一種地下水多斷面分層取樣的管井及施工方法技術

本發明專利技術公開了一種地下水多斷面分層取樣的管井及施工方法，屬于環境修復技術領域。包括井管與多斷面填料層兩部分，所述井管自下而上依次包括底管、濾水管、頂管、井蓋、底斷面取樣滴管、中斷面取樣滴管、上斷面取樣滴管；所述多斷面填料層自下而上依次包括底斷面取樣層、中斷面取樣層以及上斷面取樣層。通過本發明專利技術，采用“上下兩端封堵+目標端采樣”的結構，并輔以套管成井的施工方式，即管井取樣滴管的設置區域直接位于目標區域，且對其上下兩側非目標區域進行了有效封隔，能夠防止水利交匯，管井施工采用套管成井，作業過程無縱向水土污染的遷移擴散，能夠進一步提高采樣水質純度，降低了混合成分的含量，使得水質分析結果更具代表性。性。性。

【技術實現步驟摘要】
一種地下水多斷面分層取樣的管井及施工方法


[0001]本專利技術涉及一種地下水多斷面分層取樣的管井及施工方法，屬于環境修復


技術介紹

[0002]隨著我國對生態環境的愈發重視，場地環境調查與修復治理工作正在緊密進行。近年來，地下水環境問題逐漸由點源污染向面源污染發展，為順利推進污染防治攻堅的順利開展，規范的地下水采樣技術是必不可少的。
[0003]地下水采樣是一項復雜且嚴謹的工作，由于地下水濃度在空間分布上的特點，為取得特定深度的水質情況，一般需構建專業的地下水采樣井進行地層取樣，而現有的采樣技術在管井結構與建井方式上仍存在一定問題。
[0004]目前行業內應用較多的分層取樣井主要依靠定制的取樣裝備完成分層采樣，該分層取樣井往往未對井管外側非目標水域進行封隔，管內水樣實乃不同深度區域的混合水樣，高濃度區域不斷向低濃度區域遷移擴散，故此種方法取得的水樣誤差較大，不足以反應特定區域地下水質狀況。相對現有的定層取樣井，因封隔段與濾水段的針對性設計，使得管井內水質在代表性方面得到了改善，但該井僅能針對某一深度的地下水進行水質采樣，如需獲得不同深度的地下水樣本，則需構建數個管井進行多次采樣，這對于場地面積限制、成本支出、周期消耗提供了一定挑戰。
[0005]此外，傳統地下水取樣井主要以鉆機鉆進成孔的方式建井，該過程中鉆機葉片持續對土體進行螺旋切割，從而可能將上層潔凈水土或者污染水土攜帶至待測區域，進而造成待測區域所取水樣為混合水樣，引起結果偏差。另，鉆進成孔的建井方式普遍存在土體擠壓縮孔的現象，從而導致填料量不容易控制，無法保證待測區域外的地下水是否得到有效封堵。
[0006]因此，如何有針對性的提出一種經濟又簡單的地下水多斷面分層取樣的管井及施工方法是當前場地環境調查、修復工作中亟待解決的技術問題。

