[發明專利]一種自鉆式承壓水頭原位測試裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201610623250.X
• 申請日: 2016-08-02
• 公開（公告）號: CN106323534B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 童立元;張明飛;孟長江;萬義輝;郭俊;車鴻博
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01L11/00
• 分類號: G01L11/00;G01L19/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

本發明公開了一種自鉆式承壓水頭原位測試新裝置及其使用方法，包括鉆進系統，膨脹機構及測試系統；切削刃安裝于外層套管底端，鉆頭連接于內層鉆桿底端，膨脹機構固定在外層套管中下部特定位置，滲壓計在測試時內置于內層鉆桿下端，外層套管及內層鉆桿下端為開孔花管，內襯透水鋼濾網。本發明通過內層鉆桿/外層套管的協同工作實現自主鉆進到特定含水層位置，減少對地層的擾動，并通過外層套管上膨脹機構的膨脹實現對上下含水層的密封阻隔，并通過內置的滲壓計實現對承壓水水頭的測試，進而實現對不同含水層水頭的有效測試，解決了現有預鉆式成孔觀測承壓水頭精度低、效率低、不可靠的技術難題。

技術領域

本發明屬于土木建筑、交通工程、環境工程技術領域，具體涉及一種自鉆式承壓水頭原位測試裝置及其使用方法。

背景技術

城市地下空間開發涉及到的工程地質體往往是一個包含了潛水含水層和多個承壓含水層的地下水循環系統，因此深基坑與地下工程減壓降水成為影響施工安全、施工效率的重要環節，也一直是工程建設中的難題之一，而準確可靠的對地下多層含水層承壓水頭進行可靠測試更是降水設計的關鍵。

目前國內外對地下承壓水位的測試主要采用鉆孔觀測的方法，需要在一個已經鉆好的測試孔中安裝套管，然后采用水位計觀測套管內水位，但實際操作時，需要采用粘土球對套管外側含水層處上下進行封堵，在此過程中，常常由于黏土球在下行過程中遇水膨脹難以到達預定位置，導致封閉位置錯誤或封閉效果不好，甚至造成上下含水層地下水的聯通，水頭測試變成了靜止水位或混合水位的測試，或者封閉位置偏差，影響測試的可靠性，甚至測試失敗，進而導致降水設計不可靠，甚至給工程留下事故隱患。

鑒于上述原因，迫切需要研發一種能夠對地下多層承壓水頭進行快速、有效測試的新手段，為基坑與地下工程降水設計及控制提供可靠數據，減小基坑與地下工程地下水事故的發生概率。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明針對現有地下多層含水層承壓水頭測試方法的不足，本發明提出一種地下承壓水頭原位測試新裝置及其使用方法，以解決基坑與地下工程降水設計承壓水頭難以可靠測試的技術問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種自鉆式承壓水頭原位測試裝置，包括鉆進系統、膨脹機構及測試系統，其中，

所述鉆進系統包括豎直方向的內層中空鉆桿及其外部的外層套管，所述外層套管的頂部低于所述內層中空鉆桿的頂部，所述內層中空鉆桿和外層套管之間形成環形腔，所述內層中空鉆桿、環形腔與外設的水箱、水泵依次連接，形成液體循環系統；所述外層套管的底端為切削刃，所述內層中空鉆桿的底端連接鉆頭；所述內層中空鉆桿和外層套管的下端為開孔花管，內襯透水鋼濾網；

所述膨脹機構包括固定設置在所述外層套管中下部、所述開孔花管上方位置外側的膨脹膜，所述膨脹膜通過輸送管路與高壓儲存瓶連接；

所述測量系統包括內置于所述內層中空鉆桿中的透水鋼濾網內部的探測儀和與之連接的數據采集儀。

進一步的，所述透水鋼濾網為網片狀結構，由不銹鋼制作，采用50-60目細濾網。

進一步的，所述膨脹膜外側纏繞設置有膨脹膜保護套，所述膨脹膜保護套為均勻豎直設置的金屬薄片組成，所述金屬薄片為長條狀不銹鋼條帶，厚度2mm，寬度10mm，沿膨脹膜外圍垂直排列，間距2mm；所述膨脹膜保護套外纏上有一圈膠帶，防止金屬薄片受力變形而損壞內部的膨脹膜。

進一步的，所述內層中空鉆桿和外層套管的頂部均分別連接動力源。

進一步的，所述液體循環系統中，所述環形腔與水箱之間、水泵與內層中空鉆桿的頂部之間通過通水管路連接，所述通水管路為聚氨酯纖維增強軟管。

進一步的，所述輸送管路為聚氨酯纖維增強軟管。