CN107036756B - 一种后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置，主要包括测量单元和封隔单元，所述测量单元是由渗压测量单元外管、顶端隔离支架、中部支架、密封材料、过线管、渗压计主体、透水石、渗压计数据线组成；所述封隔单元是由封隔单元主管、橡胶囊、灌浆管、排气管组成；测量单元和封隔单元可通过连接头和连接螺栓进行扩展，实现多点同时测量，对不同含水层或者同一含水层不同位置的地下水渗流压力进行测量和监测。本发明可以通过后期钻孔埋入需要测量和监测的位置，对地下水压力进行测量和监测，可满足不同含水层分布和测量位置的需求，可同时进行多层多位置的渗流压力测量和监测，安装简单，方便可靠。

Description

一种后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置

技术领域

本发明涉及地下工程和地下水领域，具体是涉及一种后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置。

背景技术

地下工程勘察、建设及运营期间，为设计及监测目的需要，须对岩体中地下水渗流压力进行实时监测，以用于衬砌设计、涌水量计算、渗漏量分析、衬砌稳定评价等。目前测量岩体中的地下水压力主要是采用在钻孔中埋设渗压计方法，但是在埋设渗压计过程中需要进行钻口水泥浆液回填灌浆封堵施工，以防止孔口漏水进而影响测量精度，同时需要在渗压计顶端部位回填一定厚度的反滤材料，以使地下水较好的汇入渗压计测量位置，保证渗压计可得到有效测量读数。在上述过程中，对于施工人员技术、经验要求较高，如水泥浆液回填灌浆质量及反滤材料回填质量无法保证，则具有较大可能使得渗压计安装失败或所测读数并非原位地下水渗流压力值，干扰影响工程计算和判断。

此外，目前岩土工程中单个钻孔一般只能埋设一个渗压计，如需在深部岩体同一钻孔中测量不同部位渗流压力则需要钻进不同钻孔，进而增加工程成本延长工程期限。综合上述分析，目前地下工程岩体渗流压力监测装置具有诸多的不足之处，包括：第一，水泥浆液回填灌浆封堵施工质量难以控制；第二，反滤材料回填质量无法保证；第三，不可进行不同含水层或者不同位置的渗流压力同时监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可后埋入式能同时测量和监测不同含水层或同一含水层不同位置地下水渗流压力的装置，该装置能后期埋入钻孔进行测量，同时能根据不同的现场条件确定尺寸以及根据需同时测量的含水层或位置数量进行方便的扩展组合。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置，主要包括测量单元和封隔单元，所述测量单元是由渗压测量单元外管、顶端隔离支架、中部支架、密封材料、过线管、渗压计主体、透水石、渗压计数据线组成，所述的过线管一端置于顶端隔离支架的顶端隔离支架过线管孔及中部支架的中部支架过线管孔中，另一端置于两个中部支架的中部支架过线管孔中，并整体置于渗压测量单元外管中，所述的渗压计主体，透水石及渗压计数据线组成的渗压计整体置于两端中部支架的中部支架渗压计孔中，一端顶端隔离支架和中部支架之间及另一端两个中部支架之间通过所述密封材料进行密封，所述的渗压测量单元外管对应所述透水石位置设有渗压测量单元外管透水孔，以使渗压测量单元外管外水能进入管内到达透水石；所述封隔单元是由封隔单元主管、橡胶囊、灌浆管、排气管组成，所述橡胶囊套设在所述封隔单元主管上，所述灌浆管、排气管位于所述封隔单元主管内并与橡胶囊相通；所述的封隔单元可以置于钻孔中，通过往灌浆管注浆使橡胶囊膨胀与钻孔紧密结合进行密封，使橡胶囊两侧地下水不能相互流通；需要时可通过灌浆管、排气管泄压，使橡胶囊收缩，对装置进行回收；所述测量单元渗压测量单元外管的上端头上设有堵头，所述测量单元与所述封隔单元可通过单元连接头、连接螺栓进行扩展连接，同时测量多层或多个不同位置的地下水渗流压力，扩展连接的多条渗压计数据线、灌浆管、排气管通过过线管和封隔单元主管延伸至尾部进行数据采集和灌浆及排气，所述的单元连接头和封隔单元主管之间设密封垫圈进行密封。

