一种岩土勘察用承压水观测装置的制作方法

本技术涉及工程勘察与水文地质勘察设备，特别是涉及一种岩土勘察用承压水观测装置。

背景技术：

1、岩土勘察过程中，往往需要测定承压含水层的承压水水位，以此来计算承压水突涌稳定性，便于设计、施工确定相关参数和制定施工方案，特别是对于深基坑工程，必须考虑承压水突涌问题。岩土土层从上到下一般分为：上部潜水层、上部隔水层、承压水含水层、下部隔水层。

2、目前，在勘察过程中，承压水水位的观测方法主要是利用钻机成孔，然后将pvc管涉及含水层部分穿成小眼，用滤网包裹之后把pvc管埋入承压含水层中，再用膨润土或细砂填满孔壁与水管之间的空隙，将上部潜水层与含水层隔绝，承压水通过水管上升至水管顶部，进行量测、记录水位。

3、但是当前承压水观测装置及方法主要存在以下问题：

4、1、利用膨润土或细砂填充pvc管与钻孔孔壁间隙效果不好，甚至当上部黏土层太厚、太软时，填充材料(膨润土或细砂)大多都没法下沉到隔水层，无法起到隔水作用，导致观测失败。

5、2、需要投入的材料成本较高，每次观测都需要购买材料，如pvc管、膨润土、细砂、粘合剂、滤网等，不能重复利用，且pvc管大多无法拔出，遗留在孔内，产生大量塑料垃圾。

6、3、水位量测方式都是通过人工用绳索或者卷尺量测记录，人为误差较大。

7、4、深度较大时pvc管下沉过程中遇到阻力较大，往往一次不能成功到位，需多次才能下沉到观测位置。

8、针对现有技术中存在的问题，本领域技术人员需要设计一种岩土勘察用承压水观测装置。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种可重复利用、测水钢管易于下沉入钻孔、隔水效果好的岩土勘察用承压水观测装置。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种岩土勘察用承压水观测装置，应用于岩土勘察作业中观测承压水位；包括测水钢管、若干个隔水部件、若干个伸缩驱动件、以及控制器，装置安装前已开设钻孔，所述测水钢管下沉入钻孔中，所述测水钢管的外壁上开设有凹槽；所述隔水部件包括密封环、以及弹性防水膜，所述密封环分为若干个圆弧节段，若干个圆弧节段设置在凹槽中；所述弹性防水膜包覆若干个圆弧节段、且弹性防水膜的一端与凹槽的槽壁固定连接；若干个所述伸缩驱动件设置在测水钢管中，伸缩驱动件与圆弧节段传动连接，所述圆弧节段通过伸缩驱动件带动弹性防水膜抵接在钻孔的孔内壁上；所述测水钢管的外壁上还开设有若干个渗水孔；所述控制器与伸缩驱动件连接。

3、优选的，所述岩土层从上到下分为上部潜水层、上部隔水层、承压水含水层、下部隔水层，所述圆弧节段通过伸缩驱动件带动弹性防水膜抵接在上部隔水层、或上部隔水层和下部隔水层处的钻孔孔内壁上。

4、优选的，所述渗水孔设置在测水钢管上的位置与测水钢管下沉入钻孔中承压水含水层的深度相适应；所述渗水孔的外周还设置有过滤件。

5、优选的，所述岩土勘察用承压水观测装置还包括基座，所述基座设置在测水钢管中，所述基座与测水钢管内壁之间通过固定杆连接；所述伸缩驱动件包括动力源、以及伸缩杆，所述动力源固定在基座上，所述伸缩杆一端与动力源连接，另一端贯穿凹槽处的测水钢管管壁并与圆弧节段连接；所述控制器与动力源连接。

6、优选的，所述伸缩杆贯穿测水钢管管壁的外周上还设置有防水密封圈。

7、优选的，所述动力源采用直线电机，或伸缩气缸。

8、优选的，所述测水钢管采用钢制材质制成。

9、优选的，所述测水钢管的底端设置为锥形。

10、优选的，所述岩土勘察用承压水观测装置还包括压力水位计，所述压力水位计设置在测水钢管中，所述压力水位计与控制器通讯连接，用于检测承压水含水层的承压水水位。

11、如上所述，本实用新型涉及的岩土勘察用承压水观测装置，具有以下有益效果：

12、1、本实用新型中的密封环由若干个圆弧节段构成，设置在测水钢管外壁的凹槽中，即当测水钢管下沉到钻孔中时，不会出现刮蹭到钻孔内壁的情况，当测水钢管下沉到预定位置后，通过控制器启动伸缩驱动件，伸缩驱动件将圆弧节段向外推，直至抵接在钻孔的孔内壁上，圆弧节段包覆的弹性防水膜对上部潜水层中的水进行阻挡，避免上部潜水层的水经过钻孔与测水钢管之间的孔隙进入到渗水孔中。

