[发明专利]测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备及其设置方法

权利要求书

1. 一种测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备，由埋设在钻孔中的水位观测管构成，其特征在于，该水位观测管结构如下：

该水位观测管采用密闭水位管，该密闭水位管中设有磁性浮球位移用的不锈钢导杆，该不锈钢导杆上套有可活动的磁性浮球，该磁性浮球在浮力作用下沿导杆上、下活动；该不锈钢导杆采用防水密封的不锈钢导杆；该不锈钢导杆内部空腔内设有干簧管-电阻传感元件；所述不锈钢导杆顶端设有固定和限位法兰；所述不锈钢导杆下端设有下端限位器；

所述密闭水位管顶端设有密封顶盖和出线器；所述干簧管-电阻传感元件的数据线通过该出线器与液位计电信号接收读数仪连接；

所述“顶端固定和限位法兰”上固定有“液位计固定用钢丝绳悬挂点”，该钢丝绳悬挂点通过钢丝绳，穿过密封顶盖与钢丝绳集线器连接；

所述密闭水位管下部的外面，套有水位管花管；该水位管花管上开设有若干水位管开孔；该水位管花管外部包有无纺土工布；

真空表通过真空表塑料导管与所述密闭水位管内部相通。

2. 根据权利要求1所述的测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备，其特征在于，所述密闭塑料水位管伸出钻孔的部位，包裹有管子出膜用密封膜。

3. 根据权利要求1所述的测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备，其特征在于，所述塑料水位管花管的开孔率为10%。

4. 根据权利要求1所述的测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备，其特征在于，所述密闭水位管采用密闭塑料水位管。

5. 根据权利要求1所述的测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备，其特征在于，所述水位管花管采用塑料水位管花管。

6. 根据权利要求1所述的测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备，其特征在于，所述密闭水位管和水位管花管的设置方式是：以真空预压中水平排水砂垫层底面以下0.5m处为分界线，之下为水位管段花管，之上为密闭水位管。

7. 根据权利要求1-6之一所述的测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备，其特征在于，所述磁性浮球内部空腔内设有干簧管-电阻传感元件的具体结构是：

浮球式干簧管-电阻式水位计的干簧管和电阻串接结构由绝缘板、电阻和干簧管组成，两条平行的电阻条平行固定于绝缘板两侧，干簧管5mm一段顺序逐段将平行的电阻串接；

磁性浮球位移用的导杆的外径为15～20mm，空腔内径不小于12mm的外表面光滑的不锈钢管，液位计的干簧管和电阻串接结构密封于其内部空腔内，顶部采用密封螺丝结构将数据线引出，导杆长度5～8m，其上端设有上限位器，下端设有下限位器，用于限制电磁感应浮球在上、下限位器之间的导杆上运动，磁感应浮球沿导杆活动的范围为5～8m；

浮球式干簧管-电阻式液位计的磁感应浮球的直径为50～70mm，内置固定的封闭磁环，浮球为中空密闭的不锈钢，浮球中空体积设计标准是：当浮球浮在水面上时，浮球一半在水面之上，一半在水面之下，且可以随水位的变化在导杆上自由滑动；

权利要求1所述的测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备的设置方法，其特征在于，步骤如下：

⑴.在真空预压预区内现场选择需要进行地下水位监测的位置，根据现场水文地质情况确定本测量真空排水预压密封膜下地下水位的设备的埋深；

⑵.选择排水板平面布置的形心位置钻孔埋设水位管，以真空预压中水平排水砂垫层底面以下0.5m处为分界线，之下水位管段花管，之上水位管段为密闭水位管；水位管花管在埋设前用无纺土工布严密包裹管周；

⑶.钻孔埋管在场地打完排水板后、铺地表密封膜前进行；铺膜后，用密闭塑料水位管接高，水位管高于膜面的高度根据现场后期覆水深度或堆载高度等确定，以方便后期测量为原则；

⑷.将内置浮球式干簧管-电阻式水位计安装于水位管内之前，将磁性浮球位移用的不锈钢导杆平放于地表，避免出现明显的弯曲，用卷尺量取上限位器与下限位器之间的距离，精确至1mm，分别将电磁感应浮球滑至上、下限位器的位置，上、下限位器之间的任意位置，用传感器接收读数仪检验，确认内置浮球式干簧管-电阻式水位计的工作性能良好后使用并安装；

⑸.内置浮球式干簧管-电阻式水位计经检查合格后，将浮球式干簧管-电阻式水位计置于安装好的水位管内；内置浮球式干簧管-电阻式水位安装下放深度根据管中实际初始水位来确定，使电磁感应浮球位于距离上限位器1m处，用钢丝绳一端与液位计顶部的钢丝绳悬挂点连接，一端通过密封顶盖上的出线器穿出管外后固定于钢丝绳集线器上；数据线通过侧面的出线器穿出管外；出线器由垫片和中空的螺帽构成，涂上密封胶并拧紧螺帽后兼有出线和密封的功能；

⑹.真空表塑料导管通过水位管顶部另外一个出线器引出并接一个真空表，用来测量外管空腔中真空度的变化情况；安装完毕后，开始抽真空之前，测量浮球式干簧管-电阻式水位计初始读数和管口高程以确定初始地下水位；

⑺.水位测量装置安装完毕后，在开始抽真空前做好水位管周围和密封膜的联结密封工作。

8.在密闭塑料外管穿出地表密封膜处，用管子出膜用密封膜和胶水进行密封并在出膜处灌一些泥浆；膜上密封顶盖和出线器处采用密封胶和密封圈进行密封；测量全过程保持浮球式干簧管-电阻式水位计始终处于绝对密封状态；

⑻.真空预压加固过程中，通过出线器引出数据线连接信号接受读数仪或自动数据采集装置测量浮球式干簧管-电阻式水位计测值并同时测量水位管管口高程；在不改变真空预压加固区域实际状态下准确测得加固区内软土中地下水位，同时读取真空表读数取得水位管顶部空腔真空度测值。