一种用于地下水位监测的护孔、封孔装置及其组合方法与流程

本发明涉及岩土工程勘察与监测技术领域，具体地说是涉及一种用于地下水位监测的护孔、封孔装置及其组合方法，尤其适用于特殊性岩土（如膨胀性土）、不良地质作用（如岩溶）区域。

背景技术：

地下水位的测量与监测是岩土工程勘察的一项重要内容。地下水位的真实性及准确性是分析评价场地地基稳定性与抗浮水位的依据。地下水位是指地下含水层中水面的高程，可分为钻孔揭露含水层时首先发现的初见水位、变化很小且无系统上升或下降趋势的稳定水位等。

目前，地下水位的测量与监测一般分为钻孔、监测、封孔三个阶段。

①钻孔阶段：按照场地实际要求使用钻机在地面上定点钻孔，为防止孔壁坍塌，需在钻孔的同时打下护孔管（一般采用无缝地质钢管），一个钻孔需配一根等高的护孔管。

②监测阶段：需统一测量初见水位、稳定水位。初见水位易于测出，稳定水位通常在场地所有钻孔完成后开始测量，每次测量前均需待水位恢复及水位影响消除。在测得稳定水位后，还需设置监测孔，得出场地的地下水位受降雨量影响大小、季节性变化情况、所测最高水位等参数。

③封孔阶段：在获得场地所有地下水位参数后统一开始封孔。一般先沿管下放物料（如木塞等）作为堵头，隔绝含水层，再使用灌浆机灌注水泥浆液，浆液凝固后使用钻机起拔护孔管。

地下水位监测的三个阶段均需使用护孔管完成，期间不可将护孔管拔出。因无缝地质钢管造价相对较高，在监测阶段，存在测量人员为减少护孔管用量而违规操作的情况：测完稳定水位即拔出护孔管将其用于其他钻孔，缺少设置监测孔的过程，只是通过查找相关资料得出不准确的监测参数。该参数不能如实反映场地情况，没有达到监测的目的，直接影响后续工作。

在封孔阶段，因护孔管仅具有护孔功能，需另设堵头完成封填。施工人员为求方便，往往忽视封填工作，不封孔或选用密封性差的堵头封孔。封填时未完全隔绝含水层可能使地下水从钻孔中涌入或使用于封孔的浆液泄露至含水层中，尤其是在特殊性岩土、不良地质作用区域，易造成基坑施工涌水、地基软化、诱发周边岩溶地面塌陷及污染地下水等地质环境问题，其中周边岩溶地面塌陷及污染地下水多发生在地下水位监测完成后，难以追查及补救，存在极大安全生产隐患。

针对传统钢制护孔管因造价相对较高、功能单一不能有效保证地下水位监测、封孔质量的问题，发明一种用于地下水位监测的护孔、封孔装置及其组合方法具有重要的工程意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是传统钢制护孔管因造价相对较高、功能单一不能有效保证地下水位监测、封孔质量的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于地下水位监测的护孔、封孔装置及其组合方法，由渗水管、封孔管、护孔管三部分由下至上依次相接。

所述渗水管位于装置下方，包括外管、内管、堵头和透水过滤层。外管、内管管壁开有透水孔，可透水，使含水层中的地下水可以渗入装置，得出地下水位的相关数据。堵头位于外管底部，起隔绝作用。透水过滤层位于内管、外管之间，在监测时可透水、防止孔壁泥土堵塞渗水管，在封孔时避免浆液进入含水层。

所述封孔管位于装置中部，包括下段和上段。下段与渗水管相接，管径为装置中最大，用于固定支撑整个装置，下段底部与渗水管相接处外壁由麻丝包裹，麻丝可增大封孔管外径，使其便于安置，同时在灌浆时避免浆液进入地下含水层。上段与护孔管相接。上下段管壁上均开有灌浆孔，在灌浆时，可使浆液从孔中流出，填满装置与钻孔孔壁间的缝隙。

