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原文传递一种双含水层监测井装置及其建设方法

专利名称：	一种双含水层监测井装置及其建设方法
摘要：	本发明公开了一种双含水层监测井装置及其建设方法，包括：地下水自动检测仪、监测管、上层滤水管、阻隔器、隔水管、扶正器、下层滤水管。钻监测孔依次钻入上部含水层、隔水层和下部含水层；下部含水层内安装下层滤水管；隔水层内安装隔水管；上部含水层内安装上层滤水管；监测管插入至下部含水层，监测管表面设有阻隔器和扶正器。阻隔器在隔水层与上部含水层的连接处；所述扶正器用于扶正监测管。地下水自动检测仪由光缆相连分别放入监测管与上层滤水管之间和监测管中。本发明的优点是，占地面积少，成井时间和成本都具有优势；工艺程序较简单，上下含水层可实现精准止水和有效的隔水效果；监测成本大大降低，监测成井深度更大。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	四川省地质矿产勘查开发局成都水文地质工程地质队
发明人：	刘桃;李强;杨军;向波;童龙云;曹磊;宋国虎;王灿;张继;钱江澎;鲍志言;杨明富;刘文涛;李江;陈鹏;蒲文斌
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910748895.X
公开号：	CN110439029A
代理机构：	成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡文莉
分类号：	E02D29/12(2006.01);E;E02;E02D;E02D29
申请人地址：	610072四川省成都市西青路119号
主权项：	1.一种双含水层监测井装置，其特征在于，包括：地下水自动检测仪(1)、监测管(2)、上层滤水管(3)、阻隔器(4)、隔水管(5)、扶正器(6)、下层滤水管(7)、管底重锤(8)、上部含水层顶部水泥(9)和阻隔器上部水泥层(10)；钻井各分层结构包括：上部含水层(11)、隔水层(12)和下部含水层(13)；监测孔依次钻入上部含水层(11)、隔水层(12)和下部含水层(13)；上部含水层(11)孔径大于隔水层(12)和下部含水层(13)；下部含水层(13)段的监测孔内安装下层滤水管(7)；隔水层(12)段的监测孔内安装隔水管(5)；上部含水层(11)段的监测孔内安装上层滤水管(3)；所述监测管(2)从监测孔孔口插入至监测孔的下部含水层(13)段，监测管(2)表面设有阻隔器(4)和扶正器(6)；所述阻隔器(4)设置具体位置在隔水层(12)与上部含水层(11)的连接处，用于阻断上部含水层(11)和下部含水层(13)；阻隔器(4)与监测管(2)通过螺丝连接固定；所述扶正器(6)设置于下部含水层(13)中部，用于扶正监测管(2)；所述地下水自动检测仪(1)由光缆相连分别放入监测管(2)与上层滤水管(3)之间和监测管(2)中。 2.根据权利要求1所述的一种双含水层监测井装置，其特征在于：阻隔器(4)材质采用不锈钢钢片，结构形式为三翼半合式，闭合时结构分为顶部圆盘和下部圆管两部分，其中顶部圆盘为同心圆形状，外径比上层滤水管(3)内径少10mm，内径与监测管(2)外径相同，整个顶部圆盘不锈钢钢片壁厚10mm，下部圆管长30cm，外径比隔水管(5)内径少10mm，壁厚5mm，阻隔器(4)设置具体位置在上部含水层(11)厚度与井口预留高度之和处；扶正器(6)结构为三翼拌合式，材质上为钢筋焊接三翼半合式，直径较隔水管(5)内径小40mm，其长度400mm。 3.根据权利要求2所述的一种双含水层监测井装置，其特征在于：监测管(2)的原料HDPE密度较低，为克服下管时的浮力，保证下管顺利，在监测管(2)的管底还应加装管底重锤(8)，管底重锤(8)与监测管(2)采用细钢丝连接；管底重锤(8)一般采用圆钢加工，其重量依据成井深度以及下管前换浆情况确定，一般情况下，Φ70监测管成井深度大于100米时，管底重锤重量25-30Kg，成井深度小于100米时，管底重锤重量20-25Kg。 4.