一种测定岩体渗透系数的压水装置的制作方法

本发明涉及岩体渗透性探测，具体为一种测定岩体渗透系数的压水装置。

背景技术：

1、岩体的渗透系数是能够反映岩体内部裂隙渗透性能的指标，对于地质探测以及工程建设，对于地下岩体的渗透性能研究有很重要的实际意义。

2、目前对于岩体内部渗透性能的测定，通常采用抽水或压水法进行检测，而压水试验作为最常用的试验方式，具有可确定岩体的渗透特性；可测试计算岩体相对透水性与裂隙发育程度的优点。

3、授权公告号为cn209485935u的中国专利公开了一种多级梯度稳压钻孔压水试验装置，该技术包括供水系统、多级稳压系统、数据采集系统及钻孔封闭系统四部分。能够解决现有的压水试验装置无法精准控制压水压力的问题，同时可以实现钻孔压水过程中流量和渗透压力的实时采集，有效提高了压水试验的效率和质量。

4、而申请人发现，诸如上述技术与现有技术，现有压水系统中的堵水装置，一般将水压入橡胶塞中，使橡胶塞膨胀，从而堵住岩体钻孔，但水与空气相比密度较大，充满水后的橡胶塞硬度较高，易被岩壁钻孔底部的尖锐岩石划破，且压入橡胶塞内的水流速不定，造成橡胶塞内压力不稳定，进而影响堵水效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种测定岩体渗透系数的压水装置，以解决上述背景技术中提出的充水橡胶塞硬度大易损坏，同时水压不稳定，导致橡胶塞堵塞效果不佳的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测定岩体渗透系数的压水装置，包括外壁管，所述外壁管的内部安装有进水管，所述进水管的上端与外部水泵相连，所述外壁管下端固定连接有安装座，所述安装座的圆弧面安装有橡胶塞，所述安装座的内部设有撑起结构，所述撑起结构包括活动塞管，所述活动塞管的上端与安装座滑动连接，所述安装座的内部开设有空腔，所述活动塞管位于空腔内，所述橡胶塞的内部开设有膨胀腔，所述安装座圆弧面靠近空腔与膨胀腔之间开设有用于连通空腔和膨胀腔的通孔，所述活动塞管的圆弧面开设有两个外通水孔，两个所述外通水孔沿活动塞管圆心位置对称分布，所述进水管的底部封闭，所述进水管的圆弧面对应两个外通水孔的位置开设有两个内通水孔，所述内通水孔的尺寸与外通水孔的尺寸相当。

3、作为本发明的进一步方案，所述活动塞管内壁靠近外通水孔的位置设有密封组件，所述密封组件包括套环，所述套环的圆弧面与活动塞管内壁固定连接，所述套环的内径与进水管外径相当，所述套环圆弧面对应外通水孔的位置开设有连接孔，所述套环内壁环绕连接孔一圈的位置固定连接有密封垫，所述密封垫为橡胶垫。

4、作为本发明的进一步方案，所述活动塞管内壁靠近底部位置固定连接有海绵垫。

5、作为本发明的进一步方案，所述活动塞管的下端固定连接有弧形底件，所述弧形底件呈半圆状，所述弧形底件为合金钢材质。

6、作为本发明的进一步方案，所述活动塞管的上表面固定连接有橡胶环，所述橡胶环与空腔内壁紧密贴合。

7、作为本发明的进一步方案，所述外壁管圆弧面靠近上端位置设有调节结构，所述调节结构包括调节盘，所述调节盘的内壁与外壁管螺纹连接，所述外壁管的圆弧面靠近上端位置开设有螺纹，所述调节盘的圆弧面固定连接有卡块，所述卡块的表面滑动连接有固定环，所述调节盘位于固定环内壁，所述调节盘与固定环转动连接，所述固定环的圆弧面固定连接有长板，所述长板上表面靠近前后端位置均固定连接有固定轴，所述固定轴的上端固定连接有配重板，所述调节盘的上表面转动连接有手柄。

8、作为本发明的进一步方案，所述配重板表面为向下凹陷的圆弧状，所述配重板为钢板。

9、作为本发明的进一步方案，长板的两侧设有固定结构，所述固定结构包括两个限位块，所述限位块的一侧与长板固定连接，两个所述限位块之间转动连接有螺杆，所述螺杆为双向螺纹螺杆，所述螺杆的一端固定连接有调节帽，所述螺杆的圆弧面螺纹连接有两个活动板，所述活动板的一侧呈“u”形，并与长板滑动连接，所述活动板的内部滑动连接有两个钢钉，所述钢钉的上端固定连接有固定片。

10、作为本发明的进一步方案，所述钢钉的圆弧面开设有螺旋纹。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、1.通过活动塞管的设置，只需将整个外壁管向内插入需检测的岩石钻孔内，直至底部的活动塞管触底，并继续下压外壁管，此时由于压力作用，活动塞管会在安装座的内部空腔中向上移动，并同时挤压内部空气，将空腔内空气通过通孔挤入橡胶塞内，使橡胶塞充气膨胀，直至橡胶塞膨胀至完全阻隔钻孔内壁，另外由于橡胶塞由空气撑大膨胀，其也具有一定可缓冲性，从而避免橡胶塞过硬，导致被尖锐岩体损坏。

13、2.通过密封组件的设置，在活动塞管上升至外通水孔与内通水孔水平时，设置于活动塞管内壁的套环与进水管内壁紧密贴合，同时密封垫对内通水孔外壁进行密封，从而有效避免进水管在压水时，导致水外泄入活动塞管内，并继续向上对安装座出现影响的问题。

