特深孔地下水位长期观测装置的制作方法

allin2026-09-28  16


本申请涉及水电工程,特别是一种特深孔地下水位长期观测装置。


背景技术:

1、常规水电工程一般钻孔深度小于500m,抽水蓄能电站厂房深孔一般在400m以上,如西畴抽水蓄能电站厂房深孔500m。按照《水电工程钻探规程》(nb/t 35115-2018)第3.0.2条规定,钻孔深度超过500m的钻孔属于特深孔,如泸西抽水蓄能电站厂房深孔900m。根据《抽水蓄能电站工程地质勘察规定》(nb/t 10073-2018)第8.2.6条规定:应利用钻孔和勘探平洞对地下水位进行动态长期观测,观测时间不少于1个水文年。钻孔竣工后还需安装观测管,通过对地下水位进行长期观测,可进一步掌握和研究勘探施工地区的地下水动态规律,为论证水工建筑物的水文地质条件提供第一手资料。

2、抽水蓄能是当前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的电力系统绿色低碳清洁能源,该方式灵活通过调节与电源,与风电、太阳能发电、核电、火电等配合效果较好。为满足发电序列,需要建设大规模抽水蓄能电站。现有抽水蓄能电站厂房对于较深且水位埋深较大的观测深孔,没有较好的安装结构,采用现有的镀锌钢管虽然安全性较好,但全孔安装镀锌钢管成本高;而采用悬挂式管道安装又存在管道容易脱节断裂的问题。而如果随意减少镀锌钢管的使用量,会对观测寿命造成不良影响;同时不同型号的镀锌钢管自重不同,过粗的镀锌钢管自重也过大也影响孔内观测管的使用寿命和安全性,在实际施工过程中,无法准确确定兼具经济效益和使用安全可靠性的镀锌钢管选型。同时现有结构的观测管无法适用于深度大于500m以上观测孔的安装使用需要。

3、例如cn 201811209214.4中公开的单孔观测岩溶山区双层地下水位装置及方法,该装置采用内管、套管结构,配合所用方法,在安装该装置之前预先钻出阶梯孔,能减少钻孔数量,准确测试岩溶山区双层稳定地下水位。但该结构及方法并不适用于深度超过500m的观测孔安装和观察,也无法解决现有500m以上深度观测孔安装困难的问题。

4、公开于背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。


技术实现思路

1、本申请针对上述技术问题提供了一种特深孔地下水位长期观测装置,该装置适用于特深孔地下水位用长期观测,兼具经济效益和使用安全可靠性。

2、本申请提供了一种特深孔地下水位长期观测装置,该装置包括容纳设置于观测孔内的:沉淀管、过滤管、长观管、变径接头、止水栓塞、遇水膨胀橡胶、孔口保护座;

3、沉淀管设置于观测孔内底部,沉淀管的顶部与过滤管相连通;过滤管的顶部与长观管相连通;长观管顶部通过变径接头与观测孔的上部相连通;观测孔顶部伸出地面,并在观测孔地面部分上罩设孔口保护座;

4、沉淀管、过滤管及长观管的下部容纳设置于第二层的含水层内;长观管的中部容纳设置于第一层的含水层内,多个止水栓塞串联包覆设置于长观管外壁上,遇水膨胀橡胶填充设置于止水栓塞上方。

5、优选地,孔口保护座包括:基座、筒体、筒盖;基座安装于钻孔口处;筒体安装于基座上;筒体顶面上设置敞口,敞口上设置筒盖。

6、优选地,包括:4个止水栓塞6,4个止水栓塞6相互叠置设置;止水栓塞为单管顶压式栓塞器。

7、优选地,过滤管管壁上设置多个孔洞;过滤管管壁孔隙率为20%~30%。

8、优选地,观测管顶部内壁设置多个台阶面。

9、优选地,变径接头包括:喇叭段、直管段;喇叭段的底端与直管段的顶端相连通;喇叭段的顶端与观测管第一台阶面卡接,直管段与观测管外径相等,并与长观管顶端卡接。

10、优选地,遇水膨胀橡胶套与止水栓塞设置于含水层中;

