[发明专利]一种用于监测岩溶塌陷水气压力的监测井及其成井工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测井，具体涉及一种用于监测岩溶塌陷水气压力的监测井及其成井工艺。

背景技术

岩溶塌陷是岩溶区一种常见的地质灾害。在国外及我国都时有发生，导致建筑物陷落或破坏，造成交通中断，给生命财产带来重大损失。而塌陷的主要诱因之一为岩溶区岩溶管道中的水气压力变化，特别是大幅、快速或频繁变化。

由于具有隐蔽性、突发性特点，目前岩溶塌陷区的监测工作尚无一套完善的监测方案，其监测井的选址及成井仍沿用非岩溶区的经验，未考虑岩溶区岩溶管道及岩溶塌陷形成演化的特殊性，且现有技术中还未开展针对岩溶管道中气压力变化的监测工作。因此，需要寻找、设计一种新的岩溶塌陷水气压力的监测井，使其能够真实反应岩溶管道中的水、气压力的变化条件，为岩溶塌陷的研究、监测和预警提供依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于监测岩溶塌陷水气压力的监测井及其成井工艺。本发明所述的监测井揭露了岩溶溶洞或裂隙带，可真实反应岩溶管道裂隙中水、气压力的变化信息。

本发明所述的用于监测岩溶塌陷水气压力的监测井，包括监测钻孔，其特征在于：

在监测钻孔中设置有护管，所述的护管由封闭管和渗水管连接而成，所述封闭管和渗水管的连接处对应于监测钻孔中的土-岩界面处，在该封闭管和渗水管的连接处还设置有由止水材料构成的止水环；

所述护管的封闭管的外壁止水环以上部位与监测钻孔的内壁之间的缝隙中填充水泥砂浆；

所述护管的顶端端口设置有密封盖。

上述技术方案中，所述的封闭管可以是管道周壁上不具有开孔的管材，优选为PVC管；所述的渗水管可以是管道周壁上开设有孔的管材，优选为PVC滤水管。

所述的止水材料与现有技术相同，优选为海带。所述的止水环将护管的外壁与监测钻孔的内壁之间的空隙分隔成上、下两个腔室。

所述的保护盖由泡沫填充剂或玻璃胶形成。所述的泡沫填充剂或玻璃胶可从市场上直接购买得到，具体可以选择市场上销售的赛磊那(上海)贸易有限公司生产的顶泰发泡剂、长沙大禹防水公司生产的聚氨酯填缝发泡胶、青岛金固友建材有限公司生产的发泡胶、道康宁(中国)投资有限公司生产的道康宁玻璃胶、西卡(中国)有限公司生产的西卡玻璃胶或成都硅宝科技股份有限公司生产的硅宝玻璃胶等。

本发明还提供上述用于监测岩溶塌陷水气压力的监测井的成井工艺，包括以下步骤：

1)确定监测井的位置；

2)钻孔形成监测钻孔，该监测钻孔能够揭露岩溶溶洞或裂隙带，即穿过土-岩界面；

3)对形成的监测钻孔进行抽水试验；

4)提供由封闭管和渗水管连接而成的护管，所述护管中渗水管的高度为当护管放入监测孔洞时，使护管上封闭管和渗水管的连接处正好对应于监测钻孔的土-岩界面处；在护管上封闭管和渗水管的连接处绑置由止水材料，将绑置有止水材料的护管放入监测钻孔中，并使止水材料遇水膨胀形成止水环将护管外壁与监测钻孔的内壁之间分隔成上、下两个腔室；

5)向由护管的封闭管的外壁与监测钻孔的内壁之间形成的上腔室中填充水泥砂浆；

6)在护管中安装所需的仪器；

7)在护管的顶端端口形成密封保护盖。

上述工艺中，

步骤1)中，根据已有基础地质资料、现场地面调查，必要时可辅助物探探测，选择下伏基岩岩溶管道、裂隙相对发育的地区，在此基础上确定监测井的位置。

步骤2)中，按现有常规水文地质钻探要求成孔，但需要关注土层与基岩分界面的位置，需要穿过溶洞或裂隙发育带(钻探浆液漏失)3～5m后方才终孔。

步骤3)中，所述的抽水试验按现有常规方法进行。进行抽水试验一方面可以判断所形成的监测孔洞是否位于该区岩溶管道区，另一方面是为了清孔，疏通孔周的岩溶裂隙。

步骤4)中，所述的封闭管可以是管道周壁上不具有开孔的管材，优选为PVC管；所述的渗水管可以是管道周壁上开设有孔的管材，优选为PVC滤水管。

步骤4)中，所述的止水材料与现有技术相同，优选为干海带。

步骤5)中，用于填充由井管的封闭管的外壁与监测钻孔的内壁之间形成的腔室的水泥砂浆的配比与现有技术相同。

步骤6)中，为了与监测系统配合，通常需要在井管中安装一些测量岩溶管道中水、气的各种指标数据的仪器，如各种传感器(如孔隙水压力传感器、气压力传感器)等。