13、2、本实用新型中的测水钢管采用钢材制成，相对于现有技术中采用常用的pvc管，更容易从钻孔中拔出并且可以重复利用，减少塑料垃圾、以及降低成本。

14、3、本实用新型中测水钢管上渗水孔的外周设置有过滤网，过滤网能够有效过滤泥沙，避免渗水孔被堵塞，保证承压水水位观测的精确性。

15、4、本实用新型中测水钢管底端设置为锥形，测水钢管在钻孔中下沉的过程中遇到的阻力较小，更容易一次性成功。

16、5、本实用新型还可以在测水钢管中设置压力水位计，解决现有技术中人工通过绳索或卷尺测量水位所导致误差较大的问题。

技术特征：

1.一种岩土勘察用承压水观测装置，应用于岩土勘察作业中观测承压水位；其特征在于：包括测水钢管(1)、若干个隔水部件、若干个伸缩驱动件、以及控制器，岩土中开设有钻孔(16)，所述测水钢管(1)下沉入钻孔(16)中，所述测水钢管(1)的外壁上开设有凹槽(2)；所述隔水部件包括密封环(3)、以及弹性防水膜(4)，所述密封环(3)分为若干个圆弧节段，若干个圆弧节段设置在凹槽(2)中；所述弹性防水膜(4)包覆若干个圆弧节段、且弹性防水膜(4)的一端与凹槽(2)的槽壁固定连接；若干个所述伸缩驱动件设置在测水钢管(1)中，伸缩驱动件与圆弧节段传动连接，所述圆弧节段通过伸缩驱动件带动弹性防水膜(4)抵接在钻孔(16)的孔内壁上；所述测水钢管(1)的外壁上还开设有若干个渗水孔(10)；所述控制器与伸缩驱动件连接。

2.根据权利要求1所述的岩土勘察用承压水观测装置，其特征在于：岩土层从上到下分为上部潜水层(12)、上部隔水层(13)、承压水含水层(14)、下部隔水层(15)，所述圆弧节段通过伸缩驱动件带动弹性防水膜(4)抵接在上部隔水层(13)、或上部隔水层(13)和下部隔水层(15)处的钻孔(16)孔内壁上。

3.根据权利要求2所述的岩土勘察用承压水观测装置，其特征在于：所述渗水孔(10)设置在测水钢管(1)上的位置与测水钢管(1)下沉入钻孔(16)中承压水含水层(14)的深度相适应；所述渗水孔(10)的外周还设置有过滤件(11)。

4.根据权利要求1所述的岩土勘察用承压水观测装置，其特征在于：还包括基座(7)，所述基座(7)设置在测水钢管(1)中，所述基座(7)与测水钢管(1)内壁之间通过固定杆(6)连接；所述伸缩驱动件包括动力源(8)、以及伸缩杆(5)，所述动力源(8)固定在基座(7)上，所述伸缩杆(5)一端与动力源(8)连接，另一端贯穿凹槽(2)处的测水钢管(1)管壁并与圆弧节段连接；所述控制器与动力源(8)连接。

5.根据权利要求4所述的岩土勘察用承压水观测装置，其特征在于：所述伸缩杆(5)贯穿测水钢管(1)管壁的外周上还设置有防水密封圈(9)。

6.根据权利要求4所述的岩土勘察用承压水观测装置，其特征在于：所述动力源(8)采用直线电机，或伸缩气缸。

7.根据权利要求1所述的岩土勘察用承压水观测装置，其特征在于：所述测水钢管(1)采用钢制材质制成。

8.根据权利要求1所述的岩土勘察用承压水观测装置，其特征在于：所述测水钢管(1)的底端设置为锥形。

9.根据权利要求1所述的岩土勘察用承压水观测装置，其特征在于：还包括压力水位计，所述压力水位计设置在测水钢管(1)中，所述压力水位计与控制器通讯连接，用于检测承压水含水层(14)的承压水水位。

技术总结
本技术提供一种岩土勘察用承压水观测装置，应用于岩土勘察作业中观测承压水位；包括测水钢管、若干个隔水部件、若干个伸缩驱动件以及控制器，装置安装前已开设钻孔，测水钢管下沉入钻孔中，测水钢管的外壁上开设有凹槽；隔水部件包括密封环、以及弹性防水膜，密封环分为若干个圆弧节段，若干个圆弧节段设置在凹槽中；弹性防水膜包覆若干个圆弧节段、且弹性防水膜的一端与凹槽的槽壁固定连接。本技术测水钢管下沉到预定位置后，控制器启动伸缩驱动件，伸缩驱动件将圆弧节段向外推，直至抵接在钻孔的孔内壁上，圆弧节段包覆的弹性防水膜对上部潜水层中的水进行阻挡，避免上部潜水层的水经过钻孔与测水钢管之间的间隙进入到含水层中。

技术研发人员：王浩,陈毅,许凯凯,张雄,林必明,徐柏龙,刘光生,郭宪立
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20230703
技术公布日：2024/3/11