根据权利要求3所述的一种双含水层监测井装置，其特征在于：为保证上部含水层(11)和下部含水层(13)不能混合，特在阻隔器(4)顶面设置阻隔器上部水泥层(10)，厚度不低于50cm且不超过上部含水层(11)厚度的1/3；阻隔器上部水泥层(10)采用525号普通硅酸盐水泥配制，配制水泥砂浆宜达到C20-C25，为保证水泥砂浆的流动性，水灰比应控制在0.45-0.5。 5.根据权利要求4所述的一种双含水层监测井装置，其特征在于：为保证地表水不流入上部含水层(11)，在监测孔的入口孔壁上设置上部含水层顶部水泥(9)，厚度为10cm，深度为2m，采用与(10)相同的水泥砂浆材料；上层滤水管(3)和下层滤水管(7)均采用圆孔缠丝不锈钢滤水管结构；隔水管(5)和下层滤水管(7)直径相同，隔水管(5)采用不锈钢管结构；监测管(2)采用HDPE管，外径建议为70mm，内径50mm。 6.根据权利要求1至5其中一项所述的一种双含水层监测井装置的建设方法，包括以下步骤：步骤1，钻探施工，钻探工作依次完成钻进取芯、岩芯编录、物探测井和编制钻孔柱状图；划分监测孔的监测目的层，分为上部含水层、下部含水层和中间隔水层；步骤2，扩孔，采用牙轮钻头扩孔钻进，在上部含水层与隔水层分界处变径至130mm直至孔底，保证上部含水层孔径不低于180mm，下部含水层和隔水层孔径不低于130mm；步骤3，井管安装，根据不同含水层岩性选择不同类型的滤水管；上部含水层对应上次滤水管，下部含水层对应下层滤水管，隔水层对应隔水管；滤水管外径应小于对应孔壁25-50mm，以满足填砾的需求，下管时保证井管位于孔中心；一孔多井下管，应确保管间的止水效果；步骤4，洗井及抽水步骤41，在做分层抽水试验前，需对各含水层监测孔和滤水管之间进行分层填砾、临时止水和洗井工作；充填所用滤料主要为石英砂和砾石，滤料必须干净；步骤42，在放置自动监测设备和抽水的主要层位，应全部采用石英砂进行填充，其他层位结合监测井所处地区和含水层情况选用石英砾石规范进行填砾操作；步骤43，充填滤料应填自滤水管底端以下不小于1m处至滤水管顶端以上不小于5m处，若隔水层厚度不足5m则充填滤料达到隔水层厚度1/3即可；步骤44，为掌握填砾情况，在开展填砾前，根据钻孔与井管的环状间隙以及填砾的高度，分别计算出每个填砾段所需的滤料大致的方量，填写填砾设计表；步骤45，分层填砾过程中，采用15.0L塑料桶装取，逐桶缓慢进行围填，并准确记录填入滤料的方量，随时测量砾料的围填高度，以控制滤料填入量，确保填砾位置准确；步骤46，临时止水措施用于上部含水层底部，是在止水管顶部外侧缠绕海带或遇水膨胀橡胶，海带用前浸湿晾干，编成辫带状缠绕在止水管上，下入钻径变径处止水，止水时海带止水物在孔内被压缩后的有效高度不得小于0.5m；遇水膨胀橡胶主要采用圆筒形，保证与孔壁密封贴合；步骤47，分层填砾和临时止水完成后立即展开抽水洗井，洗井时，对每一级含水层均应进行清洗直至水清砂净且电导率基本稳定；步骤48，洗井结束后对上部含水层和下部含水层分别展开抽水试验；步骤5，监测管制作；在分层抽水试验完成之前将监测管制作完毕备用，该监测管包括阻隔器设置、扶正器设置和管底安装等三部分工序；步骤51，阻隔器设置；根据前述分层抽水试验所划分的含水层确定监测管阻隔器位置，阻隔器设置在监测管中下部，具体位置为离监测管管口上部含水层厚度与井口预留高度之和处，采用螺丝将阻隔器与监测管固定；步骤52，扶正器设置；监测管为柔性管材，成井过程中为保证管材位于井中中心需在监测管底部设置扶正器；步骤53，管底配重；由于监测管的原料HDPE密度较低，为克服下管时的浮力，保证下管顺利，在管底还应加装管底重锤，管底重锤与监测管管底采用铅丝或细钢丝连接；步骤6，监测管安装；成井过程中，监测管的安装较简单，将监测管下入孔内；监测管下到设计深度后，把上管口在地表进行固定，保证地表预留段不变，以确保阻隔器位置准确无误；步骤7，永久止水；在阻隔器处采用永久止水的方式保证上部和下部含水层的隔离，止水厚度宜为上部含水层厚度的1/3，采用粘土球与水泥浆混合止水，以保证止水效果及隔离上下含水层实施分层监测的目的。
所属类别：	发明专利