14、3.通过在长板上的两个配重板表面增加配重，转动手柄调整整个调节盘，使调节盘在固定环内转动，同时使与其配合螺纹连接的外壁管向下移动，使下压过程更稳定。

15、4.通过转动调节帽，使螺杆转动，并调节两个活动板的相对位置，随后向地表内钉入活动板表面的钢钉，从而对整个装置进行牢固的固定，使测定过程更稳定。

技术特征：

1.一种测定岩体渗透系数的压水装置，包括外壁管(1)，其特征在于：所述外壁管(1)的内部安装有进水管(2)，所述进水管(2)的上端与外部水泵相连，所述外壁管(1)下端固定连接有安装座(3)，所述安装座(3)的圆弧面安装有橡胶塞(4)，所述安装座(3)的内部设有撑起结构(5)，所述撑起结构(5)包括活动塞管(51)，所述活动塞管(51)的上端与安装座(3)滑动连接，所述安装座(3)的内部开设有空腔(52)，所述活动塞管(51)位于空腔(52)内，所述橡胶塞(4)的内部开设有膨胀腔(54)，所述安装座(3)圆弧面靠近空腔(52)与膨胀腔(54)之间开设有用于连通空腔(52)和膨胀腔(54)的通孔(53)，所述活动塞管(51)的圆弧面开设有两个外通水孔(55)，两个所述外通水孔(55)沿活动塞管(51)圆心位置对称分布，所述进水管(2)的底部封闭，所述进水管(2)的圆弧面对应两个外通水孔(55)的位置开设有两个内通水孔(56)，所述内通水孔(56)的尺寸与外通水孔(55)的尺寸相当。

2.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述活动塞管(51)内壁靠近外通水孔(55)的位置设有密封组件(57)，所述密封组件(57)包括套环(571)，所述套环(571)的圆弧面与活动塞管(51)内壁固定连接，所述套环(571)的内径与进水管(2)外径相当，所述套环(571)圆弧面对应外通水孔(55)的位置开设有连接孔(572)，所述套环(571)内壁环绕连接孔(572)一圈的位置固定连接有密封垫(573)，所述密封垫(573)为橡胶垫。

3.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述活动塞管(51)内壁靠近底部位置固定连接有海绵垫(574)。

4.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述活动塞管(51)的下端固定连接有弧形底件(58)，所述弧形底件(58)呈半圆状。

5.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述活动塞管(51)的上表面固定连接有橡胶环(59)，所述橡胶环(59)与空腔(52)内壁紧密贴合。

6.根据权利要求1所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述外壁管(1)圆弧面靠近上端位置设有调节结构(6)，所述调节结构(6)包括调节盘(61)，所述调节盘(61)的内壁与外壁管(1)螺纹(62)连接，所述外壁管(1)的圆弧面靠近上端位置开设有螺纹(62)，所述调节盘(61)的圆弧面固定连接有卡块(63)，所述卡块(63)的表面滑动连接有固定环(64)，所述调节盘(61)位于固定环(64)内壁，所述调节盘(61)与固定环(64)转动连接，所述固定环(64)的圆弧面固定连接有长板(65)，所述长板(65)上表面靠近前后端位置均固定连接有固定轴(66)，所述固定轴(66)的上端固定连接有配重板(67)，所述调节盘(61)的上表面转动连接有手柄(68)。

7.根据权利要求6所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述配重板(67)表面为向下凹陷的圆弧状，所述配重板(67)为钢板。

8.根据权利要求6所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述长板(65)的两侧设有固定结构(7)，所述固定结构(7)包括两个限位块(74)，所述限位块(74)的一侧与长板(65)固定连接，两个所述限位块(74)之间转动连接有螺杆(75)，所述螺杆(75)为双向螺纹螺杆，所述螺杆(75)的一端固定连接有调节帽(76)，所述螺杆(75)的圆弧面螺纹(62)连接有两个活动板(71)，所述活动板(71)的一侧呈“u”形，并与长板(65)滑动连接，所述活动板(71)的内部滑动连接有两个钢钉(72)，所述钢钉(72)的上端固定连接有固定片(73)。

9.根据权利要求6所述的一种测定岩体渗透系数的压水装置，其特征在于：所述钢钉(72)的圆弧面开设有螺旋纹。

技术总结
本发明公开了岩体渗透性探测技术领域的一种测定岩体渗透系数的压水装置，包括外壁管，所述外壁管的内部安装有进水管，所述进水管的上端与外部水泵相连，所述外壁管下端固定连接有安装座，所述安装座的圆弧面安装有橡胶塞，所述安装座的内部设有撑起结构，所述撑起结构包括活动塞管，所述活动塞管的上端与安装座滑动连接，所述安装座的内部开设有空腔，所述活动塞管位于空腔内，所述橡胶塞的内部开设有膨胀腔，所述安装座圆弧面靠近空腔与膨胀腔之间开设有用于连通空腔和膨胀腔的通孔，所述活动塞管的圆弧面开设有两个外通水孔。解决了充水橡胶塞硬度大易损坏，同时水压不稳定，导致橡胶塞堵塞效果不佳的问题。

技术研发人员：蒋军,李代茂,邢亮,郭清华,王信普,曹瑞琅,张强,刘立鹏
受保护的技术使用者：广东粤海粤西供水有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13