單管多層監(jiān)測(cè)井和多層勘探孔結(jié)構(gòu)

技術(shù)背景

地下水多層監(jiān)測(cè)井是指在目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi),僅鉆探一眼鉆孔,管外通過(guò)分層填礫料和止水,管內(nèi)通過(guò)某種方式隔開(kāi),將鉆孔中分布的多個(gè)目標(biāo)監(jiān)測(cè)層由內(nèi)而外逐級(jí)隔開(kāi),滿足分層監(jiān)測(cè)、取樣等目的,最終實(shí)現(xiàn)在同一眼鉆孔中獲得多地層水文地質(zhì)數(shù)據(jù),其具有經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)約用地等諸多優(yōu)點(diǎn)。

單管多層監(jiān)測(cè)井是最常規(guī)和施工數(shù)量最多的地下水多層監(jiān)測(cè)井,它是在一個(gè)鉆孔內(nèi)安裝一根井管,管外經(jīng)分層填礫、止水所成的井。由于其管內(nèi)并沒(méi)有進(jìn)行分層,井中的水位為混合水位、水樣也為混合水樣,地下水監(jiān)測(cè)時(shí)需采用專用儀器獲取監(jiān)測(cè)信息。多層水文地質(zhì)勘探孔的井身結(jié)構(gòu)與單管多層監(jiān)測(cè)井相同,區(qū)別主要是口徑相對(duì)較大,可進(jìn)行分層抽水實(shí)驗(yàn),主要用于查明目標(biāo)區(qū)域的地質(zhì)情況,了解地層巖性、含水層數(shù)目、厚度等。上述兩者由于自身結(jié)構(gòu)限制,不能進(jìn)行分層監(jiān)測(cè)和采樣,某種程度上造成了勘探資源的浪費(fèi)。

系統(tǒng)簡(jiǎn)介

地下水多層監(jiān)測(cè)井管內(nèi)分層改造系統(tǒng)是一種新型技術(shù)裝置,可將管內(nèi)混層的監(jiān)測(cè)井改造管內(nèi)分層的長(zhǎng)觀監(jiān)測(cè)井,安裝此系統(tǒng)后可分層獨(dú)立采集地下多個(gè)目的層的參數(shù)及水樣,實(shí)現(xiàn)了單層監(jiān)測(cè)井和多層勘探孔由混層監(jiān)測(cè)向分層監(jiān)測(cè)方式的轉(zhuǎn)變,達(dá)到精確刻畫含水層水文地質(zhì)特征,具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際使用效果。

系統(tǒng)組成

PVC-U小直徑監(jiān)測(cè)井管

用于建立獨(dú)立的監(jiān)測(cè)通道,質(zhì)量較輕,采用漲口車制螺紋連接,連接處有“O”型密封圈,具有連接快捷可靠、連接密封性能好、抗拉強(qiáng)度高和物理性能穩(wěn)定等特點(diǎn),其各項(xiàng)性能均可滿足監(jiān)測(cè)井成井的各項(xiàng)要求。

止水器具

止水器具主要有兩種,一是下止水器,主要是為了隔開(kāi)最下一層和倒數(shù)第二層,主體材質(zhì)為硬聚氯乙烯,設(shè)置了上下兩道托盤,托盤間可綁縛遇水膨脹橡膠帶,托盤的中間均設(shè)置了進(jìn)水口,便于遇水膨脹橡膠帶內(nèi)部更好的接觸井筒中的水,便于實(shí)現(xiàn)快捷有效的止水效果。二是層間止水器,層間止水器作用的隔離開(kāi)各層,材質(zhì)為遇水膨脹橡膠筒,橡膠筒上開(kāi)有多個(gè)監(jiān)測(cè)井管外徑大小的通道,并保相隔一定距離,使相鄰井管間能夠?qū)崿F(xiàn)精確止水,最外層再包裹1-2層膨脹橡膠帶并使用兩瓣式托盤固定到監(jiān)測(cè)井管上。

井口擋板

井口擋板的主體材質(zhì)為高強(qiáng)度硬聚氯乙烯,作用是懸掛整套分層改造系統(tǒng),使之通過(guò)擋板將所有重量附加到井管之上,開(kāi)孔數(shù)量與井內(nèi)分層數(shù)量相一致,目前擋板主要有2層和3層兩種。

專用夾板

專用夾板目的是下管時(shí)需要使用夾板懸掛井管串于井口,有單管夾板和雙管夾板兩種。

系統(tǒng)展示圖

監(jiān)測(cè)井管

止水器具、井口擋板、夾板

層間止水器

層間膨脹橡膠筒

技術(shù)原理

技術(shù)原理是利用專用的夾板和擋板,在井內(nèi)下入多套輕質(zhì)、無(wú)污染和耐腐蝕的PVC-U小直徑監(jiān)測(cè)井管(主要為φ50mm和φ75mm兩種規(guī)格),每一組小井管均作為獨(dú)立的進(jìn)水通道,再在管內(nèi)需要隔水的地方預(yù)制遇水膨脹橡膠,并安裝到監(jiān)測(cè)井管上并隨其一起下入至井中,橡膠膨脹后完成井內(nèi)層間止水,達(dá)到管內(nèi)層間分離的目的,一般可根據(jù)管外分層數(shù)目設(shè)置相對(duì)應(yīng)的管內(nèi)分層數(shù)目,目前改造層數(shù)為2-3層,適用于管井和裸孔兩種情況。

進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí),可由井口位置處的專用擋板上的帶有編號(hào)的各級(jí)監(jiān)測(cè)管下入傳感器和取樣器具,達(dá)到分層長(zhǎng)期觀測(cè)的目的。

技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

  • 本技術(shù)工藝器具簡(jiǎn)單,易于操作,便于實(shí)施
  • 止水材料物理化學(xué)性能穩(wěn)定,無(wú)污染,具有高膨脹比特點(diǎn),止水效果長(zhǎng)期可靠
  • 系統(tǒng)可分層獨(dú)立采集地下多個(gè)含水層的水文地質(zhì)參數(shù)及水樣,達(dá)到精確刻畫含水層水文地質(zhì)特征目的
  • 實(shí)現(xiàn)了單層監(jiān)測(cè)井和多層勘探孔由混層監(jiān)測(cè)向分層監(jiān)測(cè)方式的轉(zhuǎn)變,充分利用了現(xiàn)有的勘探資源,大幅度節(jié)約了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)成本