本實用新型涉及工程地質勘察與水文地質勘察領域，具體地說是一種獲取地下承壓水水位的承壓水水位觀測井結構及多層水位觀測的方法，主要用于查明場地水文地質條件，為基坑抗突涌驗算提供參數。

背景技術：

在各類工程項目中開展工程地質勘察和水文地質勘察時，涉及基坑開挖，需要查明場地內承壓水水位標高及壓力水頭，為基坑抗突涌驗算提供參數。場地承壓水水位標高及壓力水頭的獲取一般采取以下方法：

井位測量→鉆機成孔→洗井→井管制作安裝→井管側壁濾料及粘土球回填→洗井及試驗抽水→承壓水水位觀測→拔管封孔。

現有的方法存在以下兩個缺陷：

1、該方法只能觀測一個承壓含水層的水位，場地內存在兩個承壓含水層需要觀測承壓水水位時，需要制作兩組觀測井，工程造價偏高。

2、此方法的關鍵之處為洗井，洗井的目的是減少泥漿中粘土顆粒附著在井管的過濾管上，堵塞井管。一旦泥漿中粘土顆粒大量附著在井管的過濾管上，井管堵塞，水位觀測結果失真。

公開號為CN204941526U的實用新型專利“多層水位觀測井結構”公開了一種能適用于場地狹小多層水層同時觀測的水位觀測井結構，該結構雖然可以實現至挖設一組觀測井便可對多層水位進行測量，但是下層水位的觀測是采用埋設傳感器的方式，比較麻煩，水位測量的準確性也不高；而且上層水位測量還是采用過濾管的方式，仍然解決不了過濾管堵塞的問題。

基于上述原因，發明一種能夠觀測兩層承壓水水位且不需要過濾管的承壓水水位觀測井，具有廣泛的實用價值。

技術實現要素：

本實用新型的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種承壓水水位觀測井結構，利用該水位觀測結構能夠方便、準確的測得兩層或兩層以上的承壓水的水位標高及壓力水頭。

本實用新型提供一種承壓水水位觀測井結構，其特征在于：該觀測井結構包括井管和在井管內鉆設而成的觀測孔，所述觀測孔取芯至承壓含水層內，所述井管為無縫金屬管，在觀測孔施工完成后，直接從地表壓入土層內，其底端伸入觀測孔底面所在的承壓含水層上方的止水層內，所述井管的頂端高于觀測孔的上端口。

本實用新型進一步的技術方案：所述觀測井結構還包括用于觀測承壓含水層下方二層承壓含水層的二層水位觀測井管和二層水位觀測孔，所述二層水位觀測井管置于觀測孔與井管之間，為無縫金屬管，且底端伸入二層承壓含水層上方的第二止水層內，頂端高于井管的頂端；所述二層水位觀測孔在觀測孔的底面鉆設，并取芯至二層承壓含水層內。

本實用新型較優的技術方案：所述井管的底端置于承壓含水層頂面以上2m-3m的位置；所述觀測孔取芯至承壓含水層頂面以下1m-2m的位置。所述二層水位觀測井管的底端置于二層承壓含水層頂面以上2m-3m的位置；所述二層水位觀測孔取芯二層承壓含水層頂面以下1m-2m的位置。

本實用新型較優的技術方案：所述井管和二層水位觀測井管均采用多段壁厚為2mm的無縫鋼管螺紋連接而成；所述井管高出觀測孔孔口10cm-20cm，二層水位觀測井管高出井管的管口10cm-20cm。

本實用新型較優的技術方案：所述井管直徑大于觀測孔直徑19-60mm。

采用本實用新型的結構進行水位觀測的方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)按觀測井施工方案布設的井位進行測量放線；

(2)根據場地地勘資料或在距離觀測井1-3m范圍內鉆孔取芯，確認承壓含水層與止水層的空間分布特征；

(3)在布設的井位處開設觀測孔，觀測孔取芯至第一層承壓含水層內；

(4)根據第一層承壓含水層的埋藏深度，配制第一層承壓含水層水位觀測井管，所述第一層承壓含水層水位觀測井管采用多段無縫鋼管螺紋連接而成，其直徑大于觀測孔直徑，將第一層承壓含水層水位觀測井管套在觀測孔外，其管心對準觀測孔的孔心，并采用錘擊方式貫入至第一層承壓含水層上方的止水層內，井管的上端高出觀測孔的孔口；