所述护孔管位于装置上方，顶部高于地面，可防止孔壁坍塌及地表泥土跌落。

所述管与管相接均采用胶粘方式。

所述渗水管、封孔管、护孔管均采用PE（聚乙烯）圆管。

所述透水过滤层采用土工布。

本发明的有益效果是：

成本低廉。所使用PE材料在达到相同效果的情况下与原有护孔管相比造价不足十分之一。

功能性强。兼有护孔、封孔功能，仅使用一种装置即可替代原有护孔管、堵头完成地下水位监测的三个阶段，解决了原有护孔管功能单一的问题。

使用方便，缩短勘察工期，降低风险。钻孔阶段，测量人员每完成一个钻孔，即可放入本装置，使用本装置护孔，可将打下、起拔护孔管两道工序合一，缩短工期、降低搬移钻机的安全风险。

绿色环保。可有效杜绝因封填效果差造成的地下水污染等地质环境问题。

易于推广。本发明可现场采购材料并连接；所使用PE材料较原无缝地质钢管易于采购，还具有无需做防锈处理、生产耗能低等优点。

附图说明

图1是本发明实施例的纵剖面图。

图2是本装置渗水管的立面图。

图3是图2的剖面图。

图4是本装置封孔管的立面图。

附图标记：1-渗水管；2-封孔管；3-护孔管；4-封孔管下段；5-封孔管上段；6-渗水管外管；7-渗水管内管；8-堵头；9-透水过滤层；10-外管透水孔；11-内管透水孔；12-麻丝；13-灌浆孔；21-岩层；22-钻孔孔壁；23-钻孔变径；24-万用表水位计（示意）；25-测量水位。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1所示的一种用于地下水位监测的护孔、封孔装置及其组合方法，由渗水管1、封孔管2、护孔管3三部分由下至上依次相接，封孔管2包括封孔管下段4和封孔管上段5，封孔管下段4底部与渗水管1相接处外壁由麻丝12包裹。

如图2、3所示，所述渗水管1包括渗水管外管6、渗水管内管7、堵头8和透水过滤层9。所述渗水管外管6管壁开有外管透水孔10，渗水管内管7管壁开有内管透水孔11，堵头8位于渗水管外管6底部，透水过滤层9位于渗水管外管6和渗水管内管7之间。

如图4所示，所述封孔管2包括封孔管下段4和封孔管上段5，封孔管下段4和封孔管上段5管壁均开有灌浆孔13。

对于开口孔径为130mm、岩层变径为91mm的钻孔，利用本发明进行地下水位监测的步骤如下。

步骤一，选取五段PE（聚乙烯）圆管，分别用作渗水管外管6、渗水管内管7、封孔管下段4、封孔管上段5、护孔管3。

渗水管外管6管径50mm，长500mm，管壁开十层外管透水孔10。外管透水孔10各层间距40mm，每层4个，十字交叉排列，孔径12mm，不同层间孔呈品字形排列。

渗水管内管7管径40mm，长500mm，管壁开十层内管透水孔11。内管透水孔11各层间距40mm，每层4个，十字交叉排列，孔径10mm，不同层间孔呈品字形排列。

封孔管下段4管径110mm，长500mm，管壁开两层灌浆孔13。灌浆孔13各层间距100mm，每层6个，均匀分布，孔径12mm，不同层间孔呈品字形排列。

封孔管上段5管径50mm，长500mm，管壁开两层灌浆孔13。灌浆孔13各层间距100mm，每层4个，十字交叉排列，孔径8mm，不同层间孔呈品字形排列。

护孔管3管径50mm，长度根据钻孔深度而定，使其顶部高出地面200mm。

步骤二，采用土工布作为透水过滤层9，将渗水管外管6、渗水管内管7、堵头8和透水过滤层9组合为渗水管1；将渗水管1、封孔管下段4、封孔管上段5、护孔管3通过胶粘组合为本装置；将麻丝12包裹在封孔管下段4底部与渗水管1相接处外壁。

步骤三，在钻孔阶段每完成一个钻孔，即可将本装置沿钻孔孔壁22下放至岩层21，安设在岩层顶部的钻孔变径23处，即可使用钻机起拔原有钢制护孔管。

步骤四，监测阶段，使用万用表水位计24测得测量水位25。

步骤五，封孔阶段，使用灌浆机统一进行封孔，将水泥浆填满装置内部、装置与钻孔孔壁间缝隙。

上述实施例仅是本发明的一种优选实施方式而不限于本发明的保护范围。应指出，在阅读了本发明的内容之后，本领域的技术人员在不脱离本发明原理或思路的前提下能够对本发明作若干改进或修改，这些等价形式同样也应视为本发明的保护范围。