CN203904966U - 借助静力触探设备压入的快速取水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及岩土工程和环境工程领域，具体涉及借助静力触探设备压入的快速取水装置，其特征在于：所述装置主要由空心探杆、过滤管和圆锥探头组成，所述过滤管内置于所述空心探杆内部，所述过滤管的下端部与所述圆锥探头的顶端连接固定，所述过滤管的上端部与所述空心探杆的空心腔体内壁构成滑动配合，所述过滤管与所述空心探杆的空心腔体连通，所述空心腔体连接一真空装置。本实用新型的优点是：本实用新型解决了国内现有的传统工程监测井取样不能满足快速、准确反应土水关系的要求；能在最大贯入深度内指定深度取出地下水样，并且避免操作人员直接接触；装置结构简单，生产成本低，取样方法便捷有效，符合工程取样要求。

Description

借助静力触探设备压入的快速取水装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程和环境工程领域，具体涉及借助静力触探设备压入的快速取水装置。

背景技术

地下水（ground water），是指处于地表以下的重力水。是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水作为地球上重要的水体，与人类社会有着密切的关系。地下水具有供水条件稳定、水质良好的特点，为农业灌溉、工矿企业以及城市生活用水的重要水源。地下水对工程岩土体的强度和变形以及对建筑物稳定性的影响极为重要，同时也是各种不良地质现象产生的重要因素，因此要对地下水压力、孔隙水压力准确控制，以保证工程顺利、安全施工和正常运行。

2012年5月11日，中国国土资源部《2011中国国土资源公报》面向社会发布，公报显示中国城市地下水较差、极差级比例已经过半，全国地下水质量状况不容乐观。进行该类场地环境调查时，取样质量的好坏对环境调查资料的真实性至关重要。因此，如何选择有效的原位取样方法，快速准确查明其分布范围是环境调查关注的热点问题。

岩土工程中的静力触探技术（CPT）是指利用静力压入装置将连接触探头的触探杆压入土层，通过量测系统测试土的贯入阻力的原位测试方法，可确定土的部分力学参数，具有扰动小、测试准确、操作便捷等优点。从20世纪80年代中期开始，随着环境岩土工程的发展，国际不少机构研发了静力触探新型技术，进一步加强CPT技术在工程领域中的应用。目前国内还未出现快速地下水取样设备，而传统的监测井地下水取样周期较长，所取水样为混合水样，不能准确的反应土水的关系。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了借助静力触探设备压入的快速取水装置，将过滤式取水结构设置于静力触探探头内，利用静力触探装置，实现在指定深度快速获取纯净水样，同时又避免操作人员直接接触到水样。

本实用新型目的的实现由以下技术方案完成：

一种借助静力触探设备压入的快速取水装置，其特征在于：所述装置主要由空心探杆、过滤管和圆锥探头组成，所述过滤管内置于所述空心探杆内部，所述过滤管的下端部与所述圆锥探头的顶端连接固定，所述过滤管的上端部与所述空心探杆的空心腔体内壁构成滑动配合，所述过滤管与所述空心探杆的空心腔体连通，所述空心腔体连接一真空装置。

所述空心探杆由连接头、取样套管、螺帽和上部套管拼接而成，所述取样套管的底端与所述螺帽配合连接，所述取样套管的顶端与所述上部套管的底端之间通过所述连接头连接固定，所述过滤管内置于所述取样套管，所述过滤管的上端部与所述取样套管的空心腔体内壁构成滑动配合。

所述过滤管顶端通过球形锁与一密封塞连接固定，所述密封塞开有气孔，所述密封塞与所述取样套管的空心腔体内壁构成滑动配合。

所述取样套管内部设有水位传感器。

所述过滤管管壁为双层复合结构，其内壁层为透水石过滤层，外壁层为内部夹砂的双层PVC透水层。

所述过滤管的外壁表面开设有环槽，所述内、外壁层依次嵌装于所述环槽内部，所述过滤管的通过过滤孔与所述内、外壁层构成贯通。

本实用新型的优点是：本实用新型解决了国内现有的传统工程监测井取样不能满足快速、准确反应土水关系的要求；能在最大贯入深度内指定深度取出地下水样，并且避免操作人员直接接触；装置结构简单，生产成本低，取样方法便捷有效，符合工程取样要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构剖面示意图；

图2是本实用新型的使用状态结构剖面示意图;

图3是本实用新型的过滤管结构剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3所示，图中标记1-14分别为：上部套管1、连接头2、通气阀3、水位传感器4、取样套管5、密封塞6、球形阀7、过滤管8、透水石过滤层9、PVC过滤层10、螺帽11、圆锥探头12、密封圈13、砂土层14。

