一种测斜水位共用管密实填砂方法及辅助填砂装置与流程

1.本发明涉及基本监测技术领域，具体涉及一种测斜水位共用管密实填砂方法。还涉及一种辅助填砂装置。


背景技术：

2.在边坡监测中，为了监测深层土体侧向位移和深层地下水状态，需要分开打孔进行监测，无法采用一个孔测得两种数据，一方面增加了打孔的成本，另一方面两个孔通常相隔一定距离，无法使深层位移与地下水位数据良好关联，综合分析边坡安全状态。
3.在安装测斜管的过程中，首先，在地面中钻孔，形成安装孔，再将测斜管插入到安装孔中，对正测斜管上导槽方向，最后，在测斜管与安装孔的内壁之中回填回填材料，使得测斜管固定。目前，多采用人工灌砂法将砂回填入测斜管与安装孔之间的空隙，该方法在使用时，直接将砂通过人工的方式倾倒入测斜管与安装孔之间的缝隙内，采用该方法不利于砂的下降，无法保证测斜管与安装孔中间填砂的密实度，同时人工灌砂法需要用到大量的水，而坡体多处于山顶无人区，供水困难。


技术实现要素：

4.因此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种能够进行测斜和水位监测的共用管的密实填砂方法。
5.还提供了一种用于实现上述密实填砂方法的辅助填砂装置。
6.一种测斜水位共用管密实填砂方法,包括如下步骤：
7.s1：利用钻机在边坡设计位置打设安装孔，打孔过程中同步安装护筒；
8.s2：将共用管插设于护筒内，并通过环向灌砂顶座将灌砂管与共用管连接，将灌砂填实器与灌砂管相连接；
9.s3：利用高压水泵抽出共用管内的水，并利用灌砂填实器将抽出的水与砂混合形成流态混合物，并通过灌砂管灌入护筒与共用管之间的空隙；
10.s4：灌入1～2m高的流态混合物后，停止灌入，不停止抽水，将护筒向上拔出此次灌入流态混合物的高度，将灌砂管向上拔出此次灌入流态混合物两倍的高度，然后转动环向灌砂顶座带动灌砂管转动，继续灌入流态混合物；
11.s5：重复s4，直至流态混合物填充满全部空隙；
12.s6：拆除高压水泵、灌砂管、环向灌砂顶座和灌砂填实器。
13.作为本发明中测斜水位共用管密实填砂方法的一种优选，所述共用管上设置有预留孔，且其外表面粘贴有涤纶过滤土工布。
14.作为本发明中测斜水位共用管密实填砂方法的一种优选，所述灌砂管和共用管采用分段组装式结构，所述共用管包括共用管封盖、共用管组件和共用管连接件，所述灌砂管包括灌砂管组件以及用于连接相邻两节灌砂管组件的灌砂管连接件。
15.作为本发明中测斜水位共用管密实填砂方法的一种优选，s4中，向上拔出护筒前，
需等待流态混合物沉淀密实。
16.作为本发明中测斜水位共用管密实填砂方法的一种优选，s1中，安装孔打设完毕后，其中下部应存在地下水。
17.一种辅助填砂装置，用于实现测斜水位共用管密实填砂方法,包括设置于安装孔内的共用管，还包括：
18.护筒，其设置于安装孔与共用管之间，用于防止打设安装孔及灌砂过程中安装孔塌孔；
19.环向灌砂顶座，其设置于共用管的顶部；
20.灌砂管，其通过环向灌砂顶座固定于共用管的一侧；
21.灌砂填实器，其设置于灌砂管的上方；
22.高压水泵，其设置于灌砂填实器的一侧，用于抽出共用管内的水，并输送至灌砂填实器。
23.作为本发明中辅助填砂装置的一种优选，所述环向灌砂顶座包括灌砂管固定口、环向旋转顶座和灌砂顶座本体，所述灌砂顶座本体设置于灌砂管的顶部，所述环向旋转顶座与灌砂顶座本体的上部转动连接，环向旋转顶座上设置有进水管固定口，所述灌砂管固定口设置于环向旋转顶座的一侧。
24.作为本发明中辅助填砂装置的一种优选，所述灌砂填实器包括灌砂漏斗以及用于支撑灌砂漏斗的支架。
25.作为本发明中辅助填砂装置的一种优选，所述灌砂漏斗的底部设置于灌砂管的正上方或延伸入灌砂管内。
26.作为本发明中辅助填砂装置的一种优选，所述高压水泵包括抽水泵、进水管和出水管；所述进水管的一端与抽水泵的一端连接，其另一端延伸入共用管内；所述出水管的一端与抽水泵的另一端连接，其另一端与灌砂填实器连接。
27.本发明技术方案，具有如下优点：
28.1、本发明通过从共用管内部抽取过滤后的地下水，为灌砂作业提供水源，有效解决了共用管安装过程中需要大量水，而山顶供水困难的缺陷。
29.2、本发明中的灌砂管可以使砂与水所形成的流态混合物直达安装孔底部，灌入一定高度后改变灌砂方向，同时边灌沙边提灌砂管和护筒，防止安装孔塌孔，同时保证填沙密实度。
