一种地下水多断面分层取样的管井及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种地下水多断面分层取样的管井及施工方法，属于环境修复技术领域。包括井管与多断面填料层两部分，所述井管自下而上依次包括底管、滤水管、顶管、井盖、底断面取样滴管、中断面取样滴管、上断面取样滴管；所述多断面填料层自下而上依次包括底断面取样层、中断面取样层以及上断面取样层。通过本发明专利技术，采用“上下两端封堵+目标端采样”的结构，并辅以套管成井的施工方式，即管井取样滴管的设置区域直接位于目标区域，且对其上下两侧非目标区域进行了有效封隔，能够防止水利交汇，管井施工采用套管成井，作业过程无纵向水土污染的迁移扩散，能够进一步提高采样水质纯度，降低了混合成分的含量，使得水质分析结果更具代表性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种地下水多断面分层取样的管井及施工方法


[0001]本专利技术涉及一种地下水多断面分层取样的管井及施工方法，属于环境修复


技术介绍

[0002]随着我国对生态环境的愈发重视，场地环境调查与修复治理工作正在紧密进行。近年来，地下水环境问题逐渐由点源污染向面源污染发展，为顺利推进污染防治攻坚的顺利开展，规范的地下水采样技术是必不可少的。
[0003]地下水采样是一项复杂且严谨的工作，由于地下水浓度在空间分布上的特点，为取得特定深度的水质情况，一般需构建专业的地下水采样井进行地层取样，而现有的采样技术在管井结构与建井方式上仍存在一定问题。
[0004]目前行业内应用较多的分层取样井主要依靠定制的取样装备完成分层采样，该分层取样井往往未对井管外侧非目标水域进行封隔，管内水样实乃不同深度区域的混合水样，高浓度区域不断向低浓度区域迁移扩散，故此种方法取得的水样误差较大，不足以反应特定区域地下水质状况。相对现有的定层取样井，因封隔段与滤水段的针对性设计，使得管井内水质在代表性方面得到了改善，但该井仅能针对某一深度的地下水进行水质采样，如需获得不同深度的地下水样本，则需构建数个管井进行多次采样，这对于场地面积限制、成本支出、周期消耗提供了一定挑战。
[0005]此外，传统地下水取样井主要以钻机钻进成孔的方式建井，该过程中钻机叶片持续对土体进行螺旋切割，从而可能将上层洁净水土或者污染水土携带至待测区域，进而造成待测区域所取水样为混合水样，引起结果偏差。另，钻进成孔的建井方式普遍存在土体挤压缩孔的现象，从而导致填料量不容易控制，无法保证待测区域外的地下水是否得到有效封堵。
[0006]因此，如何有针对性的提出一种经济又简单的地下水多断面分层取样的管井及施工方法是当前场地环境调查、修复工作中亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种地下水多断面分层取样的管井及施工方法，该分层取样井设计合理、结构简单、效果精准。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：
[0009]一种地下水多断面分层取样的管井，包括井管与多断面填料层两部分，所述井管沿钻孔布置，所述井管自下而上依次包括底管、滤水管、顶管以及井盖，所述井管内还设有取样机构，所述取样机构包括底断面取样滴管、中断面取样滴管、上断面取样滴管；
[0010]所述多断面填料层自下而上依次包括底断面取样层、中断面取样层以及上断面取样层，所述底断面取样层自下而上包括底断面封隔层、底断面滤水层，所述中断面取样层自下而上包括中断面封隔层、中断面滤水层，所述上断面取样层自下而上包括上断面封隔层、
上断面滤水层；
[0011]所述滤水管为设置于底断面取样层的筛管；
[0012]所述顶管为实管；
[0013]所述井盖为敞口式密封盖，外嵌于顶管上部；
[0014]所述底断面取样滴管穿透所述井盖并延伸至底断面取样层；
[0015]所述中断面取样滴管穿透所述井盖并延伸至中断面取样层；
[0016]所述上断面取样滴管穿透所述井盖并延伸至上断面取样层；
[0017]所述底断面滤水层为介于井管与钻孔之间的一段允许地下水流入井管的过滤段；
[0018]所述底断面封隔层为介于井管与钻孔之间的一段隔水、隔气材料填充段；
[0019]所述中断面滤水层为介于井管与钻孔之间的一段集水段；
[0020]所述中断面封隔层为介于井管与钻孔之间的一段隔水、隔气材料填充段；
[0021]所述上断面滤水层为介于井管与钻孔之间的一段集水段；
[0022]所述上断面封隔层为介于井管与钻孔之间的一段隔水、隔气材料填充段。
[0023]作为优选实例，所述底管、滤水管以及顶管由一根整体管材一体成型或由同一管径的多根管材分段连接而成。
[0024]作为优选实例，所述井盖内径与顶管外径一致。
[0025]作为优选实例，所述滤水管底部不设筛孔，滤水管表面设有规则分布的筛孔，筛孔为刻槽或者圆孔，滤水管外侧均匀包裹一层筛网。
[0026]作为优选实例，所述底断面封隔层、中断面封隔层、上断面封隔层填料采用粘土球或者隔水胶囊。