实施例：如图1所示，本实施例中借助静力触探设备压入的快速取水装置的主体包括圆锥探头12、过滤管8以及由连接头2、取样套管5、螺帽11和上部套管1拼接构成的空心探杆。其中取样套管5的底端连接固定螺帽11，圆锥探头12由螺帽11限位。取样套管5的顶端通过连接头2与上部套管1的底端构成配合连接固定。圆锥探头12的顶端连接过滤管8，过滤管8的管体内置于取样套管5的空心腔体内部。过滤管8的顶端与通过球形阀7与一密封塞6相连接固定，即过滤管8的顶端以及密封塞6的底端上分别开设有与球形阀7的形状、大小相匹配的圆形凹槽，球形阀7装置在凹槽内使得过滤管8与密封塞6之间构成配合连接固定。密封塞6与取样套管5的空心腔体内壁之间构成滑动配合，使得过滤管8能通过密封塞6在取样套管5内的上下滑动。如图3所示，过滤管8具有一中孔，该中孔与取样套管5的内腔相连接；过滤管8的管壁外表面开有环槽，其环槽内依次嵌装有作为内壁层的透水石过滤层9，作为外壁层的夹有砂土层14的双层PVC过滤层10，过滤管8的中孔通过过滤孔与透水石过滤层9和夹砂的双层PVC过滤层10相贯通，以实现水样被真空装置抽吸并经由外、内两层过滤层后至取样套管5的空心腔体内部。连接头2上贯通设有通气阀3，取样套管5的空心腔体通过通气阀3连接真空装置（图中未示出）。水位传感器4穿过连接头2并密封安装于取样套管5的空心腔体内部。连接头2下端装有密封圈13以保证取样套管5内部的密封。密封塞6外壁也设有密封圈13。

本实施例中的装置主要针对地下水原位取样，满足了快速、便捷采集无二次污染的地下水样的要求，为分析各种工程施工前的施工地层奠定基础。

使用本实施例中的装置提取地下水样的具体操作步骤为：

1、利用静力触探的贯入设备将装置整体贯入至待取地下水样的土层内，贯入方向为圆锥探头12的圆锥尖角方向，此时取样套管5底端的螺帽紧贴圆锥探头12。

　  2、如图2所示，将装置贯入到指定的深度后，上提上部套管1至一定高度，上部套管1带动取样套管5上升，而密封塞6利用其与取样套管5之间的滑动配合，使得过滤管8相对伸出于取样套管5外的指定深度土层中。

3、启动真空装置，此时指定深度土层中的地下水水样通过透水石过滤层9、夹有砂土层14的双层PVC过滤层10的过滤被抽吸至取样套管5的空心腔体中。当取样套管5内的水位传感器4感应到地下水水样已充满取样套管5时，关闭真空装置，停止抽吸地下水水样。

4、将装置取回地表，利用可拆卸式的配合连接结构，拆除连接头2，将水样从取样套管5中倒出并密封保存，然后清洗设备。

5、取样结束，并可重复上述过程进行另一深度的取样。

本实施例在具体实施时：取样套管5两端与连接头2、螺帽11之间的连接处可采用螺纹配合连接或其他可拆卸式的连接结构，方便操作人员拆除及安装。

Claims (6)

1.一种借助静力触探设备压入的快速取水装置，其特征在于：所述装置主要由空心探杆、过滤管和圆锥探头组成，所述过滤管内置于所述空心探杆内部，所述过滤管的下端部与所述圆锥探头的顶端连接固定，所述过滤管的上端部与所述空心探杆的空心腔体内壁构成滑动配合，所述过滤管与所述空心探杆的空心腔体连通，所述空心腔体连接一真空装置。

2.根据权利要求1所述的一种借助静力触探设备压入的快速取水装置，其特征在于：所述空心探杆由连接头、取样套管、螺帽和上部套管拼接而成，所述取样套管的底端与所述螺帽配合连接，所述取样套管的顶端与所述上部套管的底端之间通过所述连接头连接固定，所述过滤管内置于所述取样套管，所述过滤管的上端部与所述取样套管的空心腔体内壁构成滑动配合。

3.根据权利要求2所述的一种借助静力触探设备压入的快速取水装置，其特征在于：所述过滤管顶端通过球形锁与一密封塞连接固定，所述密封塞开有气孔，所述密封塞与所述取样套管的空心腔体内壁构成滑动配合。

4.根据权利要求2所述的一种借助静力触探设备压入的快速取水装置，其特征在于：所述取样套管内部设有水位传感器。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种借助静力触探设备压入的快速取水装置，其特征在于：所述过滤管管壁为双层复合结构，其内壁层为透水石过滤层，外壁层为内部夹砂的双层PVC透水层。

6.根据权利要求5所述的一种借助静力触探设备压入的快速取水装置，其特征在于：所述过滤管的外壁表面开设有环槽，所述内、外壁层依次嵌装于所述环槽内部，所述过滤管的通过过滤孔与所述内、外壁层构成贯通。