技術實現思路

[0007]為了解決上述技術問題，本專利技術的目的在于提供一種地下水多斷面分層取樣的管井及施工方法，該分層取樣井設計合理、結構簡單、效果精準。
[0008]本專利技術所要解決的技術問題采取以下技術方案來實現：
[0009]一種地下水多斷面分層取樣的管井，包括井管與多斷面填料層兩部分，所述井管沿鉆孔布置，所述井管自下而上依次包括底管、濾水管、頂管以及井蓋，所述井管內還設有取樣機構，所述取樣機構包括底斷面取樣滴管、中斷面取樣滴管、上斷面取樣滴管；
[0010]所述多斷面填料層自下而上依次包括底斷面取樣層、中斷面取樣層以及上斷面取樣層，所述底斷面取樣層自下而上包括底斷面封隔層、底斷面濾水層，所述中斷面取樣層自下而上包括中斷面封隔層、中斷面濾水層，所述上斷面取樣層自下而上包括上斷面封隔層、
上斷面濾水層；
[0011]所述濾水管為設置于底斷面取樣層的篩管；
[0012]所述頂管為實管；
[0013]所述井蓋為敞口式密封蓋，外嵌于頂管上部；
[0014]所述底斷面取樣滴管穿透所述井蓋并延伸至底斷面取樣層；
[0015]所述中斷面取樣滴管穿透所述井蓋并延伸至中斷面取樣層；
[0016]所述上斷面取樣滴管穿透所述井蓋并延伸至上斷面取樣層；
[0017]所述底斷面濾水層為介于井管與鉆孔之間的一段允許地下水流入井管的過濾段；
[0018]所述底斷面封隔層為介于井管與鉆孔之間的一段隔水、隔氣材料填充段；
[0019]所述中斷面濾水層為介于井管與鉆孔之間的一段集水段；
[0020]所述中斷面封隔層為介于井管與鉆孔之間的一段隔水、隔氣材料填充段；
[0021]所述上斷面濾水層為介于井管與鉆孔之間的一段集水段；
[0022]所述上斷面封隔層為介于井管與鉆孔之間的一段隔水、隔氣材料填充段。
[0023]作為優選實例，所述底管、濾水管以及頂管由一根整體管材一體成型或由同一管徑的多根管材分段連接而成。
[0024]作為優選實例，所述井蓋內徑與頂管外徑一致。
[0025]作為優選實例，所述濾水管底部不設篩孔，濾水管表面設有規則分布的篩孔，篩孔為刻槽或者圓孔，濾水管外側均勻包裹一層篩網。
[0026]作為優選實例，所述底斷面封隔層、中斷面封隔層、上斷面封隔層填料采用粘土球或者隔水膠囊。
[0027]作為優選實例，所述底斷面濾水層、中斷面濾水層、上斷面濾水層填料為石英砂。
[0028]作為優選實例，所述底斷面取樣滴管的進水口設置于濾水管內，所述中斷面取樣滴管、上斷面取樣滴管的進水口分別通過密封墊片插入井管外的中斷面濾水層、上斷面濾水層內，且中斷面取樣滴管、上斷面取樣滴管的滴管頭部套裝有過濾頭。
[0029]一種地下水多斷面分層取樣的管井施工方法，包括以下步驟：
[0030]A)結合場地地下水多斷面分層取樣深度，在井管合適位置設置篩孔區域、管外滴管區域、底部沉淀管區域，同時進行多斷面取樣滴管及井蓋的安裝，完成多斷面分層取樣管井的預制作工序；
[0031]B)相關測量設備放線定位擬建水質取樣井位置、高程，并作好醒目標識；
[0032]C)按照水質取樣井深度和孔徑要求，配制所需套管口徑及成井樁尖類型，成井樁尖為與套管同徑的鋼樁尖、活瓣樁尖或者鋼筋混凝土預制樁尖；
[0033]D)綜合考量套管口徑、套管深度、地層情況、經濟成本等因素，從而選定合適的套管沉入設備，它可以是機械手、振動錘、或者其它沉入設備，選定設備后，機械起吊套管扣接成井樁尖，控制垂直度，下壓套管至預定深度；
[0034]E)機械起吊預制作完畢的多斷面分層取樣管井管，控制垂直度，同時借助導向器，居中下放井管至套管內；