30.3、本发明中的共用管安装完成后，可用于进行监测深层土体侧向位移和深层地下水状态，少了打孔带来的成本，以及设备安装的时间。获取一个孔的两种数据比两个相邻孔分别获取两种数据，在数据综合分析上更具可靠性，可以更准确评定坡体安全状态。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明中灌砂管、共用管、环向灌砂顶座和进水管连接后插设于护筒中的结
构示意图。
33.图2为本发明中灌砂管、共用管、环向灌砂顶座和进水管连接示意图。
34.图3为本发明中护筒的结构示意图。
35.图4为本发明中灌砂填实器的结构示意图。
36.图5为本发明中高压水泵的结构示意图。
37.图6为本发明中环向灌砂顶座的结构示意图。
38.图7为本发明中共用管组件的结构示意图。
39.图8为本发明中共用管连接件的结构示意图。
40.图9为本发明中共用管连接件的剖面结构示意图。
41.图10为本发明中共用管封盖的结构示意图。
42.图11为本发明中共用管封盖的剖面结构示意图。
43.附图标记说明：
44.1、护筒；2、灌砂管；3、共用管；301、共用管封盖；3011、第四凹槽；302、共用管组件；3021、第二凹槽；303、共用管连接件；3031、隔离环；3032、第三凹槽；4、环向灌砂顶座；401、灌砂管固定口；402、环向旋转顶座；403、灌砂顶座本体；4031、第一凹槽；404、进水管固定口；5、灌砂填实器；501、灌砂漏斗；502、支架；6、高压水泵；601、抽水泵；602、进水管；603、出水管。
具体实施方式
45.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可依具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
49.实施例1
50.本实施例提供了一种辅助填砂装置，如图1和图2所示，包括护筒1、环向灌砂顶座4、灌砂管2、灌砂填实器5和高压水泵6。
51.如图3所示护筒1的外壁与安装孔的内壁相互连接，用于防止钻机打设安装孔的过程中安装孔发生塌孔事故。
52.如图6所示，环向灌砂顶座4包括包括灌砂管固定口401、环向旋转顶座402和灌砂顶座本体403，所述灌砂顶座本体403设置于共用管3的顶部，灌砂顶座本体403上设置有四个均匀分布的第一凹槽4031和螺丝孔，其通过第一凹槽4031和共用管3上的第二凹槽3021卡合连接，并通过穿过灌砂顶座本体403和共用管3上螺丝孔的螺丝固定牢固。所述环向旋转顶座402与灌砂顶座本体403的上部转动连接，其顶部开设有用于对高压水泵6的进水管602进行限位的进水管固定口404。所述灌砂管固定口401与环向旋转顶座402的一侧固定，用于对灌砂管2进行固定。所述环向灌砂顶座4为钢铁制品。
53.灌砂管2通过灌砂管固定口401可拆卸的固定于共用管3的一侧，用于将砂与水混合形成的流态混合物灌入共用管3与护筒1之间的空隙。其包括灌砂管组件和用于连接相邻两节灌砂管组件的灌砂管连接件。
54.如图4所示，灌砂填实器5设置于灌砂管2的上方，其包括灌砂漏斗501和支架502，所述支架502设置于地面与灌砂漏斗501之间用于支撑灌砂漏斗501，其包括与地面相连接的支架底座，与灌砂漏斗501相连接的支架顶座，以及设置在支架底座和支架顶座之间的多个支撑杆。所述灌砂漏斗501的出砂管位于灌砂管2的上方或延伸入灌砂管2内。所述灌砂漏斗501的底部设置有开关装置，当水与砂混合达到指定砂水比后，开启开关装置，水与砂形成的流态混合物通过出砂管流入灌砂管2内。
55.如图5所示，高压水泵6用于抽出共用管3内的水，并输送至灌砂填实器5。其包括抽水泵601、进水管602和出水管603；进水管602的一端与抽水泵601的一端连接，其另一端穿过进水管固定口404延伸入共用管3内。所述出水管603的一端与抽水泵601的另一端连接，其另一端与灌砂漏斗501连接。
56.在本实施例中，所述灌砂管2和共用管3均为分段组装式结构，两米为一节。共用管3包括共用管封盖301、共用管组件302和共用管连接件303，如图7所示，共用管组件302的两端均设置有螺丝孔，其表面轴向分布有预留孔，沿其轴向方向还均匀分布有四个第二凹槽3021。如图8和图9所示，共用管连接件303上设置有螺丝孔，其表面沿其轴向方向均匀分布有四个第三凹槽3032，其内壁的中间位置设置有隔离环3031。相邻两个共用管组件302之间通过共用管连接件303以及螺丝相互连接，隔离环3031可以使相邻两个共用管组件302均匀固定在共用管连接件303的两端。如图10和图11所示，共用管封盖301设置于共用管3与安装孔底部接触端，其为一端封闭的空心圆柱体，其上设置有螺丝孔，沿其轴向方向均匀分布有四个第四凹槽3011。
