一种测斜孔渗压计装置及安装方法
【专利摘要】本发明公开了一种测斜孔渗压计装置及安装方法。所述测斜孔渗压计装置有钻孔；所述钻孔内设有测斜管、渗水板、花孔管和测斜管标准底盖；所述渗水板安装于测斜管的底部与花孔管顶部之间，用于分隔测斜管和花孔管；所述花孔管管内装有渗压计，该花孔管的底部安装有所述测斜管标准底盖。本发明的钻孔将测斜管孔和地下水位管孔（测压管孔）合二为一，既可以监测钻孔深部水平位移，也可以监测地下水位及渗压，实现测斜管孔和测压管孔同管孔监测。
【专利说明】一种测斜孔渗压计装置及安装方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于岩土工程安全监测方法和装置，适用于测斜孔水平位移监测和地下水位孔及渗压监测的具体情况。
【背景技术】
[0002]众所周知，岩土工程安全监测中，深部水平位移和地下水位及渗压均为岩土工程监测的重要项目。现有技术条件下，深部水平位移监测采用测斜管孔配套钻孔测斜仪，即在监测体钻孔并埋设测斜管，将活动式测斜仪放入管内即可测量深部的水平位移；监测地下水位孔、浸润线、绕坝渗流和测压管孔同样需要钻孔和安装水位管，人工测量时采用水位测量仪器测量地下水位(实际上是测量测管内水位与孔口的高程差)，自动化监测则采用孔底埋设渗压计测量孔底水压变化量换算成孔内水位变化量完成其监测工作。
[0003]现有技术条件下，测斜管孔和地下水位管孔(测压管孔)是独立布置的，原因是由于测斜管与监测体之间安装时需要注浆固结，需保证测斜管的密封性，密封的测斜管内水位代表不了被监测体的实际水位，如果采用其它技术措施使测斜管内的水位能代表被监测岩体水位，管内安装的渗压计及电缆将会影响测斜仪正常工作。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种测斜孔安装渗压计方法和装置，该装置可使测斜管孔和地下水位管孔(测压管孔)合二为一，既可以监测钻孔深部水平位移，也可以监测地下水位及渗压，实现测斜管孔和测压管孔同管孔监测。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种测斜孔渗压计装置，有钻孔；其结构特点是，所述钻孔内设有测斜管、渗水板、花孔管和测斜管标准底盖；所述渗水板安装于测斜管的底部与花孔管顶部之间，用于分隔测斜管和花孔管；所述花孔管管内装有渗压计，该花孔管的底部安装测斜管标准底盖。
[0006]由此，通过上述设计，本发明的钻孔将测斜管孔和地下水位管孔(测压管孔)合二为一，既可以监测钻孔深部水平位移，也可以监测地下水位及渗压，实现测斜管孔和测压管孔同管孔监测。
[0007]以下为本发明的进一步改进的技术方案:
所述钻孔孔壁与所述测斜管、渗水板、花孔管、测斜管标准底盖之间设有填充物。
[0008]所述钻孔孔壁与所测斜孔渗压计装置之间的填充物自孔底至装置顶部依次为砂石段、细砂段、砂石段和膨润土段。具体而言，所述钻孔孔壁与所述测斜管中上部之间的填充物为膨润土段，所述钻孔孔壁与所述测斜管下部之间、以及所述钻孔孔壁与花孔管下部之间的填充物均为细砂段；所述钻孔孔壁与花孔管上部之间、以及所述钻孔孔壁与测斜管标准底盖之间的填充物均为砂石段。
[0009]作为一种优选方案，所述测斜管为分段式测斜管，相连两段之间通过接头相连；所述渗水板安装在最下段测斜管的底部。
[0010]优选地，所述渗水板为PVC板或铝质板或ABS板，板上开有若干渗水孔。
[0011]优选所述测斜管为PVC管。
[0012]所述测斜管标准底盖在测斜管安装中的主要作用是:(I)起堵头密封作用，防止水泥砂浆进入测斜管；(2)钢丝绳穿过底盖下部一对“十”字对穿孔，用于测斜管承重和防测斜管导槽方向偏转。
[0013]所述花孔管优选采用标准测斜管加工，而且渗水板的外径必须与测斜管的外径一致。
[0014]一种测斜孔渗压计装置的安装方法，包括如下步骤:
1)在岩体上开钻钻孔；在安装前按规范要求将渗压计进行检验和浸泡，并外包砂包，然后将渗压计置于花孔管内，渗压计电缆穿过花孔管上的电缆孔并固定在花孔管上；
2)在花孔管底部装设测斜管标准底盖；将花孔管顶部与测斜管底端通过接头连接，并在花孔管与测斜管之间安设渗水板；
3)将固定好的花孔管、测斜管、渗水板、渗压计和测斜管标准底盖一起置于钻孔内，且测斜管标准底盖置于孔底，然后按地下水位管孔要求回填和注浆，安装完成。
