一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计及安装使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计及安装使用方法，包括渗压计本体，渗压计本体包括管状壳体、设置在管状壳体内的透水座体和钢弦，所述透水座体通过内密封进行固定在管状壳体内，在管状壳体的前端一侧的透水座体的前端部内设置有透水石，靠近透水石一侧且沿向管状壳体后端方向的透水座体内设置有膜片，钢弦的固定端连接在膜片上，所述钢弦的自由端穿出透水座体且向管状壳体的轴线后端方向延伸连接一电缆，在透水座体的外部且钢弦的外周设置有激励与接收线圈。本发明专利技术不仅可充分反映岩溶地下水气压力的变化信息，较好地解释了岩溶地下水气压力的突变过程及原因，而且还可随时更换、回收利用渗压计传感器，大幅降低了监测成本。大幅降低了监测成本。大幅降低了监测成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计及安装使用方法


[0001]本专利技术属于岩溶区地下水污染防治与地下水自动监测
，尤其涉及一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计及安装使用方法。

技术介绍

[0002]岩溶塌陷为突发性灾害，目前其监测预警仍是世界难题，岩溶地下水动力条件的变化是岩溶塌陷发生的主要触发因素，我国西南地区大部分属于典型喀斯特地貌，岩溶裂隙、管道和地下河发育，岩溶区地下水污染防控技术基础极为薄弱，岩溶区特有的水气压力变化对地层结构的稳定性构成威胁，岩溶区长期有效的地下水污染防治技术研究尚处于探索阶段，岩溶区抽排水导致地下水位快速下降，岩溶空腔周围的通气裂隙无法与外界进行有效气体交换时会迅速形成负压，负压的高频振动将危及地层结构的稳定性。通过地下水水位监测岩溶地下水动力条件变化的传统方法应用监测周期较长，利用地下水位与大气压连通的地下水位监测数据解释岩溶塌陷机理认识不够深入。对岩溶区地下水气压力进行监测时，对渗压计传感器安装要求较高，需要安装在密闭的观测孔内，以排除外界大气压力对观测值的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计及安装使用方法，本专利技术的渗压计实现了岩溶区空腔水气压力实时动态监测的岩溶裂隙地下水气压力变化监测新技术，不仅可真实、充分反映岩溶管道裂隙中地下水气压力的变化信息，较好地解释了岩溶地下水气压力的突变过程及原因，而且还可随时更换、回收利用渗压计传感器，大幅降低了监测成本。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计，所述水气压力监测渗压计包括渗压计本体，渗压计本体包括管状壳体、设置在管状壳体内的透水座体和钢弦，所述透水座体通过内密封进行密封固定在管状壳体内，在管状壳体的前端一侧的透水座体的前端部内设置有透水石，靠近透水石一侧且沿向管状壳体后端方向的透水座体内设置有膜片，所述钢弦的固定端连接在膜片上，所述钢弦的自由端穿出透水座体且向管状壳体的轴线后端方向延伸连接一电缆，在透水座体的外部且钢弦的外周设置有激励与接收线圈。
[0005]上述方案进一步优选的，在透水座体的后端部设置有避雷器，在避雷器上通过导线连接在管状壳体的接地端子上，在接近避雷器一侧的管状壳体内设置有半导体温度计，在半导体温度计上连接有温度计引线，在所述激励与接收线圈的外壁上套设有环形磁铁。
[0006]上述方案进一步优选的，在渗压计本体的外部设置有HDPE材料制成的保护管，所述保护管由下部为带堵头且不透水的沉砂管、中部为滤水管和上部为不透水的固定段组成，在保护管的中部外壁上的不同高度开设透水孔，在保护管内且位于渗压计本体前端100mm
‑
200mm之下、外围以及后端100mm
‑
200mm之上分别填充有干净的细砂，在细砂的洗砂
