一种复活失效测压管用活塞装置及其方法

技术领域

本发明涉及渗流监测装置技术领域，尤其涉及一种复活失效测压管用活塞装置及其方法。

背景技术

测压管在水利工程中应用广泛，对观测水工建筑物地下水位有非常重大的作用，测压管中水位数据是判别水工建筑物是否安全的重要指标。水工建筑物的内部安全监测主要采用测压管的方式实现，辅以自动化监测系统，可随时了解水工建筑物内部扬压力变化。

测压管内水位反映了该测压管所在位置的地下水位，其变化幅度与场地周边水体水位变动密切相关；汛期上下游水位急剧变化，地下水位变动幅度也特别大，测压管的作用就是要准确、灵敏地反映场地水体水位变化所引起的地下水位变化，测压管内所测水位数据是分析、判断、验算水工建筑物是否安全的重要指标。测压管透水段与场地周边地下水位是有水力联系的，新埋设的测压管，透水段管内是通畅的，但随着时间的推移，地下水流动带来的细小颗粒，在测压管内会逐渐淤积，测压管透水段管段的有效长度逐渐变短，其透水性慢慢变差，测压管灵敏度逐年降低，直至失去功效。许多水工建筑物埋设的测压管，过几年就要重新埋设。

现有的管内清淤一般采用水力清洗，通常使用塑料软管通水冲洗，利用水流的压力冲击松动管内淤积物，水流带着淤积物的细小颗粒从管口溢出，从而达到清淤的目的。采用这种方法理论上是可以清除管内淤积物的，但实际上，采用该方法清理后的测压管，对地下水位变化的反映也不是很灵敏，所测数据与原来测压管新埋设阶段的数据相比，灵敏度还是很差。究其原因，有两点：

(1)测压管透水管段外侧的土工织物(滤网)上附着细小土颗粒，淤堵水力通道；

(2)测压管透水管段外侧反滤料被细小土粒堵塞，水流不畅。

采用上述管内清淤的方法，复活的失效测压管，由于透水管外还有细小土颗粒附着在滤网和反滤料上，堵塞水流通道，测压管内的水位变化不灵敏，很难满足水利工程地下水监测的工程需求，因此，许多水工建筑物埋设的测压管，过几年就要重新埋设。