11、止水栓塞分设于第一层含水层和第二层含水层中。

12、优选地,观测孔深度大于等于500m。

13、本申请能产生的有益效果包括:

14、1)本申请所提供的特深孔地下水位长期观测装置,该观测装置结构简单,不需全孔下镀锌钢管且所选镀锌钢管可兼具经济效益和使用寿命,满足孔型使用要求,达到节约材料,降低成本长期观测的效果,尤其适用于观测孔深度大于500m的特深孔;同时基于钻孔结构,利用变径接头平衡受力,避免观测管脱节断裂。

15、2)本申请所提供的特深孔地下水位长期观测装置,该装置适用于各种深度钻孔和多层水位观测,可以观测潜水和承压水,且井管侧壁不需要回填滤料和黏土球,也不需要水泥止水,施工方便。



技术特征:

1.一种特深孔地下水位长期观测装置,其特征在于,该装置包括容纳设置于观测孔内的:沉淀管、过滤管、长观管、变径接头、止水栓塞、遇水膨胀橡胶、孔口保护座;

2.根据权利要求1所述的特深孔地下水位长期观测装置,其特征在于,孔口保护座包括:基座、筒体、筒盖;基座安装于钻孔口处;筒体安装于基座上;筒体顶面上设置敞口,敞口上设置筒盖。

3.根据权利要求1所述的特深孔地下水位长期观测装置,其特征在于,包括:4个止水栓塞,4个止水栓塞相互叠置设置;止水栓塞为单管顶压式栓塞器。

4.根据权利要求1所述的特深孔地下水位长期观测装置,其特征在于,过滤管管壁上设置多个孔洞;过滤管管壁孔隙率为20%~30%。

5.根据权利要求1所述的特深孔地下水位长期观测装置,其特征在于,观测管顶部内壁设置多个台阶面。

6.根据权利要求5所述的特深孔地下水位长期观测装置,其特征在于,变径接头包括:喇叭段、直管段;喇叭段的底端与直管段的顶端相连通;喇叭段的顶端与观测管第一台阶面卡接,直管段与观测管外径相等,并与长观管顶端卡接。

7.根据权利要求1所述的特深孔地下水位长期观测装置,其特征在于,遇水膨胀橡胶套与止水栓塞设置于含水层中;止水栓塞分设于第一层含水层和第二层含水层中。

8.根据权利要求1所述的特深孔地下水位长期观测装置,其特征在于,观测孔深度大于等于500m。


技术总结
本申请公开了一种特深孔地下水位长期观测装置,该装置包括容纳设置于观测孔内的:沉淀管、过滤管、长观管、变径接头、止水栓塞、遇水膨胀橡胶、孔口保护座;沉淀管设置于观测孔内底部,沉淀管的顶部与过滤管相连通;过滤管的顶部与长观管相连通;长观管顶部通过变径接头与观测孔的上部相连通;观测孔顶部伸出地面,并在观测孔地面部分上罩设孔口保护座;沉淀管、过滤管及长观管的下部容纳设置于第二层的含水层内。通过该方法选型后不需全孔下镀锌钢管且所选镀锌钢管可兼具经济效益和使用寿命,满足孔型使用要求,达到节约材料,降低成本长期观测的效果;同时基于钻孔结构,利用变径接头平衡受力,避免观测管脱节断裂。该装置尤其适用于观测孔深度大于500m的特深孔;同时基于钻孔结构,利用变径接头平衡受力,避免观测管脱节断裂。

技术研发人员:王光明,席隆海,张正雄,崔景涛,杨青松,赵伟群,程伟,潘登喜,王启明,刘擘,张睿,张西波
受保护的技术使用者:中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司
技术研发日:20240112
技术公布日:2024/10/31
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