57.在本实施例中，所述共用管3为硬质塑料制品，所述灌砂管2为带龙骨的橡胶软管。
58.本实施例还提供了一种测斜水位共用管密实填砂方法，其具体包括如下步骤：
59.步骤一：安装孔的打设：在边坡设计位置利用钻机打设安装孔，打孔的同时同步进行护筒1安装，将安装孔打至风化岩层内，然后开始进行清孔作业。安装孔打设完毕后，其中下部应存在地下水。
60.步骤二：共用管的组装及安装：将共用管封盖301安装在一节共用管组件302的底部，将第四凹槽3011与第二凹槽3021对齐，利用螺丝穿过共用管组件302和共用管封盖301上的螺丝孔将二者固定牢固；利用共用管连接件303接长共用管组件302已形成完整的共用管3，接长时，第三凹槽3032与第二凹槽3021对齐，共用管组件302需抵住隔离环3031方能安装到位，并利用螺丝穿过共用管连接件303与共用管组件302上的螺丝孔将其固定牢固。将
连接有共用管封盖301的一端向下下放至护筒1内，一边下放一边通过共用管连接件303接长，并将涤纶过滤土工布包覆于已下放共用管3的外表面，直至共用管封盖301与安装孔的底部接触。
61.步骤三：灌砂辅助装置的安装：首先将环向灌砂顶座4的第一凹槽4031与共用管3顶部的第二凹槽3021对齐，并通过穿过灌砂顶座本体403与共用管3上螺丝孔的螺丝固定牢固；将组装完毕后的灌砂管2穿过灌砂管固定口401下放至护筒1底部；将灌砂填实器5设置于灌砂管2的上方，出砂管延伸入灌砂管2内；将抽水泵601放置于安装孔的一侧，进水管602穿过进水管固定口404下放至共用管3的底部，出水管603与灌砂漏斗501连接。
62.步骤四：灌砂作业：启动抽水泵601，将共用管3内的水抽入灌砂漏斗501内，同时将级配良好的砂倒入灌砂漏斗501内，使砂与水混合，形成流态混合物；随后将砂和水形成的流态混合物通过灌砂管2灌入共用管3于护筒1之间的空隙。
63.步骤五：流态混合物灌入2m(以安装孔底为0m，向上增加)高度后暂停灌入，不停止抽水泵601的抽水，等待流态混合物内的水通过预留孔流入共用管3内，并经过多次水流冲刷沉降密实后，向上拔出一节护筒1和两节灌砂管2。拔出一节护筒1后需再次等待其沉降密实，然后转动环向旋转顶座402，带动灌砂管2转动，从而改变灌砂位置，使得流态混合物沿共用管3的四周均匀填实。
64.步骤六：重复步骤五，直至流态混合物填实共用管3与安装孔之间的空隙。
65.步骤七：拆除高压水泵6、灌砂管2、环向灌砂顶座4和灌砂填实器5。
66.在本实施例的步骤二中，共用管3组装完成后，螺丝的长度应刚刚穿透共用管组件302的内壁。
67.在本实施例中，流态混合物一次性灌入高度为1～2m高，在这里取一节共用管3的高度即2m。
68.本发明首先将现有共用管3的四周打设预留孔，并在共用管3外表面粘贴涤纶过滤土工布，克服了传统测斜孔不透水无法测量地下水位的不足，减少了边坡钻孔数量，并使得同孔得到的坡体位移与水位数据结合，充分分析坡体健康状况；通过共用管3过滤透水特点，解决了共用管3下放过程中需要往管中注水带来的供水压力。
69.本发明通过灌砂管2深入孔底逐渐往上灌入级配良好的水砂混合料，保证了共用管3与安装孔中间灌沙密实度；每填充2m深安装孔，往上提灌砂管2，并往上收一节护筒1，防止护筒1一次性拔出导致的安装孔局部塌孔导致无法灌沙，同时也减少灌沙过程中水流入安装孔周围土体。
70.本发明利用高压水泵6从共用管3内部抽取过滤后的地下水，为灌砂管2灌入级配良好的水砂混合料提供水源，利用地下水可完全解决利用灌砂发安装共用管3过程中所需水源。
71.实施例2
72.本实施例与实施例1的不同之处在于，当安装孔过深导致高压水泵6抽水困难时，可通过在安装孔的上方加设密封构件，仅预留用于放置进水管602与充气装置充气管的孔洞。构件安装完毕后，再次检查其密封性，确认无误后向安装孔内充气加压，以便于将共用管3内的地下水抽至地面。
73.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对
于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。