用于水文勘察松散层承压水的抽水井管的制作方法

1.本实用新型涉及水文地质勘察、基坑降水技术领域，具体的说是一种用于工程勘察基坑降水中勘察松散层承压水的简易有效地下水抽水井管。


背景技术：

2.在水文地质勘察、基坑施工过程中，获取场地地下水的水文地质参数和降低地下水水位是工程建设的重要前提，现有常规抽水井是采用地质钻机成孔，然后安装制作井管，逐节安装井管，在井管侧壁回填滤料及黏土球，然后进行抽水。现有的观测方法中井管滤管段侧壁需要回填滤料，形成反滤层，安装不方便且安装过程中容易造成井管塌孔，所以需要多次清扫、清洗。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是设计一种用于水文勘察松散层承压水的抽水井管，该井管简易而有效，可以在滤管段提前安装反滤层后下管，避免安装导致的井管塌孔，提高成孔效率，且可以重复使用，节约成本，同时可根据设计出水量自由选择和调节双层滤管长度。
4.为了达到上述技术目的，本实用新型提供的技术方案为一种用于水文勘察松散层承压水的抽水井管，其特征在于：所抽水井管包括垂直延伸至待抽水含水层内的抽水井孔和安装在抽水井孔内的抽水井管；所述抽水井管包括位于隔水层内的实管及位于含水层内的双层滤管和沉淀管；所述实管与双层滤管接口处设置旋转开合式密封圈；所述抽水井管内安装有出水管，在出水管下部连接潜水泵；所述出水管上部伸出抽水井孔。
5.本实用新型较优的技术方案：所述出水管伸出抽水井孔的部分在地面上连接电子流量计和抑制阀及取水口；所述潜水泵位于双层滤管内。
6.本实用新型较优的技术方案：所述双层滤管内填充人造泡沫砂，所述人造泡沫砂包括2-4层颗粒大小不同的泡沫砂，泡沫砂的排布顺着水流的方向颗粒逐渐增大，其中任意一层的泡沫砂颗粒粒径大于相邻较粗一层泡沫砂的孔隙，同时泡沫砂最小粒径大于双层滤管表面花管孔的直径。
7.本实用新型进一步的技术方案：所述旋转开合式密封圈置于含水层与隔水层交汇处；所述实管与双层滤管的内层花管外径相等，并与双层滤管的内层花管连接，所述旋转开合式密封圈包括内径与实管外径相匹配的固定环、呈环形分布在固定环上的多个旋转伸缩叶片和连接在固定环与多个旋转式伸缩叶片上的防水布，在固定环的内环设有橡胶密封圈；旋转开合式密封圈通过固定环套设在实管及双层滤管内层花管的接缝处，其内壁通过橡胶密封圈与实管外壁及双层滤管内层花管的外壁固定连接，且旋转开合式密封圈的多个旋转伸缩叶片伸开后的外缘环体直径大于或等于抽水井孔的孔径；所述双层滤管的外层花管外径等于抽水井孔的孔径。
8.本实用新型较优的技术方案：所述双层滤管是由两节或两节以上的双层滤管拼接而成。
9.本实用新型较优的技术方案：所述实管长度等于抽水井孔孔口至待抽水含水层顶面的距离，所述沉淀管长度不小于1m，沉淀管与双层滤管的外层花管连接。
10.本实用新型较优的技术方案：所述旋转伸缩叶片包括叶柄和金属叶片，叶柄一端通过弹簧与固定环连接，另一端通过铰链轴与金属叶片连接；所述金属叶片呈三角形，并与叶柄呈倾斜状连接，多个金属叶片倾斜角度相同，均顺时针倾斜，在每个金属叶片最外端的角部设有向外延伸的金属凸起；所述实管顺时针旋转状态下，旋转伸缩叶片和防水布呈收缩状态，；实管逆时针旋转状态下，旋转伸缩叶片和防水布呈张开状态，并通过每片金属叶片外端的金属凸起嵌入抽水井孔孔壁内与抽水井孔密封连接。
11.本实用新型的沉淀管用于沉淀井内悬浮物；所述过滤管为充填过滤管为双层花管，内外管间充填人造泡沫砂；所述旋转开合式密封圈介于滤管与实管接头处，张开后与井壁形成栓塞，能有效阻断井管内地下水流动。
12.本实用新型的有益效果：
13.(1)本实用新型设置有双层滤管，可以在地面上拼接的同时设置好反滤层，不需要单独回填滤料，避免传统成井过程中经常清孔、扫空造成的塌孔现象，而且滤管可以多次重复使用，节约成本；
14.(2)本实用新型的滤管段为可拆卸分段式短管，根据进入含水层长度选取不同长度短管拼接成所需长度，且可以地面拼接，一次下管，避免逐节安装井管存在的塌孔问题；
15.(3)本实用新型中的密封圈采用旋转式密封圈，在下管前可以将其旋转收缩避免影响下管，在下管到位后再将其旋转展开，起到密封的作用，避免黏土颗粒附着在井管的过滤管上，堵塞井管。
附图说明
16.图1是本实用新型结构示意图；
17.图2是本实用新型的使用状态图；
18.图3是本实用新型中旋转开合式密封圈的展开状态示意图；
19.图4是本实用新型中旋转开合式密封圈的关闭状态示意图；
20.图5是本实用新型旋转伸缩叶片的结构示意图；
21.图6是本实用新型实施例中的土层分布图；
22.图7是本实用新型实施例中的井管布设图。
