CN105951704A - 现场钻孔标准注水试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩土体渗透性原位测试技术领域，尤其涉及一种现场钻孔标准注水试验装置及试验方法。本发明公开的现场钻孔标准注水试验装置，包括钻孔，所述钻孔包括试验段，在所述试验段安装了过滤器；还包括套管，所述套管的外壁紧贴所述钻孔的内壁，套管的底部位于试验段的顶部；还包括工作管、止水环和孔底垫层。由于在试验段安装了过滤器，能够防止试验段所在岩土层塌孔，从而提高测试结果的准确度；由于设置了工作管、止水环和孔底垫层，可以明确试验段，进一步提高测试结果的准确度。

Description

现场钻孔标准注水试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及岩土体渗透性原位测试技术领域，尤其涉及一种现场钻孔标准注水试验装置及试验方法。

背景技术

钻孔注水试验是通过钻孔向试验段注水，保证固定水头高度量测注入岩土层的水量或量测水头高度与试验时间的变化率，以确定岩土层的渗透系数的原位试验方法。

传统的钻孔注水试验试验段如位于遇松散岩土体中，容易造成孔壁坍塌，对试验结果会产生很大的影响，导致试验结果严重失真。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够提高测试准确度的现场钻孔标准注水试验装置及试验方法。

本发明解决其技术问题所采用的现场钻孔标准注水试验装置，包括钻孔，所述钻孔包括试验段，其特征在于：在所述试验段安装了过滤器。

进一步的是，过滤器的长度不小于试验段的长度，过滤器的底部与试验段的底部齐平。

进一步的是，还包括套管，所述套管的外壁紧贴所述钻孔的内壁，套管的底部位于试验段的顶部。

进一步的是，还包括工作管，所述工作管位于套管内，工作管的直径比套管的直径小，工作管的底部与过滤器的顶部密封连接。

进一步的是，在试验段的顶部附近的套管与工作管之间设置有止水环。

进一步的是，在试验段以下的孔段回填有孔底垫层。

进一步的是，所述孔底垫层的土体类别及密实度与试验段所在岩土体的土体类别及密实度一致。

进一步的是，还包括用于向钻孔内注水的注水管，注水管的管头位于试验段的中部。

进一步的是，工作管顶部管口高于钻孔孔口。

进一步的是，注水管为软管。

本发明解决其技术问题所采用的现场钻孔标准注水试验方法，包括如下步骤

A.用钻机钻孔，在钻孔过程中，向孔内下套管，套管外壁紧贴钻孔内壁；

B.继续钻孔，形成试验段，保证套管的底部位于试验段的顶部；

C.若钻孔孔深超过试验段底部，对试验段下部空腔进行回填形成孔底垫层，且孔底垫层的土体类别及密实度与试验段所在岩土体的土体类别及密实度一致；

D.在试验段部位安装过滤器，过滤器的长度不小于试验段的长度，过滤器的底部与试验段的底部齐平，过滤器顶部密封连接有工作管，工作管的直径小于套管的直径，工作管顶部管口高于钻孔孔口；

E.在试验段顶部附近，套管与工作管之间安装止水环，并确保止水效果；

F.向钻孔内部安装连接供水设备的注水管，保证注水管出水口位于试验段的中部；

G.注水管进口附近安装测试设备；

H.完成A～G操作后，再依次进行洗孔、地下水位量测、注水观测及记录、试验资料整理及渗透系数计算。

本发明的有益效果是：由于在试验段安装了过滤器，能够防止试验段所在岩土层垮塌，并能够防止松散颗粒进入试验段，从而提高测试结果的准确度；由于设置了套管，可以提高孔壁的稳定性，进一步提高测试结果的准确度；由于设置了工作管、止水环和孔底垫层，可以明确试验段，进一步提高测试结果的准确度。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的剖视图；

图中零部件、部位及编号：钻孔100、试验段1、过滤器2、套管3、工作管4、止水环5、孔底垫层6、注水管7、管头71、供水设备8、测试设备9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

