現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及巖土體滲透性原位測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。本發(fā)明公開的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，包括鉆孔，所述鉆孔包括試驗(yàn)段，在所述試驗(yàn)段安裝了過濾器；還包括套管，所述套管的外壁緊貼所述鉆孔的內(nèi)壁，套管的底部位于試驗(yàn)段的頂部；還包括工作管、止水環(huán)和孔底墊層。由于在試驗(yàn)段安裝了過濾器，能夠防止試驗(yàn)段所在巖土層塌孔，從而提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度；由于設(shè)置了工作管、止水環(huán)和孔底墊層，可以明確試驗(yàn)段，進(jìn)一步提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
【專利說明】
現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及巖土體滲透性原位測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆孔注水試驗(yàn)是通過鉆孔向試驗(yàn)段注水，保證固定水頭高度量測(cè)注入巖土層的水量或量測(cè)水頭高度與試驗(yàn)時(shí)間的變化率，以確定巖土層的滲透系數(shù)的原位試驗(yàn)方法。
[0003]傳統(tǒng)的鉆孔注水試驗(yàn)試驗(yàn)段如位于遇松散巖土體中，容易造成孔壁坍塌，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大的影響，導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)重失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種能夠提高測(cè)試準(zhǔn)確度的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，包括鉆孔，所述鉆孔包括試驗(yàn)段，其特征在于:在所述試驗(yàn)段安裝了過濾器。
[0006]進(jìn)一步的是，過濾器的長(zhǎng)度不小于試驗(yàn)段的長(zhǎng)度，過濾器的底部與試驗(yàn)段的底部齊平。
[0007]進(jìn)一步的是，還包括套管，所述套管的外壁緊貼所述鉆孔的內(nèi)壁，套管的底部位于試驗(yàn)段的頂部。
[0008]進(jìn)一步的是，還包括工作管，所述工作管位于套管內(nèi)，工作管的直徑比套管的直徑小，工作管的底部與過濾器的頂部密封連接。
[0009]進(jìn)一步的是，在試驗(yàn)段的頂部附近的套管與工作管之間設(shè)置有止水環(huán)。
[0010]進(jìn)一步的是，在試驗(yàn)段以下的孔段回填有孔底墊層。
[0011]進(jìn)一步的是，所述孔底墊層的土體類別及密實(shí)度與試驗(yàn)段所在巖土體的土體類別及密實(shí)度一致。
[0012]進(jìn)一步的是，還包括用于向鉆孔內(nèi)注水的注水管，注水管的管頭位于試驗(yàn)段的中部。
[0013]進(jìn)一步的是，工作管頂部管口高于鉆孔孔口。
[0014]進(jìn)一步的是，注水管為軟管。
[0015]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)方法，包括如下步驟
[0016]A.用鉆機(jī)鉆孔，在鉆孔過程中，向孔內(nèi)下套管，套管外壁緊貼鉆孔內(nèi)壁；
[0017]B.繼續(xù)鉆孔，形成試驗(yàn)段，保證套管的底部位于試驗(yàn)段的頂部；
[0018]C.若鉆孔孔深超過試驗(yàn)段底部，對(duì)試驗(yàn)段下部空腔進(jìn)行回填形成孔底墊層，且孔底墊層的土體類別及密實(shí)度與試驗(yàn)段所在巖土體的土體類別及密實(shí)度一致；
[0019]D.在試驗(yàn)段部位安裝過濾器，過濾器的長(zhǎng)度不小于試驗(yàn)段的長(zhǎng)度，過濾器的底部與試驗(yàn)段的底部齊平，過濾器頂部密封連接有工作管，工作管的直徑小于套管的直徑，工作管頂部管口高于鉆孔孔口；
[0020]E.在試驗(yàn)段頂部附近，套管與工作管之間安裝止水環(huán)，并確保止水效果；
[0021]F.向鉆孔內(nèi)部安裝連接供水設(shè)備的注水管，保證注水管出水口位于試驗(yàn)段的中部；
[0022]G.注水管進(jìn)口附近安裝測(cè)試設(shè)備；
[0023]H.完成A?G操作后，再依次進(jìn)行洗孔、地下水位量測(cè)、注水觀測(cè)及記錄、試驗(yàn)資料整理及滲透系數(shù)計(jì)算。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:由于在試驗(yàn)段安裝了過濾器，能夠防止試驗(yàn)段所在巖土層垮塌，并能夠防止松散顆粒進(jìn)入試驗(yàn)段，從而提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度；由于設(shè)置了套管，可以提高孔壁的穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度；由于設(shè)置了工作管、止水環(huán)和孔底墊層，可以明確試驗(yàn)段，進(jìn)一步提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖；
