一种抽吸式静力触探快速取水装置的制作方法

本实用新型涉及岩土工程和环境工程技术领域，尤其是一种抽吸式静力触探快速取水装置。

背景技术：

地下水（ground water），是指处于地表以下的重力水。是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。

2012年5月11日，中国国土资源部《2011中国国土资源公报》面向社会发布，公报显示中国城市地下水较差、极差级比例已经过半，全国地下水质量状况不容乐观。尤其在工业、企业污染扩散深度不同，地下水受污染深度准确确定对地下水治理至关重要，且同时提取不同深度范围内的地下水可以进行纵向分析研究、节约成本。因此，如何选择有效的原位取多层地下水样方法，快速准确查明其分布范围是环境调查关注的热点问题。

岩土工程中的静力触探技术（CPT）是指利用静力压入装置将连接触探头的触探杆压入土层，通过量测系统测试土的贯入阻力的原位测试方法，可确定土的部分力学参数，具有扰动小、测试准确、操作便捷等优点。从20世纪80年代中期开始，随着环境岩土工程的发展，国际不少机构研发了静力触探新型技术，进一步加强CPT技术在工程领域中的应用。目前国内还未出现快速提取地下水多层样设备，而传统的监测井成井工艺复杂，地下水取样周期较长，所取水样为混合水样，而且不是同时提取多层地下水，不能准确的反应不同深度的水质情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种抽吸式静力触探快速取水装置，通过到位后提拉内置于空心套管的过滤管，配合吸水装置的运行可使地下水经过过滤管的过滤流入储水器，实现指定深度快速取样，避免采集混合水样。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种抽吸式静力触探快速取水装置，其特征在于：所述装置至少包括空心套管、过滤管、圆锥探头、上部套管和吸水装置，其中所述圆锥探头连接固定在所述空心套管的底端，所述过滤管内置在所述空心套管的管体内部并与所述空心套管构成滑动配合，所述过滤管的顶端与所述上部套管连接固定，所述过滤管可在所述上部套管的提拉下伸出于所述空心套管，所述吸水装置连接所述过滤管用于抽吸地下水。

所述吸水装置包括吸水设备、储水器和通气管，所述通气管的一端连接所述储水器和所述吸水设备，所述通气管穿设在所述过滤管的管体内部，所述过滤管的底端密封，所述通气管的另一端连接在所述过滤管的底端。

在所述过滤管的底部设置有固定卡环，在所述空心套管的顶部设置有活动环，所述固定卡环的外径小于所述活动环的内径，通过所述固定卡环和所述活动环的配合实现对所述过滤管的限位。

在所述过滤管的顶端固定设置有连接头，所述过滤管通过所述连接头与所述上部套管相连接固定。

在所述连接头上设置有通气阀，在所述通气阀中设置有气管卡环。

本实用新型的优点是：针对地下水原位取样，满足了快速、便捷采集无二次污染原状水样的要求，为分析各种工程施工前的施工地层奠定基础；可在指定深度快速取样，避免了采集混合水样，同时避免人直接接触水样。

附图说明

图1为本实用新型的结构剖面图；

图2为本实用新型使用状态时的结构剖面图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2所示，图中标记1-12分别表示为：吸水设备1、储水器2、通气管3、上部套管4、通气阀5、气管卡环6、连接头7、活动环8、空心套管9、透水石管10、固定卡环11、圆锥探头12。

如图1所示，本实施例中借助静力触探设备压入的快速取水装置包括上部套管4、空心套管9、透水石管10和圆锥探头12，其中圆锥探头12固定安装在空心套管9的底端，便于借助静力触探设备压入土体，作为过滤管的透水石管10内置在空心套管9的内部，上部套管4与透水石管10的顶端连接固定。

如图1所示，在透水石管10的底端密封且固定安装有固定卡环11，在空心套管9的顶部固定安装有活动环8，固定卡环11的外径小于活动环8的内径。如图2所示，在上部套管4的提拉下，透水石管10伸出于空心套管9。随着透水试管6逐渐伸出空心套管9，在伸出行程的极限位置处，固定卡环11与活动环8紧贴，此时透水石管10无法继续伸出，其伸出行程被固定卡环11与活动环8之间的配合所限位，避免透水石管10从空心套管9中被拉出。

如图1所示，在透水石管10的顶端固定安装有连接头7，透水石管10通过连接头7与上部套管4相连接固定。在连接头7的中部设置有通气阀5，通气阀5与透水石管10的管体内部构成连通。当透水石管10整体完全置于空心套管9的内部时，连接头7与活动环8紧密相贴，避免在压入过程中，地下水进入到透水石管10之中。

如图1所示，本实施例中的取水装置还包括由吸水设备1、储水器2和通气管3所构成的吸水装置。如图1所示，通气阀5中间设置有气管卡环6，气管卡环6用于卡接通气管3，通气管3的顶端连接吸水设备1和储水器2，其底端连接固定在透水石管10的底端。

本实施例在使用时，具有如下操作步骤：

1）以图1所示的状态，通过静力触探的压入设备将装置整体贯入至待取水样的土层内，贯入方向为圆锥探头12的圆锥尖角方向。此时，活动环8与连接头7紧贴。

2）将装置贯入到指定深度后，通过上提上部套管4使透水石管10伸出于空心套管9，形成如图2所示的状态。透水石管10的伸出长度满足于取样深度的需要。

3）启动吸水设备1，吸水设备1通过通气管6进行吸水，地下水经过透水石管10的过滤进入通气管6，并经通气管6输送至储水器2。通过通气管6直接将地下水抽取至地面上的储水器2，可自由控制取水量以满足实际工程所需为止，这样可以避免重复上提-压入取水，节约取水时间；同时，通过将地下水直接抽取至地面，可以避免地下水在上提过程中，上部不同土层的地下水的混合交叉污染，这样所取得的地下水更能满足工程应用所需，更具针对性。

4）待储水器2储满地下水样，将装置缓慢上提至地表，拆除储水器2，将地下水样取出密封保存。

5）取样结束，并可重复上述过程进行另一深度的取样。

本实施例在具体实施时：活动环8与空心套管9之间的连接可采用螺纹配合连接，以方便拆除。

空心套管9和圆锥探头12可设置为一体结构，即形成具有圆锥尖角状端部的空心套管，以提高结构强度和整体性。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，如透水石管10的长度、结构，通气阀5的型号等，故在此不一一赘述。