[0035]F)根據場地地下水多斷面分層取樣深度，于套管與井管空隙中利用填料依次填充密實底斷面封隔層、底斷面濾水層、中斷面封隔層、中斷面濾水層、上斷面封隔層、上斷面濾水層，中斷面濾水層、上斷面濾水層填砂過程中同時對布設于濾水層中的取樣滴管進行送
水反沖洗，消除膨潤土填充過程中堵塞過濾頭孔眼的現象；
[0036]G)機械振動起拔套管，致使成井樁尖、填料、井管留置土層內，待井身周邊膨潤土遇水發漲變形，形成有效止水后，完成多斷面分層取樣管井的施工。
[0037]作為優選實例，所述井管上開設的篩孔采用正三角形錯位布點法布置。
[0038]作為優選實例，成井樁尖如采用預制混凝土預制樁尖，預制樁尖與套管的接觸層表面應澆筑有橡膠密封墊。
[0039]本專利技術的有益效果是：
[0040](1)通過本專利技術，提供一種地下水多斷面分層取樣的管井及施工方法，采用“上下兩端封堵+目標端采樣”的簡單結構進行發散設計，并輔以套管成井的施工方式，即管井取樣滴管的設置區域直接位于目標區域，且對其上下兩側非目標區域進行了有效封隔，能夠防止水利交匯，管井施工采用套管成井，作業過程無縱向水土污染的遷移擴散，上述措施能夠進一步提高采樣水質純度，最大限度降低了混合成分的含量，使得水質分析結果更具代表性；
[0041](2)通過本專利技術本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種地下水多斷面分層取樣的管井，包括井管與多斷面填料層兩部分，所述井管沿鉆孔布置，其特征在于，所述井管自下而上依次包括底管、濾水管、頂管以及井蓋，所述井管內還設有取樣機構，所述取樣機構包括底斷面取樣滴管、中斷面取樣滴管、上斷面取樣滴管；所述多斷面填料層自下而上依次包括底斷面取樣層、中斷面取樣層以及上斷面取樣層，所述底斷面取樣層自下而上包括底斷面封隔層、底斷面濾水層，所述中斷面取樣層自下而上包括中斷面封隔層、中斷面濾水層，所述上斷面取樣層自下而上包括上斷面封隔層、上斷面濾水層；所述濾水管為設置于底斷面取樣層的篩管；所述頂管為實管；所述井蓋為敞口式密封蓋，外嵌于頂管上部；所述底斷面取樣滴管穿透所述井蓋并延伸至底斷面取樣層；所述中斷面取樣滴管穿透所述井蓋并延伸至中斷面取樣層；所述上斷面取樣滴管穿透所述井蓋并延伸至上斷面取樣層；所述底斷面濾水層為介于井管與鉆孔之間的一段允許地下水流入井管的過濾段；所述底斷面封隔層為介于井管與鉆孔之間的一段隔水、隔氣材料填充段；所述中斷面濾水層為介于井管與鉆孔之間的一段集水段；所述中斷面封隔層為介于井管與鉆孔之間的一段隔水、隔氣材料填充段；所述上斷面濾水層為介于井管與鉆孔之間的一段集水段；所述上斷面封隔層為介于井管與鉆孔之間的一段隔水、隔氣材料填充段。2.根據權利要求1所述的一種地下水多斷面分層取樣的管井，其特征在于，所述底管、濾水管以及頂管由一根整體管材一體成型或由同一管徑的多根管材分段連接而成。3.根據權利要求1所述的一種地下水多斷面分層取樣的管井，其特征在于，所述井蓋內徑與頂管外徑一致。4.根據權利要求1所述的一種地下水多斷面分層取樣的管井，其特征在于，所述濾水管底部不設篩孔，濾水管表面設有規則分布的篩孔，篩孔為刻槽或者圓孔，濾水管外側均勻包裹一層篩網。5.根據權利要求1所述的一種地下水多斷面分層取樣的管井，其特征在于，所述底斷面封隔層、中斷面封隔層、上斷面封隔層填料采用粘土球或者隔水膠囊。6.根據權利要求1所述的一種地下水多斷面分層取樣的管井，其特征在于，所述底斷...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張云達，顧春杰，何健，江建斌，李超，呂凱，劉春陽，
申請(專利權)人：上海市地礦建設有限責任公司，
類型：發明
國別省市：