发明内容

本发明的目的是提供一种复活失效测压管用活塞装置及其方法，解决了现有技术中测压管失效后难处理或者处理后水位变化不灵敏的技术问题。

本申请实施例公开了一种复活失效测压管用活塞装置，包括：

支撑件；

水泵，所述水泵安装在所述支撑件上；

冲压单元，所述冲压单元伸入测压管中，且冲压单元与所述水泵连通；

提升单元，所述提升单元安装在所述支撑件上，且提升单元与所述冲压单元上端连接。

本申请实施例公开了一种活塞装置，通过提升单元带动冲压单元上下移动，从而改变测压管内部的水压，完成对细小土颗粒的冲刷，实现测压管的复活。

在上述技术方案的基础上，本申请实施例还可以做如下改进：

进一步地，所述支撑件为小车，采用本步的有益效果是通过小车便于调节本申请实施例的位置，提高适用范围。

进一步地，所述冲压单元包括：

钻杆，所述钻杆为空心杆，且钻杆与所述水泵连通；

连杆，所述连杆的端部与所述钻杆的端部连接，且连杆为空心杆；

通孔，所述通孔开设在所述连杆上；

活塞套，所述活塞套套装在所述连杆上，采用本步的有益效果是通过活塞套的外壁与测压管的内壁接触，完成封闭，以便于后续实现负压。

进一步地，还包括流量阀门，所述流量阀门安装在所述连杆的自由端，采用本步的有益效果是通过流量阀门进行流量调节，以调节活塞套的松紧。

进一步地，还包括多个垫片，所述垫片套装在所述连杆上，且垫片分别位于所述活塞套两端，采用本步的有益效果是通过垫片来限制活塞套的位置。

进一步地，所述提升单元包括：

支撑杆，所述支撑杆竖直设置安装在所述支撑件上；

换向轮，所述换向轮安装在所述支撑杆上端；

卷扬机，所述卷扬机安装在所述支撑件上；

钢丝绳，所述钢丝绳一端与所述钻杆上端连接，另一端与所述卷扬机连接，采用本步的有益效果是通过提升单元能够实现钻杆的提升。

本申请实施例还公开了一种复活失效测压管的方法，包括以下步骤：

步骤S1：选用上述的活塞装置；

步骤S2：启动提升单元，使得冲压单元伸入至测压管中；

步骤S3：打开水泵，通过冲压单元对测压管内部进行冲洗；

步骤S4：使用提升单元，快速拉升冲压单元，形成局部负压；而后快速下降活塞装置，形成局部高压；不断往复拉升、下降冲压单元，直至不再有泥水冒出，即完成失效测压管的复活操作。

本申请实施例中提供的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

1.本申请实施例能够复活失效的测压管，可有效延长已有测压管的使用寿命，减少测压管的二次或多次埋设，节约工程投资，在水利水电等工程领域具有广泛的推广价值。

2.本申请实施例中的活塞装置，具有加工方便，使用可靠性高，安装容易等优点。

3.本申请实施例采用管内原位清洗技术，开创性地采用高压松动、负压吸附、活塞强制排水的测压管内清洗技术，可清洗干净测压管内淤积物和管外滤网孔眼及反滤料颗粒间隙间堵塞的细小土颗粒，能有效保证测压管内外水力通道的畅通，使已经失效的测压管焕发新的青春活力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例所述的一种复活失效测压管用活塞装置及其方法的结构示意图；

图2为本发明具体实施例所述的一种复活失效测压管用活塞装置及其方法的冲压单元结构示意图；

附图标记：

1-支撑件；2-水泵；3-冲压单元；4-提升单元；5-流量阀门；6-垫片；7-测压管；

301-钻杆；302-连杆；303-通孔；304-活塞套；

401-支撑杆；402-换向轮；403-卷扬机；404-钢丝绳。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请实施例提供的一种复活失效测压管用活塞装置及其方法，解决了现有技术中的测压管失效后难处理或者处理后水位变化不灵敏技术问题。

本申请实施例的总体思路如下：关于活塞装置，本申请实施例通过水泵可以调节活塞的松紧，从而调节测压管内外的压力差，以此，完成测压管的不停冲刷，使得测压管复活。关于复活方法，通过活塞装置，不断往复拉升、下降，完成测压管的冲洗。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细说明。

实施例1

如图1-2所示，本实施例所提供的一种复活失效测压管用活塞装置，包括：

支撑件1，该支撑件1可以是小车或者其他板状支撑件，能用于放置其他部件即可；

水泵2，所述水泵2安装在所述支撑件1上，水泵2用于提供压力；

冲压单元3，所述冲压单元3伸入测压管中，且冲压单元3与所述水泵2连通，该冲压单元3的外壁与测压管的内壁接触，这样冲压单元3上下移动时，能够完成测压管的冲洗；

提升单元4，所述提升单元4安装在所述支撑件1上，且提升单元4与所述冲压单元3上端连接，本申请实施例中的提升单元4为动力件，带动支撑件1上下移动。

具体地，如图1、2所示，所述冲压单元3包括：

钻杆301，所述钻杆301为空心杆，且钻杆301与所述水泵2连通；

连杆302，所述连杆302的端部与所述钻杆301的端部连接，且连杆为空心杆；

通孔303，所述通孔303开设在所述连杆302上，该通孔303是位于活塞套304内部；

活塞套304，所述活塞套304套装在所述连杆302上；本申请实施例中冲压单元3包括空心的钻杆301和空心的连杆302，其中钻杆301和连杆302是连通状态，当水泵2打开时，水流会从钻杆301进入连杆302中，而连杆302上开设有通孔303，水流从通孔303流出时，会抵住活塞套304，而活塞套304的外壁和测压管的内壁接触，这样能够完成封闭，剩余的水流会从连杆302的端部出去，进入测压管底部。