(5)對觀測孔進行洗井，置換觀測孔內的泥漿，并試驗抽水檢驗洗井效果，待抽取的地下水由渾濁變為清澈，達到了觀測要求時，完成洗井工作；

(6)試驗抽水停止后，復測觀測孔的孔口高程，并測量觀測井管頂面至觀測孔孔口的距離，并采用測繩，以觀測井管頂面為參照系，開始觀測第一層承壓含水層的水位。一般在停止抽水后第5、10、15、20、25、30min各測一次水位，以后每60min測一次，觀測時間不少于24h，并在觀測過程中記錄觀測時間與水位的關系曲線，待該關系曲線僅在一定的范圍內波動且沒有持續上升或下降趨勢時停止觀測，并確定第一層承壓含水層的水位；

(7)當第一層承壓含水層的水位觀測完之后，在觀測孔的底面繼續鉆孔至第二層承壓含水層內；

(8)根據第二層承壓含水層的埋藏深度，配制第二層承壓含水層水位觀測井管，第二層承壓含水層水位觀測井管也采用多段無縫鋼管螺紋連接而成，其直徑大于觀測孔直徑，小于第一層承壓含水層水位觀測井管直徑；將第二層承壓含水層水位觀測井管置于第一層承壓含水層水位觀測井管與觀測孔之間，并將管心對準觀測孔的空心，采用錘擊方式貫入至第二層承壓含水層上方的止水層內，井管的上端高出第一層承壓含水層觀測井管的管口；

(9)重復步驟(5)和步驟(6)，觀測第二層承壓含水層的水位；

(10)第二層承壓含水層的水位觀測完成后，將所有井管按直徑由小到大的順序依次拔出，并采用粘土球回填搗實的方法對觀測孔進行封孔，或重復步驟(7)至(9)進行下一層承壓含水層水位觀測后，再將所有井管按直徑由小到大的順序依次拔出，采用粘土球回填搗實對觀測孔進行封孔。

每層井管的底端置于所測承壓含水層頂面上方2m-3m的位置；每層觀測孔的底面置于所測承壓含水層頂面下方1m-2m的位置。

所述觀測孔的開設是采用沖擊鉆進或回轉鉆進的方式完成。

在步驟(5)中所述的洗井工作采用與觀測井井管直徑相配備的深井潛水泵進行洗井，可以采用型號為89QJ-3型的深井潛水泵。

所述第一層承壓含水層水位觀測井管高出觀測孔孔口10-20cm，之后每層水位觀測井管均高出相鄰外層井管管口10-20cm。

本實用新型的有益效果：

(1)本實用新型所述的觀測井結構簡單，不需要制作濾管，避免了因為濾管堵塞而造成的觀測結果不準確等問題，降低了泥漿對水位觀測結果的影響；

(2)本實用新型既可以觀測一層承壓水的水位標高和壓力水頭，也可以觀測多層承壓水的水位標高和壓力水頭，且井管側壁不需要回填濾料和粘土球，節約工程造價。

本實用新型結構簡單、施工方便、成本低廉，可以只用鉆一個孔便可以同時觀測多層承壓含水層的水位標高和壓力水頭，且觀測準確，可以廣泛應用于工程地質勘察和水文地質勘察中。

附圖說明：

圖1是本實用新型中觀測井結構的示意圖；

圖2是圖1的A-A’截面圖；

圖3是圖1的B-B’截面圖；

圖4是實施例中觀測第一層承壓水位的觀測井結構示意圖；

圖5是實施例中觀測第二層承壓水位的觀測井結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1、圖2和圖3所示的一種承壓水水位觀測井結構，包括井管1和在井管1內鉆設而成的觀測孔2，所述觀測孔2取芯至承壓含水層3內1-2m的位置，所述井管1為無縫鋼管，采用多段壁厚為2mm的無縫鋼管螺紋連接而成，其直徑大于觀測孔2直徑19-60mm，首先施工觀測孔，待觀測孔施工完成后，將井管1的中心與觀測孔的中心對準，然后直接從地表壓入土層內，其底端伸入觀測孔2底面所在的承壓含水層3上方的止水層4內，一般高于承壓含水層3頂面2-3m的位置，可以通過止水層4止水，所述井管1的頂端高于觀測孔2的上端口10-20cm，避免水位太高涌出觀測孔2的孔口。該部分觀測井結構施工完成后，便可有開始觀測承壓含水層3的水位。

