专利名称：一种水位观测井及其施工方法
技术领域：
本发明涉及工程监测领域，特别涉及一种水位观测井及其施工方法。
背景技术：
土木和水利工程的工程监测中常需要进行地下水位监测，现行的水位观测井常用钢管或混凝土砂石滤管。 应用钢管或混凝土砂石滤管制作水位观测井的施工工艺包括以下步骤测放井位、埋设护口管、安装钻机、钻进成孔、清孔换浆、下井管、填砾料、填粘土球、在井管外围填粘性土、井口封闭、洗井、安泵试抽、排水、回填或封井。以上步骤中填砾料的目的在于在井管的滤管段形成良好的渗水通道，填粘土球和在井管外围填粘性土的目的在于在滤水管以上部分封堵渗水以避免各土层水力串通。填粘土球和在井管外围填粘性土两步骤是水位观测井管埋置成功的关键。 以上应用钢管或混凝土砂石滤管制作水位观测井主要存在造价高的不足，尤其是应用钢管制作水位观测井。应用PVC管所制井管可以极大的节省造价。
PVC管材是一种生产成本低、强度高，耐腐蚀的良好塑料制品。PVC管材有很好的力学性能，且具备极好的耐腐蚀性，使用过程中重量轻，安装方便，易实现密封连接，不易断裂，不需维护，加工良好的PVC管道， 一般来讲使用寿命可长达50年，被广泛应用于建筑、排污、废水、通风管道和农业灌溉等方面。 部分工程中有采用PVC管作为水位观测井井管的实例，但是应用PVC管作为水位观测井最大的缺点在于其外壁光滑、易于渗漏而导致井管穿过的各含水层串通，使得PVC管水位观测井为混合水位，而非滤管段含水层的水位值，导致观测结果失真。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种观测结果准确，施工成本低的水位观测井及其施工方法。 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是 一种水位观测井，该井的井管采用PVC管，所述PVC管的各管段之间通过螺纹套管连接，所述井管的滤水部位设有出水孔，所述PVC管的外壁上固接有粗糙布料层，所述粗糙布料层上满沾有水泥砂浆层，所述出水孔贯穿所述粗糙布料层和所述水泥砂浆层以及所述PVC管。所述PVC管的管段公称外径为50mm 200mm，厚度为2.0mm 3.9mm。 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是 一种水位观测井的施工方法，包括以下步骤测放井位、埋设护口管、安装钻机、钻进成孔、清孔换浆、下井管、填砾料、填粘土球、在井管外围填粘性土、井口封闭、洗井、安泵试抽、排水、回填或封井，所述井管采用PVC管，所述PVC管的管段之间通过螺纹套管连接，所述井管的管段制作方法为
a、在所述PVC管段和螺纹套管的外壁上分别固接粗糙布料层； b、在所述粗糙布料层上满粘水泥砂浆层，形成所述井管的管段； C、在所述水泥砂浆层终凝前，在对应滤水部位的井管管段上钻出水孔，所述出
水孔贯穿所述粗糙布料层和所述水泥砂浆层以及所述PVC管。 所述步骤a为先在所述PVC管段和所述螺纹套管的外壁上涂抹粘结剂后粘贴 3 5层粗糙布料，形成所述粗糙布料层。 所述步骤b为将固接有粗糙布料层的所述PVC管段和所述螺纹套管的外壁在 水泥砂浆中旋转蘸浆，形成所述水泥砂浆层。 本发明具有的优点和积极效果是通过采用在PVC管和螺纹套管外壁固接粗糙 布料层，粗糙布料层上满沾水泥砂浆层的井管，有效解决了PVC管外壁光滑、易于渗漏 而导致井管穿过的各含水层串通的问题，使得该水位观测井为滤管段含水层的水位值， 观测结果准确；较好地利用了PVC管材的优点，如很好的力学性能如耐压性能、极好的 耐腐蚀性、重量轻、安装方便、易实现密封连接、不易断裂、不需维护、寿命长等；相 对于钢管和混凝土砂石滤管，该水位观测井造价低廉、在满足工程目的的同时可以多点 布置。
图1是本发明潜水层水位观测井示意图； 图2是本发明承压含水层水位观测井示意图； 图3是图1和图2的A-A(无钻孔段)截面图； 图4是图1和图2的B-B(钻孔段)截面图。 图中1、 PVC管，2、布料层，3、水泥砂浆层，4、出水孔。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合 附图详细说明如下 请参阅图1 图4，本发明一种水位观测井，该井的井管采用PVC管1，上述
PVC管1的各管段之间通过螺纹套管连接，由上述PVC管段和螺纹套管连接形成的PVC
管l的外壁上固接有粗糙布料层2，上述粗糙布料层2上满沾有水泥砂浆层4，对应滤水
部位，钻出水孔4，出水孔4贯穿粗糙布料层2和水泥砂浆层3以及PVC管1。 上述PVC管的管段公称外径可以为50mm 200mm，厚度可以为2.0mm