[0026]圖中零部件、部位及編號(hào):鉆孔100、試驗(yàn)段1、過濾器2、套管3、工作管4、止水環(huán)5、孔底墊層6、注水管7、管頭71、供水設(shè)備8、測(cè)試設(shè)備9。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明所涉及的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置包括鉆孔100，所述鉆孔100包括試驗(yàn)段1，在所述試驗(yàn)段I安裝了過濾器2，過濾器2的頂部密封連接工作管4，為了保證過濾器2與工作管4連接的封閉性，可以在它們之間的連接部位設(shè)置止水裝置;在試驗(yàn)段I以上的孔段安裝有套管3，套管3的外壁緊貼鉆孔100的內(nèi)壁，以對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)，提高鉆孔100的穩(wěn)定性;工作管4的直徑比套管3的直徑小，且位于套管3內(nèi)，工作管4的作用是將注入鉆孔100內(nèi)的水隔離在工作管內(nèi)，以明確試驗(yàn)段I，即使注入鉆孔100內(nèi)的水只從試驗(yàn)段I往巖土體內(nèi)滲透，以提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。過濾器2—方面可以提高試驗(yàn)段I的孔壁的穩(wěn)定性，另一方面能夠防止試驗(yàn)段I所在巖土層的松散顆粒進(jìn)入試驗(yàn)段I內(nèi)，從而提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。過濾器的類型需要根據(jù)試驗(yàn)段巖土體性質(zhì)確定，對(duì)于軟巖、半堅(jiān)硬不穩(wěn)定巖、構(gòu)造破碎帶、裂隙密集帶等巖土體，優(yōu)選骨架過濾器或花管;對(duì)于卵(碎)石、圓(角)礫、粗砂、中砂類巖土體，優(yōu)選包網(wǎng)過濾器或纏絲過濾器;對(duì)于細(xì)砂、粉細(xì)砂、粉土、黏土類巖土體，優(yōu)選填爍過濾器。
[0029]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，過濾器2的長(zhǎng)度不小于試驗(yàn)段I的長(zhǎng)度，過濾器2的底部與試驗(yàn)段I的底部齊平。這樣設(shè)置的目的是為了保證整個(gè)試驗(yàn)段I內(nèi)均有過濾器2，從而保證整個(gè)試驗(yàn)段I均不會(huì)進(jìn)入松散顆粒，提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0030]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，套管3的底部位于試驗(yàn)段I的頂部。套管3的作用是增強(qiáng)試驗(yàn)段I以上部位的鉆孔100的穩(wěn)定性，將套管3的底部位于試驗(yàn)段I的頂部，可以保證套管3與試驗(yàn)段I之間不留任何不受保護(hù)的孔壁，從而保證試驗(yàn)段I以上的孔壁不會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。
[0031]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在試驗(yàn)段I的頂部附近的套管3與工作管4之間設(shè)置有止水環(huán)5。由于套管3與工作管4之間存在間隙，若不在套管3與工作管4之間設(shè)置止水結(jié)構(gòu)，注入試驗(yàn)段I的水將從過濾器2滲透出進(jìn)而進(jìn)入套管3與工作管4之間的間隙內(nèi)，從而影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。在套管3與工作管4之間設(shè)置止水環(huán)5后，可以防止注水進(jìn)入套管3與工作管4之間的間隙內(nèi)，從而提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0032]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在安裝注水管7時(shí)，保證注水管7的管頭71位于試驗(yàn)段I的中部。此處所述中部是指試驗(yàn)段I的軸線的中點(diǎn)，即注水管7的管頭71位于試驗(yàn)段I中部橫截面的圓心處。這樣設(shè)置注水管7可以保證注入I內(nèi)的水量在各個(gè)方向上都均勻，注水對(duì)試驗(yàn)段I的孔壁所產(chǎn)生的壓力均衡，可以保證試驗(yàn)段I孔壁的穩(wěn)定性。優(yōu)選的，注水管7為軟管，軟管可以減小安裝過程中因注水管7觸碰工作管4的管壁或者套管3的管壁或者孔壁產(chǎn)生的沖擊力。
[0033]在鉆孔時(shí)，若鉆孔孔深超過試驗(yàn)段I的底部，將對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。因此，當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，需要將試驗(yàn)段I以下的孔段進(jìn)行回填，以形成孔底墊層6。為了保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，孔底墊層6的回填材料選擇試驗(yàn)段I所在巖土體層的巖土，最好保證孔底墊層6巖土體的密實(shí)度等性狀與試驗(yàn)段I所在巖土體密實(shí)度等性狀均一致，從而確保測(cè)試是針對(duì)特定的巖土層進(jìn)行的。
[0034]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，工作管4頂部管口高于鉆孔100孔口。這樣設(shè)置工作管4可以在試驗(yàn)段I所在巖土體的滲透性較差時(shí)，防止注入的水水位過高進(jìn)而從工作管4的頂部管口漫出進(jìn)而進(jìn)入套管3與工作管4之間的間隙內(nèi)。