其中，本申请实施例还包括流量阀门5，所述流量阀门5安装在所述连杆302的自由端，本申请实施例中的流量阀门5调节作用于活塞套304的上水压力，从而实现橡胶管膨胀大小控制。

其中，本申请实施例还包括多个垫片6，所述垫片6套装在所述连杆302上，且垫片分别位于所述活塞套304两端；本申请实施例中的垫片6用于限制活塞套304的位置，使得通孔303位于活塞套304内部。

其中，所述提升单元4包括：

支撑杆401，所述支撑杆401竖直设置安装在所述支撑件1上；

换向轮402，所述换向轮402安装在所述支撑杆401上端；

卷扬机403，所述卷扬机403安装在所述支撑件401上；

钢丝绳404，所述钢丝绳404一端与所述钻杆301上端连接，另一端与所述卷扬机403连接；本申请实施例的钻杆301和302连杆均为金属件，利用其自身快速下降，当需要提升时，通过卷扬机403带动钻杆301向上运动，从而完成升降操作。

本申请实施例中的钻杆301和连杆302均为同材质的无缝钢管构成，且为空心的，在连杆302上还开设有通孔303，使得其透水率大于10％，本申请实施例中活塞套是套装在连杆302上，在水的压力下，可略微膨胀；可通过底部流量阀门的开闭及开合度大小，来调节作用于活塞套上水压力，从而实现活塞套膨胀大小控制，这样能够保证活塞套304的外壁和测压管的内壁能够紧密接触，这样便于后续的负压操作。

本申请实施例还公开了一种复活失效测压管的方法，包括以下步骤：

步骤S1：选用上述的活塞装置；

步骤S2：启动提升单元，使得冲压单元伸入至测压管中，即使得冲压单元的连杆302位于测压管内部，此时活塞套304的外壁与测压管的内壁接触；

步骤S3：打开水泵，通过冲压单元对测压管内部进行冲洗，具体的冲洗方法是改变测压管内外水流压力差，利用测压管内水流压力的变化。当测压管内水流压力高于测压管外水位压力时，测压管内水流对测压管外的附着物(细小土颗粒)起到松动作用；当测压管内水流压力低于测压管外水位压力时，测压管内水流对测压管外的附着物(细小土颗粒)起到吸附作用，从而对管外的附着物(细小土颗粒)不断淘涮、淘蚀，淘蚀下来的附着物(细小土颗粒)与管内水流混合形成泥水混合浆液，随着活塞装置底部水流的不断喷出，泥水混合浆液不断稀释，成泥水自测压管口溢流而出；

步骤S4：使用提升单元，快速拉升冲压单元，形成局部负压；而后快速下降活塞装置，形成局部高压；不断往复拉升、下降冲压单元，直至不再有泥水冒出，即完成失效测压管的复活操作，其中，当冲压单元提升时，活塞套沿着测压管的内壁上升，测压管的底部与活塞底部管段形成负压，制性的引导测压管外地下水向管内流动，测压管透水管段外的土工织物(滤网)及反滤料上附着的细小土颗粒，测压管透水管段外土工织物(滤网)及反滤料上附着的细小土颗粒在水流的带动下，流向测压管内，形成泥水混合液；当卷扬机关闭或者低功率运行时，活塞套下移，至管底由于活塞的阻水作用，在下降的过程中不断形成高压水体，因为水体基本不可压缩，迫使部分水体压入管外反滤料及土体中，强制性的松动测压管透水管段外的土工织物(滤网)及反滤料上附着的细小土颗粒；部分水体带着细小土颗粒沿着活塞与管壁的间隙向上排出。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。