专利名称：现场注水试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及勘探技术领域，尤其涉及一种现场注水试验装置。
背景技术：
随着城市建设的迅猛发展，工程建设中涉及的深基坑工程越来越多，如轨道交通 地下车站、高层建筑地下室、地下车库等。深基坑设计、施工过程中，发生基坑失稳事故往往 与地下水有关，渗透系数是计算深基坑渗流稳定和基坑降水设计的重要参数。目前，渗透系 数有采用室内渗透试验和现场渗透试验等方法进行测定。室内渗透试验由于受取土质量、 试件体积、试验边界条件等因素的限制，所测得的渗透系数偏小，而现场渗透试验得出的渗 透系数较为客观真实。现场渗透试验方法有试坑注水试验和钻孔注水试验二大类。在岩土工程勘察中， 目前普遍采用现场简易钻孔降水头注水试验方法，施工工艺多采用预钻孔后下套管并用隔 水材料将试验段与非试验段隔开后进行试验，或在钻孔中将套管击入一定深度，使试验段 与非试验段隔开，再用芯管将试验段水冲掏空，作为渗入段。因此，常采用的隔水方法如 下(1)海带隔水法该法注水管一般利用钢套管连接而成，钻孔完成后，先在注水段上部的套管外侧 捆绑干海带后，下入孔内。依靠海带的遇水膨胀作用作为隔水材料。一般将干海带捆绑于 紧靠试验段上部位置，海带长度约0. 5 1. 0m，捆扎2 3道铁丝或螺旋状捆扎。注水管安 装就位一段时间后，干海带遇水膨胀，将试验段与上部土层隔开，开始进行注水试验。该法 一般采用外径Φ73πιπι护套管。用干海带作隔水材料时，干海带的用量、捆绑位置、松紧程度难以控制。干海带的 用量太多，不能下放到位，太少，又不能起到很好的隔水效果；干海带捆绑太松，在套管下放 时容易脱落，难以保证在预定位置隔水，太紧，海带胀开程度不够，影响隔水效果。(2)粘土球隔水法该法注水管一般采用PVC管，在PVC管与钻孔之间的空隙内注入粘土球，一般先在 渗透段注入粗砂层作滤水层、再注入粘土球隔水。经过一段时间后，粘土球遇水膨胀，起到 隔水作用。该法一般采用外径Φ 53mm的PVC管。用粘土球作为隔水材料，粘土球粒径和向孔内注入速度控制是关键。勘探孔和套 管间环形间隙偏窄，若粘土球粒径偏大，存在粘结，粘土球注入速度快，很容易在上部堵塞， 不能下沉至指定位置，影响隔水效果。另外，采用PVC管作为注水管，由于材料强度不够以 及接头联接不严，易产生漏水现象，且PVC管一般无法重复利用，成本较高。(3)套管隔水法该方法是先将注水试验段上部土层进行预钻孔，在到达试验段上部1 2m处停 钻，下套管至钻孔深度，然后将套管击入至试验段顶部，再在套管内采用外径Φ36πιπι的芯 管和外径Φ52πιπι的钻头进行水冲钻进，将套管内废土清除并将试验段水冲成孔，试验段上
3部1 2m击入套管段因为连续击入，套管与土壁紧密结合，起到隔水作用。但采用上述隔水方法存在以下问题a、击入套管时，套管易晃动，导致套管隔水不严，未起到很好的隔水作用，造成上 部土层或套管外水下渗。b、若清水清孔泵量、时间不足，会清孔不干净，孔壁受泥浆影响，不能真实反映土 层的渗透性；洗孔过度，粉性土、砂土容易发生塌孔现象。C、渗水段孔径经水冲而成，容易导致渗水段孔壁不规则，且渗水半径难以控制，水 冲压力过大，孔径容易变大，过小，达不到要求孔径。(4)气囊隔水法该法注水管一般利用钢套管连接而成，钻孔完成后，先在注水段上部设置气囊，再 下钢套管，气囊通过输气管与地表的高压氮气连接。气囊到达指定位置后，打开高压氮气 瓶，试验段上部的气囊充气膨胀，阻断了试验段地下水和钻孔壁外循环水及上部含水层水 力联系。该法一般采用外径Φ 73mm套管。气囊法隔水效果较好，但操作繁琐，气囊材料和下入操作要求较高，否则易划破。总体而言，上述试验方法施工环节较多，受控因素多(如施工工艺、操作方法等)， 且对注水试验队伍要求较高，受劳务操作人员的操作方法、技术水平等因素限制，导致所测 数据可靠程度降低，测试精度较差。因此，本领域的技术人员致力于开发一种既操作简单，又能客观真实地反映土层 渗透系数的现场试验装置。