如图1所示，本发明所涉及的现场钻孔标准注水试验装置包括钻孔100，所述钻孔100包括试验段1，在所述试验段1安装了过滤器2，过滤器2的顶部密封连接工作管4，为了保证过滤器2与工作管4连接的封闭性，可以在它们之间的连接部位设置止水装置；在试验段1以上的孔段安装有套管3，套管3的外壁紧贴钻孔100的内壁，以对孔壁进行保护，提高钻孔100的稳定性；工作管4的直径比套管3的直径小，且位于套管3内，工作管4的作用是将注入钻孔100内的水隔离在工作管内，以明确试验段1，即使注入钻孔100内的水只从试验段1往岩土体内渗透，以提高测试结果的准确性。过滤器2一方面可以提高试验段1的孔壁的稳定性，另一方面能够防止试验段1所在岩土层的松散颗粒进入试验段1内，从而提高测试结果的准确度。过滤器的类型需要根据试验段岩土体性质确定，对于软岩、半坚硬不稳定岩、构造破碎带、裂隙密集带等岩土体，优选骨架过滤器或花管；对于卵(碎)石、圆(角)砾、粗砂、中砂类岩土体，优选包网过滤器或缠丝过滤器；对于细砂、粉细砂、粉土、黏土类岩土体，优选填砾过滤器。

作为本发明的进一步改进，过滤器2的长度不小于试验段1的长度，过滤器2的底部与试验段1的底部齐平。这样设置的目的是为了保证整个试验段1内均有过滤器2，从而保证整个试验段1均不会进入松散颗粒，提高测试结果的准确度。

作为本发明的进一步改进，套管3的底部位于试验段1的顶部。套管3的作用是增强试验段1以上部位的钻孔100的稳定性，将套管3的底部位于试验段1的顶部，可以保证套管3与试验段1之间不留任何不受保护的孔壁，从而保证试验段1以上的孔壁不会对试验结果产生影响。

作为本发明的进一步改进，在试验段1的顶部附近的套管3与工作管4之间设置有止水环5。由于套管3与工作管4之间存在间隙，若不在套管3与工作管4之间设置止水结构，注入试验段1的水将从过滤器2渗透出进而进入套管3与工作管4之间的间隙内，从而影响测试结果的准确性。在套管3与工作管4之间设置止水环5后，可以防止注水进入套管3与工作管4之间的间隙内，从而提高测试结果的准确性。

作为本发明的进一步改进，在安装注水管7时，保证注水管7的管头71位于试验段1的中部。此处所述中部是指试验段1的轴线的中点，即注水管7的管头71位于试验段1中部横截面的圆心处。这样设置注水管7可以保证注入1内的水量在各个方向上都均匀，注水对试验段1的孔壁所产生的压力均衡，可以保证试验段1孔壁的稳定性。优选的，注水管7为软管，软管可以减小安装过程中因注水管7触碰工作管4的管壁或者套管3的管壁或者孔壁产生的冲击力。

在钻孔时，若钻孔孔深超过试验段1的底部，将对测试结果产生影响。因此，当出现这种情况时，需要将试验段1以下的孔段进行回填，以形成孔底垫层6。为了保证测试结果的准确性，孔底垫层6的回填材料选择试验段1所在岩土体层的岩土，最好保证孔底垫层6岩土体的密实度等性状与试验段1所在岩土体密实度等性状均一致，从而确保测试是针对特定的岩土层进行的。

作为本发明的进一步改进，工作管4顶部管口高于钻孔100孔口。这样设置工作管4可以在试验段1所在岩土体的渗透性较差时，防止注入的水水位过高进而从工作管4的顶部管口漫出进而进入套管3与工作管4之间的间隙内。