23.图中：1—待抽水含水层，2—隔水层，3—抽水井孔，4—实管，5—旋转开合式密封圈，500—固定环，501—旋转伸缩叶片，502—防水布，6—双层滤管，7—人造泡沫砂，8—出水管，9—沉淀管，10—潜水泵，11—电子流量计，12—抑制阀及取水口。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图7为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.实施例中使用的用于水文勘察松散层承压水的抽水井管，如图1和图2 所示，包括垂直延伸至待抽水含水层1内的抽水井孔3和安装在抽水井孔3 内的抽水井管；所述抽水井管包括位于隔水层2内的实管4及位于含水层1 内的双层滤管6和沉淀管9，所述双层滤管6内填充人造泡沫砂7，所述人造泡沫砂包括2-4层颗粒大小不同的泡沫砂，泡沫砂的排布顺着水流的方向颗粒逐渐增大，其中任意一层的泡沫砂颗粒粒径大于相邻较粗一层泡沫砂的孔隙，同时泡沫砂最小粒径大于双层滤管6表面花管孔的直径；所述双层滤管6可以根据长度需要由两节或两节以上的双层滤管拼接而成。所述实管4与双层滤管6接口处设置旋转开合式密封圈5；所述抽水井管内安装有出水管8，在出水管8下部连接潜水泵10；所述出水管8上部伸出抽水井孔3，出水管8伸出抽水井孔3的部分在地面上连接电子流量计11(兼作为水位观测口)和抑制阀及取水口12，；所述潜水泵10位于双层滤管6 内。所述实管4长度等于抽水井孔3孔口至待抽水含水层1顶面的距离，所述沉淀管9长度不小于1m，沉淀管9与双层滤管6的外层花管连接。
27.实施例中使用的旋转开合式密封圈5，如图3和图4所示，置于含水层 1与隔水层2交汇处；所述实管4与双层滤管6的内层花管外径相等，并与双层滤管6的内层花管连接，所述旋转开合式密封圈5包括内径与实管4 外径相匹配的固定环500、呈环形分布在固定环500上的多个旋转伸缩叶片 501和连接在固定环与多个旋转式伸缩叶片上的防水布502，在固定环500 的内环设有橡胶密封圈；旋转开合式密封圈5通过固定环套设在实管4及双层滤管6内层花管的接缝处，其内壁通过橡胶密封圈与实管4外壁及双层滤管6内层花管的外壁固定连接，且旋转开合式密封圈5的多个旋转伸缩叶片501伸开后的外缘环体直径大于或等于抽水井孔3的孔径；所述双层滤管6的外层花管外径等于抽水井孔3的孔径。如图5所示，所述旋转伸缩叶片501包括叶柄和金属叶片，叶柄一端通过弹簧与固定环连接，另一端通过铰链轴与金属叶片连接；所述金属叶片呈三角形，并与叶柄呈倾斜状连接，多个金属叶片倾斜角度相同，均顺时针倾斜，在每个金属叶片最外端的角部设有向外延伸的金属凸起；如图4所示，所述实管4顺时针旋转状态下，旋转伸缩叶片501和防水布502呈收缩状态；如图5所示，在实管4逆时针旋转状态下，旋转伸缩叶片501和防水布502呈张开状态，并通过每片金属叶片外端的金属凸起嵌入抽水井孔3孔壁内与抽水井孔3 密封连接。
28.下面结合具体实施例对本实用新型的使用过程进一步说明，实施例为湖北省武汉市某个位于长江一级阶地场的住宅小区项目，经过工程地质勘察的地层划分，该场地地层情况自上而下如下表，地质剖面如图6所示：
[0029][0030]
该场地地下水除填土中储存上部滞水外，还有一层承压水，储存于粉质黏土与粉砂互层(地层代号
③
)与粉砂层(地层代号
④
)中，上部隔水层主要为软塑状态的粉质黏土层(地层代号
②
)。为测得准确的含水层渗透系数，为基坑降水设计提供准确的参数，工作中采用本实用新型中的结构设置抽水试验井管，以下实施例中的井管加设有一节双层滤管，其具体为直径250mm,壁厚4.3mm的pvc-u实壁管体、外直径350mm，壁厚3.5mm，内直径250mm的pvc-u花管(花管内外壁之间充填人造泡沫砂)；其具体观测水位的方法如下：
[0031]
(1)采用xy-15型勘察钻机成孔，孔径350mm，钻进至34m，到达承压含水层，记录承压含水层底板(即土层
②
底面)深度为20m，填土层深度(上部滞水含水层
①2)6.5m；
[0032]
(2)安装地下水抽水井管，采用1节20m长直径250mm、壁厚4.3mm 的pvc-u实管，1节15m长直径350mm、壁厚3.5mm的pvc-u花管，将两节pvc管通过扣件固定好；然后将旋转开合式密封圈5固定在pvc-u 实管的20m位置；
[0033]
(3)在下管之前，旋转使开合式密封圈5的伸缩叶片带动防水布收缩，开始下井管，将整个井管放入井孔内。井管下降到位后，逆时针旋转开合式密封圈5带动伸缩叶片和防水布张开，将抽水井孔的孔壁与外层实壁管体的外壁之间密封，完成井管的安装；
[0034]
(4)在步骤(3)中的井管安装到位后，如图7所示，将井管的管口固定并安装抽水设备和电子流量计进行试抽，经调试满足试验要求后在正式抽水；
[0035]
(5)根据试验操作规程进行三次抽水试验并对成果进行汇总后得到该含水层的渗透系数为16.64m/d；管井抽水开泵后30min取水样测试，其含砂量小于1/50000，满足规范要求。
[0036]
综上所述，为本实用新型列举的一个实施例，但本实用新型不仅限于上述实施例，只要以任何相同或相似的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型保护的范围。