[0015]按地下水位空管要求回填时，从孔底向上依次回填砾石段、细砂段、砾石段、膨润土段，使所述钻孔孔壁与所述测斜管中上部之间为膨润土段，所述钻孔孔壁与所述测斜管下部之间、以及所述钻孔孔壁与花孔管下部之间均为细砂段；所述钻孔孔壁与花孔管上部之间、以及所述钻孔孔壁与测斜管标准底盖之间均为砂石段。
[0016]所述测斜管为分段式测斜管，相连两段之间通过接头相连；所述渗水板安装在最下段测斜管的底部；安装时，每安装一段测斜管，则将渗压计电缆与该段测斜管固定，然后再安装下一段测斜管，直至测斜管标准底盖置于钻孔孔底。
[0017]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明除保留了测斜管孔功能外，同样具有测压管孔功能，地下水可顺利进行花孔管，使渗压计正常工作，地下水同时通过渗水板进入测斜管孔内，其水位也可采用水位测量仪器测量地下水位，适合了岩土工程安全监测的测斜管孔和测压管孔结合布置特定条件。结构简单、工作原理清晰、成本明显降低、效果好。
[0018]以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明一个实施例的结构原理图。
[0020]在图中:
I一标准测斜管，2—测斜管标准接头，3一渗水板,4一花孔管,5—渗压计电缆，6—渗压计，7—花孔管花孔，8一渗压计砂包,9一测斜管标准底盖，10一I父带，11一电缆保护管，12—钻孔，13 一岩体，14 一碌石段，15 一细砂段，16 一膨润土段。
【具体实施方式】
[0021]一种测斜孔渗压计装置，如图1所示，由标准测斜管1、测斜管标准接头2、置于标准接头间的渗水板3、花孔管4和测斜管标准底盖9组成，所述标准测斜管I为分段式测斜管，每段采用标准接头2连接；所述测斜管标准接头2为分段式标准测斜管I连接；所述渗水板3为PVC或铝质或ABS圆形板，板中钻有圆孔，置于最下节测斜管I与花孔管4接头之间，既能使花孔管4内的地下水进行测斜管，又能阻止监测时测斜仪测头继续下行；所述花孔管4为标准测斜管I加工而成；在整管均匀加工花孔管花孔7，用于管外地下水进入管内，并在下部加工渗压计电缆孔，用于渗压计电缆5穿入；所述测斜管标准底盖9用于安装时导向并置于孔底。
[0022]测斜孔安装渗压计方法如下:先加工眼状板3和花孔管4，并按规范要求将渗压计6安装前的检验和浸泡，并按要求外包砂包8，并将其置于花孔管4内，渗压计电缆5穿过电缆孔置于花孔管4外，穿管时加电缆保护管11加以保护，并用胶带10与花孔管4捆扎在一起，走向向上，再安装测斜管标准底盖9，花孔管4上部与标准测斜管I采用标准接头2连接，连接时将渗水板3置于两管之间并采用万能胶将接头凝固，至此，测斜孔渗压计装置已安装完成。接下按常规测斜管安装程序安装，唯一区别的是每安装一节测斜管需要将渗压计电缆5与标准测斜管I进行捆扎，直至测斜管标准底盖9置于孔底，之后按地下水位孔管要求要求回填和注浆，依次回填砾石段14、细砂段15、砾石段14、膨润土段16后再行注浆直至注浆段完成，即完成了安装了渗压计的测斜管的安装工作。
[0023]以下某实例对本发明作进一步的描述。
[0024]长江某单跨简支钢箱梁悬索特大桥南岸为隧道锚结构，在隧道施工过程中，对隧道，隧道锚围岩地质条件较差，且洞室开挖断面较大(最大达20m X 22m)，斜洞坡度大(46° )，洞室间距小(最小Sm)。考虑围岩地质条件的复杂性、岩体性态的不确定性、以及施工因素的影响，在施工阶段对周边岩体进行了工程安全监测，监测项目中包括测斜管孔和地下水位管孔监测，原设计测斜管孔和地下水位管孔分别布置的，应用了本发明技术方案，合二为一。
[0025]钻孔为Φ90mm孔,深度40.8m,孔壁完好,具备测斜管安装条件。测斜管为C>70mm的PVC标准测斜管1，并配置相同材质的及标准底盖9，管长2m，数量为21根标准测斜管1、20个标准接头2和I个标准底盖9。
[0026]花孔管4采用标准测斜管I加工,长度3.2m,四周密布Φ6_圆孔,错位布置，圆孔穿透管壁，离顶部300mm处钻Φ20圆孔，用于渗压计电缆5穿过。渗水板3采用PVC板加工，厚度1mm,加成为Φ70圆形板,并在板上钻ΦΙΟι?πι孔若干。并准备螺钉、万能胶、胶带等材料和测斜管安装辅助工具。