进一步地，在上述方案中，所述的渗压测量单元外管、顶端隔离支架、中部支架、密封材料、过线管、渗压计主体、透水石、渗压计数据线组成的测量单元，可置于钻孔中对地下水渗流压力进行测量。

进一步地，在上述方案中，所述堵头外圈设有堵头螺纹接口，中间设有堵头内六角孔。

更进一步地，所述的渗压测量单元外管设有渗压测量单元外管前端螺纹接口和渗压测量单元外管尾端螺纹接口，所述渗压测量单元外管前端螺纹接口与堵头上堵头螺纹接口进行连接，在测量多层或多个不同位置的地下水渗流压力时对最前端渗压测量单元外管进行密封，所述渗压测量单元外管尾端螺纹接口与单元连接头上的单元连接头螺纹接口连接。

进一步地，在上述方案中，所述的单元连接头中部设有单元连接头中心孔，所述渗压计数据线穿过所述单元连接头中心孔，在所述单元连接头中心孔的外围上沿周向设有若干个单元连接头螺栓螺纹接口；所述连接螺栓与所述单元连接头螺栓螺纹接口连接。

进一步地，在上述方案中，所述密封垫圈上均匀设有若干个密封垫圈螺栓孔，所述密封垫圈螺栓孔与单元连接头上的单元连接头螺栓螺纹接口一一对应。

进一步地，在上述方案中，所述封隔单元主管上设有封隔单元主管螺栓孔、封隔单元主管灌浆管孔和封隔单元主管排气管孔，所述封隔单元主管螺栓孔与单元连接头上的单元连接头螺栓螺纹接口一一对应，所述封隔单元主管灌浆管孔和封隔单元主管排气管孔相互对称，所述灌浆管穿入所述封隔单元主管灌浆管孔，所述排气管穿入所述封隔单元主管排气管孔。

更进一步地，所述橡胶囊上设有橡胶囊灌浆管孔和橡胶囊排气管孔，所述橡胶囊灌浆管孔与所述封隔单元主管灌浆管孔相对应，所述橡胶囊排气管孔与所述封隔单元主管排气管孔相对应。

进一步地，在上述方案中，所述的渗压测量单元外管、顶端隔离支架、中部支架、密封材料、过线管、渗压计主体、透水石、渗压计数据线组成的测量单元，与封隔单元主管、橡胶囊、灌浆管、排气管组成的封隔单元，其尺寸可根据实际地下水分布和测量需要进行调整。

进一步地，在上述方案中，所述的过线管在需要时可扩大尺寸或扩展至多层以增加数量，允许更多渗压计数据线、灌浆管和排气管通过，从而加大测量单元扩展连接的数量，满足较多层或较多位置地下水渗流压力测量需要。

本发明的有益效果为：本发明的测量单元和封隔单元为两个相对独立的单元，二者可通过连接头和连接螺栓进行扩展，实现多点同时测量，对不同含水层或者同一含水层不同位置的地下水渗流压力进行测量和监测。同时，这两个单元的尺寸可根据实际地下水层分布和测量需要进行调整，过线管在需要时可扩大尺寸或扩展至多层以增加数量，允许更多渗压计数据线、灌浆管和排气管通过，从而加大上述单元扩展连接的数量，满足较多层或较多位置地下水渗流压力测量需要。本发明可以通过后期钻孔埋入需要测量和监测的位置，对地下水压力进行测量和监测，可满足不同含水层分布和测量位置的需求，可同时进行多层多位置的渗流压力测量和监测，安装简单，方便可靠。