之上还依次填充有膨润土(53)和水泥浆混合物，在保护管的固定段下部绑扎有止水带。
[0007]上述方案进一步优选的，所述透水座体包括沿管状壳体的前端向后端内依次设置的第一透水座、第二透水座和第三透水座，所述第一透水座的外壁密封连接在管状壳体的前端内壁上，在第一透水座的前端设置有放置透水石的斗型凹口，在第二透水座的前端截面侧壁上设置膜片，该膜片的一面边缘与第二透水座的前端截面侧壁边缘连接，所述膜片的另一面接近第一透水座的后端侧壁，在第二透水座的后端与第三透水座的前端之间连接激励与接收线圈，在第三透水座的后端侧壁上设置避雷器，所述第三透水座的后端以及避雷器通过在管状壳体的后端内部设置内密封进行密封固定，在膜片的中央侧壁上连接固定钢弦的固定端，该钢弦的自由端依次穿过第二透水座、激励与接收线圈、第三透水座和内密封与电缆连接。
[0008]上述方案进一步优选的，在膜片的表面中央设置有伸入第二透水座一侧内的固定端子，在第三透水座的内部中央设置一个用于贯穿支撑钢弦的固定振动块，所述钢弦的固定端连接在膜片的固定端子上，所述钢弦的自由端穿出第三透水座连接在靠近管状壳体后端的上。
[0009]上述方案进一步优选的，在靠近第一透水座的后端的圆周外壁上设置有环形凹槽，在环形凹槽内设置有第一O型线圈。
[0010]上述方案进一步优选的，在第二透水座的圆周外壁上设置有多个等间隔向外凸出的环形凸起，在相邻的环形凸起之间以钢弦为对称中心线设置有第二O型线圈。
[0011]根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一所述的用于岩溶区地下水气压力监测渗压计的安装使用方法，包括如下步骤：步骤1，钻孔成井：在地下岩溶裂隙发育带，使用清水钻进或低水压钻进的机械钻探方式进行钻孔成水气压力监测井；步骤2，下放保护管，在水气压力监测井内放置HDPE材料制成的护管作为保护管；记录水气压力监测井的深度及地下岩溶裂隙发育带的深度，根据地下岩溶裂隙发育带的深度，在保护管上间隔开设有透水孔；步骤3，渗压计本体安装，在水气压力监测井内放入已开设透水孔的保护管，并在保护管部用干净的细砂回填到用于放入渗压计本体的前端部之下150mm时，再将渗压计本体放入保护管内，然后在保护管内并环绕渗压计本体周围放入干净的细砂直到渗压计本体之上150mm，对渗压计本体调试安装完成后，再依次用不透水的膨润土、水泥浆混合物(54)回填至保护的顶部；步骤4，渗压计本体信号连接，将渗压计本体上的电缆通过数据传输线连接至地面上设置的自动化数据采集仪，通过接通自动化数据采集仪的交流电源，后即可进行岩溶区地下水气压力的监测，从而完成渗压计本体的安装与信号连接。
[0012]上述方案进一步优选的，在自动化数据采集仪的信号输出端连接有数据处理终端，自动化数据采集仪与数据处理终端之间通过无线天线或RS232/485或TCP/IP通讯方式进行通讯连接，渗压计本体将岩溶区地下水气压力变化数据传输至自动化数据采集仪，自动化数据采集仪将接收的数据与地面塌陷临界值进行对比，判断实时数据是否超塌陷出临界值，若超出临界值时，则自动进行预警发布，以便及时采取措施防止岩溶区水气压力突变危及地层结构的稳定性。
[0013]上述方案进一步优选的，在不透水的膨润土与水泥浆混合物之间设置有一层干净的细砂(52)，该层干净的细砂高度为100mm
‑
300mm。
[0014]上述方案进一步优选的，在保护管上的不同高度且相互间隔100mm开设透水孔，在
同一水平高度的透水孔为4个且呈90
°
对称设置，透水孔的直径为8mm
‑
15mm。
[0015]综上所述，由于本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：
[0016](1)、本专利技术通过将渗压计和护管结合，实现岩溶区空腔水气压力实时动态监测，不仅能真实、充分反映岩溶管道裂隙中地下水气压力的变化信息，较好地解释了岩溶地下水气压力的突变过程及原因，而且还可随时更换、回收利用渗压计传感器，大幅降低了监测成本；