[0027]按规范要求将渗压计6安装前的检验和浸泡，并按要求外包砂包8，并将其置于花孔管4内，渗压计6测头向下，渗压计电缆5穿过电缆孔置于花孔管4外，穿管时加电缆保护管11加以保护，并用胶带10与花孔管4捆扎在一起，走向向上，捆扎之前将包有砂包8的渗压计6调整到花孔管4管底，再安装测斜管标准底盖9，花孔管4上部与标准测斜管I采用标准接头2连接，连接时将渗水板3置于两管之间并采用万能胶将接头凝固，至此，测斜孔渗压计装置已安装完成。
[0028]接下来按常规测斜管安装程序安装，唯一区别的是每安装一节测斜管需要将渗压计电缆5与标准测斜管I进行捆扎，直至测斜管标准底盖9置于孔底，之后按地下水位孔管要求要求回填和注浆，依次回填砾石段14、细砂段15、砾石段14、膨润土段16后再行注水泥浆直至注浆段，其中第一砾石段14段长80cm、细砂段15段长80cm、第二砾石段14段长60cm、膨润土段16段长100cm，共计320cm，此为地下水位孔段；膨润土段以上至孔口，回填水泥砂浆，此为测斜孔段；膨润土的作用是防止上部的水泥砂浆进入地下水位孔段。至此渗压计的测斜管的安装工作，并常规进行了孔口保护。
[0029]全部安装完成后进行首次监测，测斜管孔采用测斜仪观测，地下水位采用读数仪读取渗压计6的读数并水压换算成水头测量地下水位高程，同时也采用了人工水位计进行了测量，相互验证。经试验，一种测斜孔安装渗压计方法和装置能在测斜孔内安装渗压计，妥善解决测斜管孔和地下水位管孔两孔合一的问题。有如下长足之处:
1)、结构简单、成本低、安装简便；
2)、测斜和地下水位监测两个功能同时实现，互不影响，也不影响监测精度；
3)、适合了岩土工程监测的特定条件，即测斜管和地下水位管布置同一位置。
[0030]上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
【权利要求】
1.一种测斜孔渗压计装置，有钻孔(12);其特征在于，所述钻孔(12)内设有测斜管(I)、渗水板(3)、花孔管(4)和测斜管标准底盖(9);所述渗水板(3)安装于测斜管(I)的底部与花孔管(4)顶部之间，用于分隔测斜管(I)和花孔管(4);所述花孔管(4)管内装有渗压计(6 )，该花孔管(4 )的底部安装有测斜管标准底盖(9 )。
2.根据权利要求1所述的测斜孔渗压计装置，其特征在于，所述钻孔(12)孔壁与所述测斜管(I)、渗水板(3)、花孔管(4)、测斜管标准底盖(9)之间设有填充物。
3.根据权利要求1所述的测斜孔渗压计装置，其特征在于，所述钻孔(12)孔壁与所测斜孔渗压计装置之间的填充物自孔底至装置顶部依次为砂石段(14)、细砂段(15)、砂石段(14)和膨润土段(16)。
4.根据权利要求1-3之一所述的测斜孔渗压计装置，其特征在于，所述测斜管(I)为分段式测斜管，相连两段之间通过接头(2)相连；所述渗水板(3)安装在最下段测斜管的底部。
5.根据权利要求1-3之一所述的测斜孔渗压计装置，其特征在于，所述渗水板(3)为PVC板或招质板或ABS板,板上开有若干渗水孔。
6.一种测斜孔渗压计装置的安装方法，其特征在于，包括如下步骤: I)在岩体(13)上开钻钻孔(12);在安装前按规范要求将渗压计(6)进行检验和浸泡，并外包砂包(8 )，然后将渗压计(6 )置于花孔管(4 )内，渗压计电缆(5 )穿过花孔管(4 )上的电缆孔并固定在花孔管(4)上； 2 )在花孔管(4 )底部装设测斜管标准底盖(9 );将花孔管(4 )顶部与测斜管(I)底端通过接头(2 )连接，并在花孔管(4 )与测斜管(I)之间安设渗水板(3 ); 3)将固定好的花孔管(4)、测斜管(I)、渗水板(3)、渗压计(6)和测斜管标准底盖(9) 一起置于钻孔(12)内，然后按地下水位管孔要求回填和注浆，安装完成。
7.根据权利要求6所述测斜孔渗压计装置的安装方法，其特征在于，按地下水位管要求回填时，从孔底向上依次回填砾石段(14)、细砂段(15)、砾石段(14)、膨润土段(16)。
【文档编号】E21B47/06GK104329076SQ201410677877
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月24日 优先权日:2014年11月24日
【发明者】邱山鸣, 黄太平 申请人:中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司