实用新型内容有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种既操作 简单，又能客观真实地反映土层渗透系数的现场试验施工装置。为实现发明目的，本实用新型提供了一种现场注水试验装置，包括多孔的渗水管， 所述渗水管设置在护管内；所述渗水管的下部与导头固定连接；所述导头具有支承所述护 管的支承面。较佳的，所述渗水管的外表面包覆有过滤网。较佳的，所述导头包括与所述渗水管连接的连接端和与所述连接端一体的导向 端；所述连接端为圆柱体，所述导向端为圆锥体。较佳的，所述导头与所述渗水管的连接端设置有密封装置。较佳的，所述密封装置为6道密封圈。较佳的，所述渗水管距所述导头的远端沿靠近所述护管的方向设置有渗水管凸 缘；所述护管距所述导头的近端沿靠近所述渗水管的方向设置有可与所述渗水管凸缘配合 的护管凸缘。较佳的，所述渗水管凸缘设置在所述渗水管的末端；所述护管凸缘设置在所述护 管的末端。本实用新型还提供了一种既操作简单，又能客观真实地反映土层渗透系数的现场 试验施工方法，包括以下步骤1)将多孔的渗水管与一导头连接；2)将渗水管放入护管中， 并由导头与渗水管连接的端面限位；将护管与套管连接；3)采用静压的方式下压套管，直至导头压入至拟进行试验土层试验段底部；4)向套管内注水；提升套管使渗水管暴露在护 管外；5)静置，待渗水段扰动土体蠕变基本稳定后，开始注水试验；6)注水试验完毕后，取 出套管、护管、渗水管和导头。其中，步骤3)中，试验土层试验段底部的具体位置，可根据工 程需要，通过测绳测定得到；步骤5)中，观测渗水段扰动土体蠕变是否基本稳定，与背景技 术中所采用的常规施工方法相同，静置的具体时间根据不同试验土层的性质有所不同。较佳的，步骤1)中，还包括在导头与所述渗水管的连接部位设置密封装置的步 马聚ο较佳的，所述导头为锥形导头。较佳的，步骤2)中，还包括在所述渗水管外包覆过滤网的步骤。较佳的，步骤3)中，利用液压静力触探机下压套管。较佳的，步骤4)中，还包括采用测绳检查渗水管与护管分离程度的步骤，以使渗 水管完全暴露在护管外。较佳的，步骤5)中，静置的时间为1 2小时。本实用新型的有益效果是(1)适应范围广本实用新型所涉及的装置，均可在一般粘性土、40m以浅的粉性 土及中密以下的砂土层中采用。(2)操作简单无需成孔后再下套管、洗孔、设置隔水材料等繁琐步骤，施工速度 快，大大提高外业施工效率和试验质量。(3)作业质量高当渗水管下压作业时，护管底部紧抵导头，使多孔渗水管得到保 护；因导头前设置有密封装置，可以确保泥土及地下水不会进入到护管内，因此，在下压作 业过程中，渗水管不会损坏、堵塞。(4)隔水效果好因采用连续静压施工，使套管与非渗水段土层间紧密结合，起到 良好的隔水效果，同时，渗水管外形成约护管大小的渗水半径。(5)成本更低。不同注水试验方法价格比较如下表所示表1不同注水试验方法价格表
权利要求一种现场注水试验装置，包括多孔的渗水管(2)，其特征是所述渗水管(2)设置在护管(3)内；所述渗水管(2)的下部与导头(6)固定连接；所述导头(6)具有支承所述护管(3)的支承面(63)。
2.如权利要求1所述的现场注水试验装置，其特征是所述渗水管(2)的外表面包覆 有过滤网(4)。
3.如权利要求1所述的现场注水试验装置，其特征是所述导头(6)包括与所述渗水 管(2)连接的连接端(61)和与所述连接端(61) —体的导向端(62)；所述连接端(61)为 圆柱体，所述导向端(62)为圆锥体。
4.如权利要求1所述的现场注水试验装置，其特征是所述导头(6)与所述渗水管(2) 的连接端(61)设置有密封装置(5)。
5.如权利要求4所述的现场注水试验装置，其特征是所述密封装置(5)为6道密封圈。
6.如权利要求1至5任一所述的现场注水试验装置，其特征是所述渗水管(2)距所 述导头(6)的远端(21)沿靠近所述护管(3)的方向设置有渗水管凸缘(1)；所述护管(3) 距所述导头(6)的近端(31)沿靠近所述渗水管(2)的方向设置有可与所述渗水管凸缘(1) 配合的护管凸缘(7)。
7.如权利要求6所述的现场注水试验装置，其特征是所述渗水管凸缘(1)设置在所 述渗水管⑵的末端；所述护管凸缘(7)设置在所述护管(3)的末端。
专利摘要本实用新型公开了一种现场注水试验装置，包括多孔的渗水管，所述渗水管设置在护管内；所述渗水管的下部与导头固定连接；所述导头具有支承所述护管的支承面。本实用新型适应范围广、操作简单、作业质量高、隔水效果好，并且成本更低。
文档编号E02D1/00GK201713803SQ20102022259
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者张正发, 沈文苑, 沈日庚, 赵玉花 申请人:上海市城市建设设计研究院