3.9mm。
上述水位观测井的施工方法，以下步骤测放井位、埋设护口管、安装钻机、
钻进成孔、清孔换浆、下井管、填砾料、填粘土球、在井管外围填粘性土、井口封闭、 洗井、安泵试抽、排水、回填或封井，井管采用PVC管1， PVC管1的管段之间通过螺
纹套管连接，为防止PVC管1外壁光滑渗水，本发明采用如下方法制作井管的管段 a、在所述PVC管段和螺纹套管的外壁上分别固接粗糙布料层； b、在所述粗糙布料层上满粘水泥砂浆层，形成所述井管的管段； c、在所述水泥砂浆层终凝前，在对应滤水部位的井管管段上钻出水孔，所述出水孔贯穿所述粗糙布料层和所述水泥砂浆层以及所述PVC管。 在所述PVC管段和螺纹套管的外壁上分别固接粗糙布料层的方法有在上述管 件的外壁上涂抹粘结剂后粘贴3 5层粗糙布料；也可以在上述管件的外壁上用钢丝绑固 多层粗糙布料 上述步骤b中在粗糙布料层上满粘水泥砂浆层的方法有将固接有粗糙布料层
的PVC管段和螺纹套管的外壁在水泥砂浆中旋转蘸浆；也可以在上述粗糙布料层上涂刷
水泥砂浆。
实施例1 : 某高层住宅楼基坑工程开挖面积1.23万m2，基坑挖深15.130m。基坑周边采用 地下连续墙，地连墙深34米，墙厚1.0米。基坑周边布置潜水层水位观测井，该水位观 测井的结构如图l、图3和图4所示。 在基坑开挖深度范围内的地层自上而下垂直分布为 ①人工填土和杂填土，厚度2.3m; ②粉质粘土，厚度5.1m; ③淤泥，厚度11.4m; 粉质粘土，厚度5.7m; ⑤粉土，厚度9.80m; 粉砂，厚度8.10m; ⑦粉质粘土，厚度14.5m; ⑧粉土，厚度16.30m。 上述潜水层水位观测井采用PVC管，PVC管的管段公称外径为50mm，厚度为 2.0mm，总管长9m，第一管段6m，第二管段3m， PVC管的两管段之间采用螺纹套管连 接。在PVC管段和螺纹套管的外壁涂抹粘结剂后粘贴3层棉纺布料，之后将上述管件的 外壁在水泥砂浆中旋转蘸浆，待井管外壁上水泥砂浆快凝固时在滤水部位钻孔，形成井 管滤管段。 采用PVC管制作水位观测井的施工方法包括以下步骤测放井位、埋设护口 管、安装钻机、钻进成孔、清孔换浆、下井管、填砾料、填粘土球、在井管外围填粘性 土、井口封闭、洗井、安泵试抽、排水、回填或封井。
采用PVC管制作的潜水层水位观测井埋置成功后，应用101型水位计进行水位 观测，井管外壁未发生水力串通，测试结果符合要求。
实施例2 : 某段地铁隧道基坑工程长260m，宽20.5m，基坑挖深15.420m。 基坑周边采用 地下连续墙，地连墙深35米，墙厚1.2米。基坑周边布置潜水层和承压含水层水位观测 井，请参见图1 图4。 在基坑开挖深度范围内的地层自上而下垂直分布为
①人工填土和杂填土，厚度3.4m;
②淤泥，厚度12.1m;
③粉质粘土，厚度3.6m;
粉土，厚度2.5m;
⑤粉砂，厚度10.0m ;
⑥粉质粘土，厚度12.5m;
⑦粉土，厚度10.3m ;
⑧粉砂，厚度5.4m。 潜水层水位观测井采用PVC管，PVC管的管段公称外径为90mm，厚度为 3.0mm，总管长10m，第一管段6m，第二管段4m， PVC管的两管段之间采用螺纹套管连 接。 承压含水层水位观测井采用PVC管，PVC管的管段公称外径为90mm，厚度为 3.0mm，总管长24m，共4管段，每管段6m， PVC管的4个管段之间采用螺纹套管连接。
在PVC管段和螺纹套管的外壁涂抹粘结剂后粘贴4层棉纺布料，之后将上述管 件的外壁在水泥砂浆中旋转蘸浆，待外壁上水泥砂浆快凝固时在滤水部位钻孔，形成井
管滤管段。 采用PVC管制作水位观测井的施工方法包括以下步骤测放井位、埋设护口 管、安装钻机、钻进成孔、清孔换浆、下井管、填砾料、填粘土球、在井管外围填粘性 土、井口封闭、洗井、安泵试抽、排水、回填或封井。 采用PVC管制作的潜水层水位观测井和承压含水层水位观测井埋置成功后，应 用101型水位计进行水位观测，井管外壁未发生水力串通，测试结果符合要求。
实施例3: 某地铁车站基坑工程长463m，宽19.35m，基坑挖深18.590m。 基坑周边采用 地下连续墙，地连墙深38米，墙厚1.2米。基坑周边布置潜水层和承压含水层水位观测 井，请参见图1 图4。 在基坑开挖深度范围内的地层自上而下垂直分布为 ①人工填土和杂填土，厚度4.50m; ②淤泥，厚度13.00m ; ③粉质粘土，厚度4.0m; 粉土，厚度2.80m; ⑤粉砂，厚度13.10m; ⑥粉质粘土，厚度21.5m。 潜水层水位观测井采用PVC管，PVC管的管段公称外径为200mm，厚度为 3.9mm，总管长10m，第一管段6m，第二管段4m， PVC管的两管段之间采用螺纹套管连 接。 承压含水层水位观测井采用PVC管，PVC管的管段公称外径为200mm，厚度为 3.9mm，总管长30m，共5管段，每管段6m， PVC管的管段之间采用螺纹套管连接。