[0035]本發(fā)明所涉及的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)方法，包括如下步驟
[0036]A.用鉆機(jī)鉆孔，在鉆孔過程中，向孔內(nèi)下套管3，套管3外壁緊貼鉆孔100內(nèi)壁；
[0037]B.繼續(xù)鉆孔，形成試驗(yàn)段I，保證套管3的底部位于試驗(yàn)段I的頂部；
[0038]C.若鉆孔100孔深超過試驗(yàn)段I底部，對(duì)試驗(yàn)段I下部空腔進(jìn)行回填形成孔底墊層6，且孔底墊層6的巖土體類別及密實(shí)度與試驗(yàn)段I所在巖土體類別及密實(shí)度一致；
[0039]D.在試驗(yàn)段I部位安裝過濾器2，過濾器2的長(zhǎng)度不小于試驗(yàn)段I的長(zhǎng)度，過濾器2的底部與試驗(yàn)段I的底部齊平，過濾器2頂部密封連接有工作管4，工作管4的直徑小于套管3的直徑，工作管4頂部管口高于鉆孔100孔口 ；
[0040]E.在試驗(yàn)段I頂部附近，套管3與工作管4之間安裝止水環(huán)5，并確保止水效果；
[0041]F.向鉆孔100內(nèi)部安裝連接供水設(shè)備8的注水管7，保證注水管7出水口位于試驗(yàn)段I的中央；
[0042]G.注水管7進(jìn)口附近安裝測(cè)試設(shè)備；
[0043]H.完成A?G操作后，再依次進(jìn)行洗孔、地下水位量測(cè)、注水觀測(cè)及記錄、試驗(yàn)資料整理及滲透系數(shù)計(jì)算。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，包括鉆孔(100)，所述鉆孔(100)包括試驗(yàn)段(I)，其特征在于:在所述試驗(yàn)段(I)安裝了過濾器(2)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，其特征在于:過濾器(2)的長(zhǎng)度不小于試驗(yàn)段(I)的長(zhǎng)度，過濾器(2)的底部與試驗(yàn)段(I)的底部齊平。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括套管(3)，所述套管(3)的外壁緊貼所述鉆孔(100)的內(nèi)壁，套管(3)的底部位于試驗(yàn)段(I)的頂部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括工作管(4)，所述工作管(4)位于套管(3)內(nèi)，工作管(4)的直徑比套管(3)的直徑小，工作管(4)的底部與過濾器(2)的頂部密封連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，其特征在于:在試驗(yàn)段(I)的頂部附近的套管(3)與工作管(4)之間設(shè)置有止水環(huán)(5)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，其特征在于:在試驗(yàn)段(I)以下的孔段回填有孔底墊層(6)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述孔底墊層(6)的土體類別及密實(shí)度與試驗(yàn)段(I)所在巖土體的土體類別及密實(shí)度一致。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，其特征在于:還包括用于向鉆孔(100)內(nèi)注水的注水管(7)，注水管(7)的管頭(71)位于試驗(yàn)段(I)的中部。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)裝置，其特征在于:工作管(4)頂部管口高于鉆孔(100)孔口。10.現(xiàn)場(chǎng)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)注水試驗(yàn)方法，其特征在于:包括如下步驟 A.用鉆機(jī)鉆孔，在鉆孔過程中，向孔內(nèi)下套管(3)，套管(3)外壁緊貼鉆孔(100)內(nèi)壁； B.繼續(xù)鉆孔，形成試驗(yàn)段(I)，保證套管(3)的底部位于試驗(yàn)段(I)的頂部； C.若鉆孔(100)孔深超過試驗(yàn)段(I)底部，對(duì)試驗(yàn)段(I)下部空腔進(jìn)行回填形成孔底墊層(6)，且孔底墊層(6)的土體類別及密實(shí)度與試驗(yàn)段(I)所在巖土體的土體類別及密實(shí)度一致； D.在試驗(yàn)段(I)部位安裝過濾器(2)，過濾器(2)的長(zhǎng)度不小于試驗(yàn)段(I)的長(zhǎng)度，過濾器(2)的底部與試驗(yàn)段(I)的底部齊平，過濾器(2)頂部密封連接有工作管(4)，工作管(4)的直徑小于套管(3)的直徑，工作管(4)頂部管口高于鉆孔(100)孔口； E.在試驗(yàn)段(I)頂部附近，套管(3)與工作管(4)之間安裝止水環(huán)(5)，并確保止水效果； F.向鉆孔(100)內(nèi)部安裝連接供水設(shè)備(8)的注水管(7)，保證注水管(7)出水口位于試驗(yàn)段(I)的中央； G.注水管(7)進(jìn)口附近安裝測(cè)試設(shè)備(9); H.完成A?G操作后，再依次進(jìn)行洗孔、地下水位量測(cè)、注水觀測(cè)及記錄、試驗(yàn)資料整理及滲透系數(shù)計(jì)算。
【文檔編號(hào)】E02D1/02GK105951704SQ201610334320
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】彭仕雄, 杜文樹, 蘇建明, 祝華平, 劉邑飛
【申請(qǐng)人】中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司