[0017](2)、本专利技术的用于岩溶区地下水气压力监测渗压计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计，其特征在于：所述水气压力监测渗压计包括渗压计本体(17)，渗压计本体(17)包括管状壳体(14)、设置在管状壳体(14)内的透水座体和钢弦(5)，所述透水座体通过内密封(15)进行密封固定在管状壳体(14)内，在管状壳体(14)的前端一侧的透水座体的前端部内设置有透水石(1)，靠近透水石(1)一侧且沿向管状壳体(14)后端方向的透水座体内设置有膜片(4)，所述钢弦(5)的固定端连接在膜片(4)上，所述钢弦(5)的自由端穿出透水座体且向管状壳体(14)的轴线后端方向延伸连接一电缆(16)，在透水座体的外部且钢弦(5)的外周设置有激励与接收线圈(7)。2.根据权利要求1所述的一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计，其特征在于：在透水座体的后端部设置有避雷器(10)，在避雷器(10)上通过导线(8)连接在管状壳体(14)的接地端子(11)上，在接近避雷器(10)一侧的管状壳体(14)内设置有半导体温度计(12)，在半导体温度计(12)上连接有温度计引线(13)，在所述激励与接收线圈(7)的外壁上套设有环形磁铁(9)。3.根据权利要求1或2所述的一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计，其特征在于：在渗压计本体(17)的外部设置有HDPE材料制成的保护管(50)，所述保护管(50)由下部为带堵头且不透水的沉砂管、中部为滤水管和上部为不透水的固定段组成，在保护管(50)的中部外壁上的不同高度开设透水孔(51)，在保护管(50)内且位于渗压计本体(17)前端100mm
‑
200mm之下、外围以及后端100mm
‑
200mm之上分别填充有干净的细砂(52)，在细砂(52)的洗砂之上还依次填充有膨润土(53)和水泥浆混合物(54)，在保护管(50)的固定段下部绑扎有止水带。4.根据权利要求1或2所述的一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计，其特征在于：所述透水座体包括沿管状壳体(14)的前端向后端内依次设置的第一透水座(2)、第二透水座(20)和第三透水座(21)，所述第一透水座(2)的外壁密封连接在管状壳体(14)的前端内壁上，在第一透水座(2)的前端设置有放置透水石(1)的斗型凹口(1a)，在第二透水座(20)的前端截面侧壁上设置膜片(4)，该膜片(4)的一面边缘与第二透水座(20)的前端截面侧壁边缘连接，所述膜片(4)的另一面接近第一透水座(2)的后端侧壁，在第二透水座(20)的后端与第三透水座(21)的前端之间连接激励与接收线圈(7)，在第三透水座(21)的后端侧壁上设置避雷器(10)，所述第三透水座(21)的后端以及避雷器(10)通过在管状壳体(14)的后端内部设置内密封(15)进行密封固定，在膜片(4)的中央侧壁上连接固定钢弦(5)的固定端，该钢弦(5)的自由端依次穿过第二透水座(20)、激励与接收线圈(7)、第三透水座(21)和内密封(15)与电缆(16)连接。5.根据权利要求4所述的一种用于岩溶区地下水气压力监测渗压计，其特征在于：在膜片(4)的表面中央设置有伸入第二透水座(20)一侧内的固定端子(40)，在第三透水座(21)的内部中央设置一个用于贯穿支撑钢弦(5)的固定振动块(41)，所述钢弦(5)的固定端连接在膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永信，李林凤，张荣海，黄锦孙，黄卓林，李富威，黄大厅，黄初，
申请(专利权)人：广西博世科环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：