[发明专利]基于压力示踪的基础工程地下水参数测量方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基础工程测量技术，尤其是地下水参数测量的方法及系统，具体地说是一种基于压力示踪的基础工程地下水参数测量方法及系统。

背景技术

众所周知，水文地质参数测量涉及地下工程建设的方方面面。只要有地下水渗流就会影响到基础工程的稳定与建设。如何保证基础工程设计与施工，通行的办法是室内取样和野外现场测量两种方法，取得不同结构地层的渗透参数。目前现场基础工程地下水参数测量和使用的方法主要有三类：一是抽水试验方法，它是在地下钻一个大口径，四周钻几个小口径的水位观测井，把潜水泵放到井中抽取地下的水量与地下水位下降的对应关系，利用袭布依抽水试验公式计算地下水的参数；该方法的优点是传统、悠久和简单；缺点是花钱多、时间长、获得的参数少。二是同位素示踪测量法，它是通过测量天然和人工地下水渗流场的分布来计算水文地质参数；如中国专利98111509.8、98227872.1；美国专利6445187、4051368；英国专利2009921，它们的优点是测量设备轻便、测点多，测量精度较高；缺点是同位素示踪测量对环境和人类有一定的影响。三是工程界普遍采用的大坝钻孔灌浆法，即沿坝顶密布三排或更多排深度至坝基的钻孔，然后，逐孔、逐段进行压力灌浆，填补坝体内有孔隙部分，以增强大坝的整体密度，减小其渗透性，阻止大坝继续渗漏。优点是施工工艺简单，技术要求不高，一般的工程队都能施工，对渗漏量不大的均质性土坝，能够取得一定的灌浆效果；缺点是耗资太大，大坝一次性灌浆费用在千万至数千万元不等，且钻孔众多并施加较大的压力灌浆，对坝体有一定的损伤。水文地质勘察是点的观察与测试的科学，测点密度越大，测量精度越高。传统抽水试验方法很难提高点的密度，所取得的参数在质量，特别在数量上满足不了目前水文地质评价和计算方法的需要。随着国民经济建设的高速发展，愈来愈多的工程建设对地下水渗流引起的潜在的事故隐患，提出了一系列工程渗流需要解决的技术难题。如江河堤坝的管涌渗漏、水源地的合理开采、矿山的涌水防治、公路桥涵的地下水渗流、地下铁道的水文地质测量、高层建筑基坑的排水等测量手段提出了更高更新的要求。

仅水库与江河堤坝的渗漏检测就形成一个技术产业。目前世界水库数量排在前五名的国家是中国、美国、印度、西班牙和日本，占全球水库总量的80％。由于水库的特殊作用，在给人们带来巨大利益的同时，也会给人类造成灾难性后果。中国现有水库8.6万余座，江河堤坝27万余公里，为世界之最。从民国初到1980年有2976座水库溃坝；瑞士在过去的175年中就有500座大坝失事。因此，有效地检测出渗漏原因并消除其渗漏隐患，已成为世界性难题。全球约有40％的水库大坝存在着渗漏隐患，如中国的龙羊峡、新安江、刘家峡、八盘峡、梅山、纪村、碧口、天桥、二滩、小浪底；法国的Malpasset拱坝，意大利的Vajont水库，瑞士的Zeuzier拱坝及奥地利的Koelnbrein高拱坝等工程。为此，各国政府每年耗费巨大的资金进行渗漏水库的修复和新的检测方法的研究。中国的黄壁庄水库2002年因渗漏问题维修的费用高达7亿元人民币；据悉美国修复现有病险水库需要花费300亿美元；全球消除现有大坝隐患大约耗资3000亿美元。

发明内容

本发明的目的是之一针对现有的地下水参数测量方法存在的投资大、周期长或对环境对有污染的问题，发明一种投资少，无污染的测量方法。

本发明的目的之二是发明一种测量系统用于实现对地下水参数的低成本快速测量。

本发明的技术方案之一是：

一种基于压力示踪的基础工程地下水参数测量方法，其特征是在被测量目标上根据测量指标要求钻出一个加压孔和一个以上的示踪测量孔，并使所钻的加压孔和示踪测量孔的深度达到或超过含水层的底板，然后利用注水管向加压孔中施加压力水，在示踪量孔中安装带有压力传感器的测量管，最后根据测量项目和测量精度的要求反复向加压孔中加注压力水，测得测量管中压力值及其时间参数送入计算机相应的计算模块中进行处理即可获得被测量目标的地下水参数值。

本发明的技术方案之二是：