[0027]作为优选实例，所述底断面滤水层、中断面滤水层、上断面滤水层填料为石英砂。
[0028]作为优选实例，所述底断面取样滴管的进水口设置于滤水管内，所述中断面取样滴管、上断面取样滴管的进水口分别通过密封垫片插入井管外的中断面滤水层、上断面滤水层内，且中断面取样滴管、上断面取样滴管的滴管头部套装有过滤头。
[0029]一种地下水多断面分层取样的管井施工方法，包括以下步骤：
[0030]A)结合场地地下水多断面分层取样深度，在井管合适位置设置筛孔区域、管外滴管区域、底部沉淀管区域，同时进行多断面取样滴管及井盖的安装，完成多断面分层取样管井的预制作工序；
[0031]B)相关测量设备放线定位拟建水质取样井位置、高程，并作好醒目标识；
[0032]C)按照水质取样井深度和孔径要求，配制所需套管口径及成井桩尖类型，成井桩尖为与套管同径的钢桩尖、活瓣桩尖或者钢筋混凝土预制桩尖；
[0033]D)综合考量套管口径、套管深度、地层情况、经济成本等因素，从而选定合适的套管沉入设备，它可以是机械手、振动锤、或者其它沉入设备，选定设备后，机械起吊套管扣接成井桩尖，控制垂直度，下压套管至预定深度；
[0034]E)机械起吊预制作完毕的多断面分层取样管井管，控制垂直度，同时借助导向器，居中下放井管至套管内；
[0035]F)根据场地地下水多断面分层取样深度，于套管与井管空隙中利用填料依次填充密实底断面封隔层、底断面滤水层、中断面封隔层、中断面滤水层、上断面封隔层、上断面滤水层，中断面滤水层、上断面滤水层填砂过程中同时对布设于滤水层中的取样滴管进行送
水反冲洗，消除膨润土填充过程中堵塞过滤头孔眼的现象；
[0036]G)机械振动起拔套管，致使成井桩尖、填料、井管留置土层内，待井身周边膨润土遇水发涨变形，形成有效止水后，完成多断面分层取样管井的施工。
[0037]作为优选实例，所述井管上开设的筛孔采用正三角形错位布点法布置。
[0038]作为优选实例，成井桩尖如采用预制混凝土预制桩尖，预制桩尖与套管的接触层表面应浇筑有橡胶密封垫。
[0039]本专利技术的有益效果是：
[0040](1)通过本专利技术，提供一种地下水多断面分层取样的管井及施工方法，采用“上下两端封堵+目标端采样”的简单结构进行发散设计，并辅以套管成井的施工方式，即管井取样滴管的设置区域直接位于目标区域，且对其上下两侧非目标区域进行了有效封隔，能够防止水利交汇，管井施工采用套管成井，作业过程无纵向水土污染的迁移扩散，上述措施能够进一步提高采样水质纯度，最大限度降低了混合成分的含量，使得水质分析结果更具代表性；
[0041](2)通过本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下水多断面分层取样的管井，包括井管与多断面填料层两部分，所述井管沿钻孔布置，其特征在于，所述井管自下而上依次包括底管、滤水管、顶管以及井盖，所述井管内还设有取样机构，所述取样机构包括底断面取样滴管、中断面取样滴管、上断面取样滴管；所述多断面填料层自下而上依次包括底断面取样层、中断面取样层以及上断面取样层，所述底断面取样层自下而上包括底断面封隔层、底断面滤水层，所述中断面取样层自下而上包括中断面封隔层、中断面滤水层，所述上断面取样层自下而上包括上断面封隔层、上断面滤水层；所述滤水管为设置于底断面取样层的筛管；所述顶管为实管；所述井盖为敞口式密封盖，外嵌于顶管上部；所述底断面取样滴管穿透所述井盖并延伸至底断面取样层；所述中断面取样滴管穿透所述井盖并延伸至中断面取样层；所述上断面取样滴管穿透所述井盖并延伸至上断面取样层；所述底断面滤水层为介于井管与钻孔之间的一段允许地下水流入井管的过滤段；所述底断面封隔层为介于井管与钻孔之间的一段隔水、隔气材料填充段；所述中断面滤水层为介于井管与钻孔之间的一段集水段；所述中断面封隔层为介于井管与钻孔之间的一段隔水、隔气材料填充段；所述上断面滤水层为介于井管与钻孔之间的一段集水段；所述上断面封隔层为介于井管与钻孔之间的一段隔水、隔气材料填充段。2.根据权利要求1所述的一种地下水多断面分层取样的管井，其特征在于，所述底管、滤水管以及顶管由一根整体管材一体成型或由同一管径的多根管材分段连接而成。3.根据权利要求1所述的一种地下水多断面分层取样的管井，其特征在于，所述井盖内径与顶管外径一致。4.根据权利要求1所述的一种地下水多断面分层取样的管井，其特征在于，所述滤水管底部不设筛孔，滤水管表面设有规则分布的筛孔，筛孔为刻槽或者圆孔，滤水管外侧均匀包裹一层筛网。5.根据权利要求1所述的一种地下水多断面分层取样的管井，其特征在于，所述底断面封隔层、中断面封隔层、上断面封隔层填料采用粘土球或者隔水胶囊。6.根据权利要求1所述的一种地下水多断面分层取样的管井，其特征在于，所述底断...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云达，顾春杰，何健，江建斌，李超，吕凯，刘春阳，
申请(专利权)人：上海市地矿建设有限责任公司，
类型：发明
国别省市：