本发明所涉及的现场钻孔标准注水试验方法，包括如下步骤

A.用钻机钻孔，在钻孔过程中，向孔内下套管3，套管3外壁紧贴钻孔100内壁；

B.继续钻孔，形成试验段1，保证套管3的底部位于试验段1的顶部；

C.若钻孔100孔深超过试验段1底部，对试验段1下部空腔进行回填形成孔底垫层6，且孔底垫层6的岩土体类别及密实度与试验段1所在岩土体类别及密实度一致；

D.在试验段1部位安装过滤器2，过滤器2的长度不小于试验段1的长度，过滤器2的底部与试验段1的底部齐平，过滤器2顶部密封连接有工作管4，工作管4的直径小于套管3的直径，工作管4顶部管口高于钻孔100孔口；

E.在试验段1顶部附近，套管3与工作管4之间安装止水环5，并确保止水效果；

F.向钻孔100内部安装连接供水设备8的注水管7，保证注水管7出水口位于试验段1的中央；

G.注水管7进口附近安装测试设备；

H.完成A～G操作后，再依次进行洗孔、地下水位量测、注水观测及记录、试验资料整理及渗透系数计算。

Claims (10)

1.现场钻孔标准注水试验装置，包括钻孔(100)，所述钻孔(100)包括试验段(1)，其特征在于：在所述试验段(1)安装了过滤器(2)。

2.根据权利要求1所述的现场钻孔标准注水试验装置，其特征在于：过滤器(2)的长度不小于试验段(1)的长度，过滤器(2)的底部与试验段(1)的底部齐平。

3.根据权利要求2所述的现场钻孔标准注水试验装置，其特征在于：还包括套管(3)，所述套管(3)的外壁紧贴所述钻孔(100)的内壁，套管(3)的底部位于试验段(1)的顶部。

4.根据权利要求3所述的现场钻孔标准注水试验装置，其特征在于：还包括工作管(4)，所述工作管(4)位于套管(3)内，工作管(4)的直径比套管(3)的直径小，工作管(4)的底部与过滤器(2)的顶部密封连接。

5.根据权利要求4所述的现场钻孔标准注水试验装置，其特征在于：在试验段(1)的顶部附近的套管(3)与工作管(4)之间设置有止水环(5)。

6.根据权利要求1所述的现场钻孔标准注水试验装置，其特征在于：在试验段(1)以下的孔段回填有孔底垫层(6)。

7.根据权利要求6所述的现场钻孔标准注水试验装置，其特征在于：所述孔底垫层(6)的土体类别及密实度与试验段(1)所在岩土体的土体类别及密实度一致。

8.根据权利要求1所述的现场钻孔标准注水试验装置，其特征在于：还包括用于向钻孔(100)内注水的注水管(7)，注水管(7)的管头(71)位于试验段(1)的中部。

9.根据权利要求4所述的现场钻孔标准注水试验装置，其特征在于：工作管(4)顶部管口高于钻孔(100)孔口。

10.现场钻孔标准注水试验方法，其特征在于：包括如下步骤

A.用钻机钻孔，在钻孔过程中，向孔内下套管(3)，套管(3)外壁紧贴钻孔(100)内壁；

B.继续钻孔，形成试验段(1)，保证套管(3)的底部位于试验段(1)的顶部；

C.若钻孔(100)孔深超过试验段(1)底部，对试验段(1)下部空腔进行回填形成孔底垫层(6)，且孔底垫层(6)的土体类别及密实度与试验段(1)所在岩土体的土体类别及密实度一致；

D.在试验段(1)部位安装过滤器(2)，过滤器(2)的长度不小于试验段(1)的长度，过滤器(2)的底部与试验段(1)的底部齐平，过滤器(2)顶部密封连接有工作管(4)，工作管(4)的直径小于套管(3)的直径，工作管(4)顶部管口高于钻孔(100)孔口；

E.在试验段(1)顶部附近，套管(3)与工作管(4)之间安装止水环(5)，并确保止水效果；

F.向钻孔(100)内部安装连接供水设备(8)的注水管(7)，保证注水管(7)出水口位于试验段(1)的中央；

G.注水管(7)进口附近安装测试设备(9)；

H.完成A～G操作后，再依次进行洗孔、地下水位量测、注水观测及记录、试验资料整理及渗透系数计算。