在PVC管段和螺纹套管的外壁涂抹粘结剂后粘贴4层棉纺布料，之后将上述管 件的外壁在水泥砂浆中旋转蘸浆，待上述管件的外壁上水泥砂浆快凝固时在滤水部位钻 孔，形成井管滤管段。 采用PVC管制作水位观测井的施工方法包括以下步骤测放井位、埋设护口 管、安装钻机、钻进成孔、清孔换浆、下井管、填砾料、填粘土球、在井管外围填粘性 土、井口封闭、洗井、安泵试抽、排水、回填或封井。
采用PVC管制作的潜水层水位观测井和承压含水层水位观测井埋置成功后，应 用101型水位计进行水位观测，井管外壁未发生水力串通，测试结果符合要求。
本发明的基本原理是采用PVC管制作水位观测井管，PVC管的管段之间的连 接方式采用螺纹套管，PVC管外粘布料并涂刷水泥砂浆的防渗处理方法。该井管制作方 法利用了PVC管材的优点如很好的力学性能如耐压性能、极好的耐腐蚀性、重量轻、安 装方便、易连接且密封、不易断裂、不需维护、寿命长等。在PVC管外粘布料并涂刷水 泥砂浆的防渗处理方法克服了应用中存在的管壁光滑容易造成水力串通的缺点。相对于 钢管和混凝土砂石滤管，PVC管水位观测井造价低廉、在满足工程目的的同时可以多点 布置。 尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于 上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域 的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况 下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
一种水位观测井，该井的井管采用PVC管，所述PVC管的各管段之间通过螺纹套管连接，所述井管的滤水部位设有出水孔，其特征在于，所述PVC管的外壁上固接有粗糙布料层，所述粗糙布料层上满沾有水泥砂浆层，所述出水孔贯穿所述粗糙布料层和所述水泥砂浆层以及所述PVC管。
2. 根据权利要求1所述的水位观测井，其特征在于，所述PVC管的管段公称外径为 50mm 200mm，厚度为2.0mm 3.9mm。
3. —种水位观测井的施工方法，包括以下步骤测放井位、埋设护口管、安装钻 机、钻进成孔、清孔换浆、下井管、填砾料、填粘土球、在井管外围填粘性土、井口封闭、洗井、安泵试抽、排水、回填或封井，所述井管采用PVC管，所述PVC管的管段之间通过螺纹套管连接，其特征在于，所述井管的管段制作方法为a、 在所述PVC管段和螺纹套管的外壁上分别固接粗糙布料层；b、 在所述粗糙布料层上满粘水泥砂浆层，形成所述井管的管段；C、在所述水泥砂浆层终凝前，在对应滤水部位的井管管段上钻出水孔，所述出水孔贯穿所述粗糙布料层和所述水泥砂浆层以及所述PVC管。
4. 根据权利要求3所述的水位观测井的施工方法，其特征在于，所述步骤a为先在 所述PVC管段和所述螺纹套管的外壁上涂抹粘结剂后粘贴3 5层粗糙布料，形成所述 粗糙布料层。
5. 根据权利要求3所述的水位观测井的施工方法，其特征在于，所述步骤b为将固 接有粗糙布料层的所述PVC管段和所述螺纹套管的外壁在水泥砂浆中旋转蘸浆，形成所 述水泥砂浆层。
全文摘要
本发明公开了一种水位观测井，该井的井管采用PVC管，所述PVC管的各管段之间通过螺纹套管连接，所述井管的滤水部位设有出水孔，所述PVC管的外壁上固接有粗糙布料层，所述粗糙布料层上满沾有水泥砂浆层，所述出水孔贯穿所述粗糙布料层和所述水泥砂浆层以及所述PVC管。本发明还公开了一种水位观测井的施工方法，该井井管管段制作方法为a、在所述PVC管段和螺纹套管的外壁上分别固接粗糙布料层；b、在所述粗糙布料层上满粘水泥砂浆层，形成所述井管的管段；c、在所述水泥砂浆层终凝前，在对应滤水部位的井管管段上钻出水孔，所述出水孔贯穿所述粗糙布料层和所述水泥砂浆层以及所述PVC管。本发明观测结果准确，施工成本低。
文档编号G01F23/00GK101691840SQ20091030739
公开日2010年4月7日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者杨建民, 郑刚 申请人:天津大学