附图说明

图1为本发明装置剖面图。

图2为本发明中渗压测量单元外管剖面图。

图3为本发明中堵头侧视图。

图4为本发明中顶端隔离支架侧视图。

图5为本发明中中部支架侧视图。

图6为本发明中过线管侧视图。

图7为本发明中渗压计侧视图。

图8为本发明中单元连接头侧视图。

图9为本发明中密封垫圈侧视图。

图10为本发明中封隔单元主管剖面图。

图11为本发明中连接螺栓侧视图。

图12为本发明中橡胶囊剖面图。

图13为本发明中渗压测量单元剖面图。

图14为本发明中封隔单元剖面图。

图15为本发明整体外观侧视图。

其中，1-渗压测量单元外管；2-堵头；3-顶端隔离支架；4-中部支架；5-密封材料；6-过线管；7-渗压计主体；8-透水石；9-渗压计数据线；10-单元连接头；11-连接螺栓；12-密封垫圈；13-封隔单元主管；14-橡胶囊；15-灌浆管；16-排气管；17-渗压测量单元外管前端螺纹接口；18-渗压测量单元外管透水孔；19-渗压测量单元外管尾端螺纹接口；20-堵头螺纹接口；21-堵头内六角孔；22-顶端隔离支架过线管孔；23-中部支架过线管孔；24-中部支架渗压计孔；25-单元连接头中心孔；26-单元连接头螺栓螺纹接口；27-单元连接头螺纹接口；28-密封垫圈螺栓孔；29-封隔单元主管螺栓孔；30-封隔单元主管灌浆管孔；31-封隔单元主管排气管孔；32-橡胶囊灌浆管孔；33-橡胶囊排气管孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应该了解，下面所描述的实施例仅是本发明一部分，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～15，本发明实施例中，一种后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置，主要包括测量单元和封隔单元，测量单元是由渗压测量单元外管1、顶端隔离支架3、中部支架4、密封材料5、过线管6、渗压计主体7、透水石8、渗压计数据线9组成，的过线管6一端置于顶端隔离支架3的顶端隔离支架过线管孔22及中部支架4的中部支架过线管孔23中，另一端置于两个中部支架4的中部支架过线管孔23中，并整体置于渗压测量单元外管1中，的渗压计主体7，透水石8及渗压计数据线9组成的渗压计整体置于两端中部支架4的中部支架渗压计孔24中，一端顶端隔离支架3和中部支架4之间及另一端两个中部支架4之间通过密封材料5进行密封，的渗压测量单元外管1对应透水石8位置设有渗压测量单元外管透水孔18，以使渗压测量单元外管1外水能进入管内到达透水石8；封隔单元是由封隔单元主管13、橡胶囊14、灌浆管15、排气管16组成，橡胶囊14套设在封隔单元主管13上，灌浆管15、排气管16位于封隔单元主管13内并与橡胶囊14相通；的封隔单元可以置于钻孔中，通过往灌浆管15注浆使橡胶囊14膨胀与钻孔紧密结合进行密封，使橡胶囊两侧地下水不能相互流通；需要时可通过灌浆管15、排气管16泄压，使橡胶囊收缩，对装置进行回收；测量单元渗压测量单元外管1的上端头上设有堵头2，测量单元与封隔单元可通过单元连接头10、连接螺栓11进行扩展连接，同时测量多层或多个不同位置的地下水渗流压力，扩展连接的多条渗压计数据线9、灌浆管15、排气管16通过过线管6和封隔单元主管13延伸至尾部进行数据采集和灌浆及排气，的单元连接头10和封隔单元主管13之间设密封垫圈12进行密封。

其中，的渗压测量单元外管1、顶端隔离支架3、中部支架4、密封材料5、过线管6、渗压计主体7、透水石8、渗压计数据线9组成的测量单元，可置于钻孔中对地下水渗流压力进行测量。堵头2外圈设有堵头螺纹接口20，中间设有堵头内六角孔21。

