[實用新型]基于壓力示蹤的基礎工程地下水參數測量系統

無效

• 申請號: 200720044306.2
• 申請日: 2007-10-22
• 公開（公告）號: CN201107416Y
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 杜國平;莊偉;莊明子;杜家佳
• 申請（專利權）人: 蘇州圣莊偉業巖土科技有限公司
• 主分類號: G01V9/00
• 分類號: G01V9/00;G01V9/02;G08C17/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司
• 代理人: 夏平;瞿網蘭

技術領域

本實用新型涉及一種基礎工程測量技術，尤其是地下水參數測量系統，具體地說是一種基于壓力示蹤的基礎工程地下水參數測量系統。

背景技術

眾所周知，水文地質參數測量涉及地下工程建設的方方面面。只要有地下水滲流就會影響到基礎工程的穩定與建設。如何保證基礎工程設計與施工，通行的辦法是室內取樣和野外現場測量兩種方法，取得不同結構地層的滲透參數。目前現場基礎工程地下水參數測量和使用的方法主要有三類：一是抽水試驗方法，它是在地下鉆一個大口徑，四周鉆幾個小口徑的水位觀測井，把潛水泵放到井中抽取地下的水量與地下水位下降的對應關系，利用襲布依抽水試驗公式計算地下水的參數；該方法的優點是傳統、悠久和簡單；缺點是花錢多、時間長、獲得的參數少。二是同位素示蹤測量法，它是通過測量天然和人工地下水滲流場的分布來計算水文地質參數；如中國專利98111509.8、98227872.1；美國專利6445187、4051368；英國專利2009921，它們的優點是測量設備輕便、測點多，測量精度較高；缺點是同位素示蹤測量對環境和人類有一定的影響。三是工程界普遍采用的大壩鉆孔灌漿法，即沿壩頂密布三排或更多排深度至壩基的鉆孔，然后，逐孔、逐段進行壓力灌漿，填補壩體內有孔隙部分，以增強大壩的整體密度，減小其滲透性，阻止大壩繼續滲漏。優點是施工工藝簡單，技術要求不高，一般的工程隊都能施工，對滲漏量不大的均質性土壩，能夠取得一定的灌漿效果；缺點是耗資太大，大壩一次性灌漿費用在千萬至數千萬元不等，且鉆孔眾多并施加較大的壓力灌漿，對壩體有一定的損傷。水文地質勘察是點的觀察與測試的科學，測點密度越大，測量精度越高。傳統抽水試驗方法很難提高點的密度，所取得的參數在質量，特別在數量上滿足不了目前水文地質評價和計算方法的需要。隨著國民經濟建設的高速發展，愈來愈多的工程建設對地下水滲流引起的潛在的事故隱患，提出了一系列工程滲流需要解決的技術難題。如江河堤壩的管涌滲漏、水源地的合理開采、礦山的涌水防治、公路橋涵的地下水滲流、地下鐵道的水文地質測量、高層建筑基坑的排水等測量手段提出了更高更新的要求。

僅水庫與江河堤壩的滲漏檢測就形成一個技術產業。目前世界水庫數量排在前五名的國家是中國、美國、印度、西班牙和日本，占全球水庫總量的80％。由于水庫的特殊作用，在給人們帶來巨大利益的同時，也會給人類造成災難性后果。中國現有水庫8.6萬余座，江河堤壩27萬余公里，為世界之最。從民國初到1980年有2976座水庫潰壩；瑞士在過去的175年中就有500座大壩失事。因此，有效地檢測出滲漏原因并消除其滲漏隱患，已成為世界性難題。全球約有40％的水庫大壩存在著滲漏隱患，如中國的龍羊峽、新安江、劉家峽、八盤峽、梅山、紀村、碧口、天橋、二灘、小浪底；法國的Malpasset拱壩，意大利的Vajont水庫，瑞士的Zeuzier拱壩及奧地利的Koelnbrein高拱壩等工程。為此，各國政府每年耗費巨大的資金進行滲漏水庫的修復和新的檢測方法的研究。中國的黃壁莊水庫2002年因滲漏問題維修的費用高達7億元人民幣；據悉美國修復現有病險水庫需要花費300億美元；全球消除現有大壩隱患大約耗資3000億美元。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有的地下水參數測量方法存在的投資大、周期長或對環境對有污染的問題，設計一種投資少，無污染的測量系統用于實現對地下水參數的低成本快速測量。

本實用新型的技術方案是：

一種基于壓力示蹤的基礎工程地下水參數測量系統，包括水泵1、注水管13、測量管14、壓力傳感器19、信息控制終端17和計算機18，其特征是水泵1的進水口與蓄水池0相連，其出口通過水管6與注水管13相連，注水管13的下端位于被測量基礎的含水層15中或穿過含水層底板16，當注水管13位于含水層15中時，在其與含水層15頂板相對位置處安裝有主止水栓塞7，當其穿過含水層底板16時，在其與含水層底板16相對位置處安裝有副止水栓塞6，測量管14與注水管13同深度安裝在被測量基礎上，壓力傳感器19安裝在該測量管14中，它通過有線或無線與信息控制終端17相連，信息控制終端17與計算機18相連，注水管13及測量管14位于含水層15中的部分周壁上設有透水孔。

水泵1與驅動機2相連，驅動機2同時連接有增壓泵3，增壓泵3的進口與水泵1的出口與水管6的入口相連，在水管6上安裝有流量表4和壓力表5，它們均通過有線或無線將水管6的流量值和壓力值送入計算機18中。