衡時，啟動所述脈沖信號控制裝置6向所述超聲波發(fā)生器3發(fā)送超聲波脈沖信號驅(qū)動超聲波發(fā)生器3產(chǎn)生縱波14，在周圍地層內(nèi)形成縱波場，在縱波14傳播過程中推動地層孔隙中水體順縱波14傳播方向流動到抽水井1內(nèi)，再由潛水泵7通過排水管9把水體抽排至地面；

第五步、依次在其它預(yù)定的位置重復(fù)第一步至第五步，達(dá)到疏干地層中的孔隙水目的。

所述超聲波發(fā)生器3的振蕩頻率與所述脈沖信號控制裝置6所發(fā)送的超聲波脈沖信號頻率一致，該頻率值根據(jù)需要進(jìn)行降水處理地域的地層特性參數(shù)計算所得；超聲波發(fā)生器3的形狀為長方形板狀體、半圓體、圓柱體或點片線狀體。

所述第一垂直升降裝置和第二垂直升降裝置結(jié)構(gòu)相同，由上支撐環(huán)、下支撐環(huán)，和連接所述上、下支撐環(huán)的立桿15組成；上支撐環(huán)和下支撐環(huán)結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示，由內(nèi)環(huán)16、外環(huán)17和連接所述內(nèi)、外環(huán)16、17的橫桿18、以及沿周向均布設(shè)置在外環(huán)17上的多個滾輪19組成，所述立桿15的上、下兩端分別與上支撐環(huán)和下支撐環(huán)的內(nèi)環(huán)16連接。使用時，將第一、第二垂直升降裝置通過吊繩放置于抽水井1和發(fā)射井2內(nèi)即可。