其中，的渗压测量单元外管1设有渗压测量单元外管前端螺纹接口17和渗压测量单元外管尾端螺纹接口19，渗压测量单元外管前端螺纹接口17与堵头2上堵头螺纹接口20进行连接，在测量多层或多个不同位置的地下水渗流压力时对最前端渗压测量单元外管1进行密封，渗压测量单元外管尾端螺纹接口19与单元连接头10上的单元连接头螺纹接口27连接。的单元连接头10中部设有单元连接头中心孔25，渗压计数据线9穿过单元连接头中心孔25，在单元连接头中心孔25的外围上沿周向设有8个单元连接头螺栓螺纹接口26；连接螺栓11与单元连接头螺栓螺纹接口26连接。密封垫圈12上均匀设有8个密封垫圈螺栓孔28，密封垫圈螺栓孔28与单元连接头10上的单元连接头螺栓螺纹接口26一一对应。

其中，封隔单元主管13上设有封隔单元主管螺栓孔29、封隔单元主管灌浆管孔30和封隔单元主管排气管孔31，封隔单元主管螺栓孔29与单元连接头10上的单元连接头螺栓螺纹接口26一一对应，封隔单元主管灌浆管孔30和封隔单元主管排气管孔31相互对称，灌浆管15穿入封隔单元主管灌浆管孔30，排气管16穿入封隔单元主管排气管孔31。橡胶囊14上设有橡胶囊灌浆管孔32和橡胶囊排气管孔33，橡胶囊灌浆管孔32与封隔单元主管灌浆管孔30相对应，橡胶囊排气管孔33与封隔单元主管排气管孔31相对应。

的渗压测量单元外管1、顶端隔离支架3、中部支架4、密封材料5、过线管6、渗压计主体7、透水石8、渗压计数据线9组成的测量单元，与封隔单元主管13、橡胶囊14、灌浆管15、排气管16组成的封隔单元，其尺寸可根据实际地下水分布和测量需要进行调整。

的过线管6在需要时可扩大尺寸或扩展至多层以增加数量，允许更多渗压计数据线、灌浆管和排气管通过，从而加大测量单元扩展连接的数量，满足较多层或较多位置地下水渗流压力测量需要。

显然，本发明不限于上述实施例的细节。上述实施例应被视为是示范性的，而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求限定，且包括落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化。权利要求中的任何附图标记不应被视为对所涉及的权利要求具有限制性。

测量单元和封隔单元为两个相对独立的单元，二者可通过连接头和连接螺栓进行扩展，实现多点同时测量，对不同含水层或者同一含水层不同位置的地下水渗流压力进行测量和监测。同时，这两个单元的尺寸可根据实际地下水层分布和测量需要进行调整，过线管在需要时可扩大尺寸或扩展至多层以增加数量，允许更多渗压计数据线、灌浆管和排气管通过，从而加大上述单元扩展连接的数量，满足较多层或较多位置地下水渗流压力测量需要。本发明可以通过后期钻孔埋入需要测量和监测的位置，对地下水压力进行测量和监测，可满足不同含水层分布和测量位置的需求，可同时进行多层多位置的渗流压力测量和监测，安装简单，方便可靠。

