[發明專利]一種用于監測巖溶塌陷水氣壓力的監測井及其成井工藝

有效

• 申請號: 201410233733.X
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104005753B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 蔣小珍;雷明堂;蒙彥;戴建玲;管振德;吳遠斌;羅偉權;賈龍
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院巖溶地質研究所
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06;E21B7/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 唐智芳

技術領域

本發明涉及一種監測井，具體涉及一種用于監測巖溶塌陷水氣壓力的監測井及其成井工藝。

背景技術

巖溶塌陷是巖溶區一種常見的地質災害。在國外及我國都時有發生，導致建筑物陷落或破壞，造成交通中斷，給生命財產帶來重大損失。而塌陷的主要誘因之一為巖溶區巖溶管道中的水氣壓力變化，特別是大幅、快速或頻繁變化。

由于具有隱蔽性、突發性特點，目前巖溶塌陷區的監測工作尚無一套完善的監測方案，其監測井的選址及成井仍沿用非巖溶區的經驗，未考慮巖溶區巖溶管道及巖溶塌陷形成演化的特殊性，且現有技術中還未開展針對巖溶管道中氣壓力變化的監測工作。因此，需要尋找、設計一種新的巖溶塌陷水氣壓力的監測井，使其能夠真實反應巖溶管道中的水、氣壓力的變化條件，為巖溶塌陷的研究、監測和預警提供依據。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于監測巖溶塌陷水氣壓力的監測井及其成井工藝。本發明所述的監測井揭露了巖溶溶洞或裂隙帶，可真實反應巖溶管道裂隙中水、氣壓力的變化信息。

本發明所述的用于監測巖溶塌陷水氣壓力的監測井，包括監測鉆孔，其特征在于：

在監測鉆孔中設置有護管，所述的護管由封閉管和滲水管連接而成，所述封閉管和滲水管的連接處對應于監測鉆孔中的土-巖界面處，在該封閉管和滲水管的連接處還設置有由止水材料構成的止水環；

所述護管的封閉管的外壁止水環以上部位與監測鉆孔的內壁之間的縫隙中填充水泥砂漿；

所述護管的頂端端口設置有密封蓋。

上述技術方案中，所述的封閉管可以是管道周壁上不具有開孔的管材，優選為PVC管；所述的滲水管可以是管道周壁上開設有孔的管材，優選為PVC濾水管。

所述的止水材料與現有技術相同，優選為海帶。所述的止水環將護管的外壁與監測鉆孔的內壁之間的空隙分隔成上、下兩個腔室。

所述的保護蓋由泡沫填充劑或玻璃膠形成。所述的泡沫填充劑或玻璃膠可從市場上直接購買得到，具體可以選擇市場上銷售的賽磊那(上海)貿易有限公司生產的頂泰發泡劑、長沙大禹防水公司生產的聚氨酯填縫發泡膠、青島金固友建材有限公司生產的發泡膠、道康寧(中國)投資有限公司生產的道康寧玻璃膠、西卡(中國)有限公司生產的西卡玻璃膠或成都硅寶科技股份有限公司生產的硅寶玻璃膠等。

本發明還提供上述用于監測巖溶塌陷水氣壓力的監測井的成井工藝，包括以下步驟：

1)確定監測井的位置；

2)鉆孔形成監測鉆孔，該監測鉆孔能夠揭露巖溶溶洞或裂隙帶，即穿過土-巖界面；

3)對形成的監測鉆孔進行抽水試驗；

4)提供由封閉管和滲水管連接而成的護管，所述護管中滲水管的高度為當護管放入監測孔洞時，使護管上封閉管和滲水管的連接處正好對應于監測鉆孔的土-巖界面處；在護管上封閉管和滲水管的連接處綁置由止水材料，將綁置有止水材料的護管放入監測鉆孔中，并使止水材料遇水膨脹形成止水環將護管外壁與監測鉆孔的內壁之間分隔成上、下兩個腔室；

5)向由護管的封閉管的外壁與監測鉆孔的內壁之間形成的上腔室中填充水泥砂漿；

6)在護管中安裝所需的儀器；

7)在護管的頂端端口形成密封保護蓋。

上述工藝中，

步驟1)中，根據已有基礎地質資料、現場地面調查，必要時可輔助物探探測，選擇下伏基巖巖溶管道、裂隙相對發育的地區，在此基礎上確定監測井的位置。

步驟2)中，按現有常規水文地質鉆探要求成孔，但需要關注土層與基巖分界面的位置，需要穿過溶洞或裂隙發育帶(鉆探漿液漏失)3～5m后方才終孔。

步驟3)中，所述的抽水試驗按現有常規方法進行。進行抽水試驗一方面可以判斷所形成的監測孔洞是否位于該區巖溶管道區，另一方面是為了清孔，疏通孔周的巖溶裂隙。

步驟4)中，所述的封閉管可以是管道周壁上不具有開孔的管材，優選為PVC管；所述的滲水管可以是管道周壁上開設有孔的管材，優選為PVC濾水管。

步驟4)中，所述的止水材料與現有技術相同，優選為干海帶。

步驟5)中，用于填充由井管的封閉管的外壁與監測鉆孔的內壁之間形成的腔室的水泥砂漿的配比與現有技術相同。

步驟6)中，為了與監測系統配合，通常需要在井管中安裝一些測量巖溶管道中水、氣的各種指標數據的儀器，如各種傳感器(如孔隙水壓力傳感器、氣壓力傳感器)等。