如圖1、圖2和圖3所示，如果需要繼續觀測下層承壓含水層水位，便在該觀測井結構上繼續施工用于觀測承壓含水層3下方二層承壓含水層7的二層水位觀測井管5和二層水位觀測孔6，所述二層水位觀測井管5為無縫金屬管，也采用多段壁厚為2mm的無縫鋼管螺紋連接而成，其直徑大于觀測孔2的直徑，小于井管1的直徑，將二層水位觀測井管5置于觀測孔2與井管1之間，其井管5的管心與觀測孔2的孔心對準，二層水位觀測井管5的底端伸入二層承壓含水層7上方的第二止水層8內，頂端高于井管1的頂端10-20cm；所述二層水位觀測孔6在觀測孔2的底面鉆設，并取芯至二層承壓含水層7內1-2米的位置。

實施例，以寶鋼湛江鋼鐵基地水文地質專項勘察項目為觀測項目，根據場地地勘資料確認該勘測項目從包括兩層地下承壓含水層，每層承壓含水層上方有止水層，并確定兩層承壓含水層的深度，在確定了承壓含水層與止水層的空間分布特征后，開始施工，其施工的具體步驟如下：

(1)按觀測井施工方案布設的井位進行測量放線；

(2)采用回轉鉆機在布設的井位處回轉成孔，鉆孔直徑為108mm，鉆孔取芯至第一層承壓含水層9的頂面以下1m的位置，完成第一層承壓含水層水位觀測孔9-1的施工；

(3)根據第一層承壓含水層的埋藏深度，準備第一層承壓含水層水位觀測井管9-2，該井管是由多段外徑為146mm，壁厚2mm的無縫鋼管通過螺紋套管連接的無縫鋼管，其長度確定能夠伸入第一層承壓含水層9上方2m位置，頂端可以高出第一層承壓含水層水位觀測孔9-1孔口10-20cm；然后將第一層承壓含水層水位觀測井管9-2的管心對準第一層承壓含水層水位觀測孔9-1的孔心，并采用錘擊方式貫入至第一層承壓含水層頂板以上2m的位置，并利用第一止水層10止水(如圖4所示)；

(4)將89QJ-3型深井潛水泵放入第一層承壓含水層水位觀測孔9-1內對其進行洗井，置換孔內泥漿，并試驗抽水，待抽取的地下水由渾濁變為清澈，停止試驗抽水；

(5)試驗抽水停泵后，試驗抽水停止后，復測觀測孔的孔口高程，并測量觀測井管頂面至觀測孔孔口的距離，并采用測繩，以觀測井管頂面為參照系，開始觀測第一層承壓含水層的水位；在停止抽水后第5、10、15、20、25、30min各測一次水位，以后每30min或60min測一次，觀測時間不少于24h，并在觀測過程中記錄觀測時間與水位的關系曲線，待該關系曲線僅在一定的范圍內波動且沒有持續上升或下降趨勢時停止觀測，確定第一層承壓含水層的水位；

(6)當第一層承壓含水層的水位觀測完之后，鉆機原位機械回轉成孔，在第一層承壓含水層水位觀測孔9-1的底面繼續鉆孔至第二層承壓含水層11內，形成第二層承壓含水層水位觀測孔11-1，其孔徑為90mm；

(7)根據第二層承壓含水層的埋藏深度，準備第二層承壓含水層水位觀測井管11-2，該井管是由多段外徑為130mm，壁厚2mm的無縫鋼管通過螺紋套管連接的無縫鋼管，其長度確定能夠伸入第二層承壓含水層11上方2m位置，頂端可以高出第一層承壓含水層水位觀測井管9-2的管口10-20cm；然后將第二層承壓含水層水位觀測井管11-2的管心對準第一層承壓含水層水位觀測孔9-1的孔心，并采用錘擊方式貫入至第二層承壓含水層頂板以上2m的位置，并利用第二止水層12止水(如圖5所示)；

(8)重復步驟(4)和步驟(5)，觀測第二層承壓含水層11的水位；

(9)第二層承壓含水層11的水位觀測完成后，將所有井管按直徑由小到大的順序依次拔出，并采用粘土球回填搗實的方法對觀測孔進行封孔。

通過對觀測結果的分析和檢測證明采用本實用新型所獲得的觀測成果真實可靠。

本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。