此外，本说明书应被视为一个整体，上述实施方式并非本发明唯一的独立技术方案，实施例中的技术方案可经适当组合调整，形成本领域技术人员可理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置，主要包括测量单元和封隔单元，所述测量单元是由渗压测量单元外管(1)、顶端隔离支架(3)、中部支架(4)、密封材料(5)、过线管(6)、渗压计主体(7)、透水石(8)、渗压计数据线(9)组成，所述的过线管(6)一端置于顶端隔离支架(3)的顶端隔离支架过线管孔(22)及中部支架(4)的中部支架过线管孔(23)中，另一端置于两个中部支架(4)的中部支架过线管孔(23)中，并整体置于渗压测量单元外管(1)中，所述的渗压计主体(7)，透水石(8)及渗压计数据线(9)组成的渗压计整体置于两端中部支架(4)的中部支架渗压计孔(24)中，一端顶端隔离支架(3)和中部支架(4)之间及另一端两个中部支架(4)之间通过所述密封材料(5)进行密封，所述的渗压测量单元外管(1)对应所述透水石(8)位置设有渗压测量单元外管透水孔(18)，以使渗压测量单元外管(1)外水能进入管内到达透水石(8)；所述封隔单元是由封隔单元主管(13)、橡胶囊(14)、灌浆管(15)、排气管(16)组成，所述橡胶囊(14)套设在所述封隔单元主管(13)上，所述灌浆管(15)、排气管(16)位于所述封隔单元主管(13)内并与橡胶囊(14)相通；所述的封隔单元置于钻孔中，通过往灌浆管(15)注浆使橡胶囊(14)膨胀与钻孔紧密结合进行密封，使橡胶囊两侧地下水不能相互流通；需要时可通过灌浆管(15)、排气管(16)泄压，使橡胶囊收缩，对装置进行回收；所述测量单元渗压测量单元外管(1)的上端头上设有堵头(2)，所述测量单元与所述封隔单元可通过单元连接头(10)、连接螺栓(11)进行扩展连接，同时测量多层或多个不同位置的地下水渗流压力，扩展连接的多条渗压计数据线(9)、灌浆管(15)、排气管(16)通过过线管(6)和封隔单元主管(13)延伸至尾部进行数据采集和灌浆及排气，所述的单元连接头(10)和封隔单元主管(13)之间设密封垫圈(12)进行密封；其特征在于：所述堵头(2)外圈设有堵头螺纹接口(20)，中间设有堵头内六角孔(21)，所述的渗压测量单元外管(1)设有渗压测量单元外管前端螺纹接口(17)和渗压测量单元外管尾端螺纹接口(19)，所述渗压测量单元外管前端螺纹接口(17)与堵头(2)上堵头螺纹接口(20)进行连接，在测量多层或多个不同位置的地下水渗流压力时对最前端渗压测量单元外管(1)进行密封，所述渗压测量单元外管尾端螺纹接口(19)与单元连接头(10)上的单元连接头螺纹接口(27)连接，所述的单元连接头(10)中部设有单元连接头中心孔(25)，所述渗压计数据线(9)穿过所述单元连接头中心孔(25)，在所述单元连接头中心孔(25)的外围上沿周向设有若干个单元连接头螺栓螺纹接口(26)；所述连接螺栓(11)与所述单元连接头螺栓螺纹接口(26)连接，所述密封垫圈(12)上均匀设有若干个密封垫圈螺栓孔(28)，所述密封垫圈螺栓孔(28)与单元连接头(10)上的单元连接头螺栓螺纹接口(26)一一对应，所述封隔单元主管(13)上设有封隔单元主管螺栓孔(29)、封隔单元主管灌浆管孔(30)和封隔单元主管排气管孔(31)，所述封隔单元主管螺栓孔(29)与单元连接头(10)上的单元连接头螺栓螺纹接口(26)一一对应，所述封隔单元主管灌浆管孔(30)和封隔单元主管排气管孔(31)相互对称，所述灌浆管(15)穿入所述封隔单元主管灌浆管孔(30)，所述排气管(16)穿入所述封隔单元主管排气管孔(31)。

2.根据权利要求1所述的后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置，其特征在于，所述橡胶囊(14)上设有橡胶囊灌浆管孔(32)和橡胶囊排气管孔(33)，所述橡胶囊灌浆管孔(32)与所述封隔单元主管灌浆管孔(30)相对应，所述橡胶囊排气管孔(33)与所述封隔单元主管排气管孔(31)相对应。

3.根据权利要求1所述的后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置，其特征在于，所述的渗压测量单元外管(1)、顶端隔离支架(3)、中部支架(4)、密封材料(5)、过线管(6)、渗压计主体(7)、透水石(8)、渗压计数据线(9)组成的测量单元，与封隔单元主管(13)、橡胶囊(14)、灌浆管(15)、排气管(16)组成的封隔单元，其尺寸可根据实际地下水分布和测量需要进行调整。

4.根据权利要求1所述的后埋入式可多点同时测量地下水渗流压力的监测装置，其特征在于，所述的过线管(6)在需要时可扩大尺寸或扩展至多层以增加数量，允许更多渗压计数据线、灌浆管和排气管通过，从而加大测量单元扩展连接的数量，满足较多层或较多位置地下水渗流压力测量需要。