钻孔与水位测量一体化装置及水位测量方法与流程

1.本发明涉及岩土勘探技术领域，具体涉及一种钻孔与水位测量一体化装置及水位测量方法。


背景技术：

2.地下水的勘察工作对岩土工程的勘察具有十分重要的地位和作用。在岩土工程勘察中，必须对地下水水位进行测定，因为水位的高低决定着岩土工程好坏，地下水位高，会引起沙化，漏管的问题，水位低则会引起地表塌陷、地面裂缝等诸多问题。
3.现有技术中，开展地下水水位的测量需先在目标点钻孔，钻孔后将钻头拔出，再将水位测量件放入钻孔内测量目标点的水位高度。勘测步骤繁琐，施工耗时长，且上述步骤在拔出钻头时，钻孔周围的岩土易塌陷，导致水位测量件难以下放，存在地下水水位测量无法继续开展的风险。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中地下水水位测量步骤繁琐、耗时长，且存在因岩土塌陷导致测量失败的缺陷，从而提供一种钻孔与水位测量一体化装置及水位测量方法。
5.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，包括：
6.钻机，包括钻头和钻杆，所述钻头的外表面和/或所述钻杆的外表面开设有透水孔，所述透水孔与设置在所述钻机内部的空腔连通；
7.水位测量件，包括测量部，所述测量部设置在所述空腔内；
8.充气组件，包括气囊，设置在所述空腔内，所述钻机开设有连通所述气囊与外界的进气通道，所述进气通道的一端与所述气囊连通，所述进气通道的另一端适于与进排气设备连通；
9.信号终端，与所述水位测量件通信连接，适于获取所述测量部测得的水位信息。
10.可选的，所述钻机内设置有隔板，所述隔板上设置有安装部，所述安装部与所述水位测量件连接，所述隔板朝向所述透水孔的一侧连接有气囊。
11.可选的，所述隔板与所述钻机的内壁密封连接，所述隔板适于在与所述水位测量件、所述气囊连接后，形成封隔面，以阻止流体从所述隔板朝向所述透水孔的一侧流向所述隔板的另一侧。
12.可选的，所述隔板设置在钻头内部，所述透水孔开设在所述钻头的外表面，且设置在所述隔板背离所述钻杆的一侧。
13.可选的，所述水位测量件与所述信号终端有线连接。
14.可选的，所述水位测量件还包括第一连接部，所述第一连接部上设置有若干组通讯端口，所述通讯端口与所述测量部有线连接，所述钻杆的一端设置有第二连接部，所述第二连接部上设置有与所述通讯端口适配的若干组传输端口，所述传输端口与所述信号终端
有线连接，所述传输端口适于在所述第一连接部与第二连接部连接时，与所述通讯端口一一对应地连通，将所述测量部测量的水位信息传递至所述信号终端。
15.可选的，所述第一连接部与所述第二连接部螺纹连接。
16.可选的，所述第一连接部为螺纹杆，所述螺纹杆上设置有若干个互不连通的通讯导体层，所述通讯导体层与所述测量部有线连接，所述第二连接部为内壁旋有螺纹的连接孔，所述连接孔的内壁对应设置有若干个互不连通的传输导体层，所述传输导体层与所述信号终端有线连接。
17.可选的，所述钻杆由若干个单元管沿其轴向连接而成，所述单元管的一端为所述第二连接部，所述单元管的另一端设置有第三连接部，所述第三连接部上设置有与所述传输端口适配的若干组数据端口，同一所述单元管的第二连接部与其第三连接部有线连接，所述数据端口适于在一单元管的第三连接部与相邻的单元管的第二连接部连接时，与所述第二连接部上的传输端口一一对应地连通。
18.可选的，所述钻杆的外壁刻有适于获取其下放深度的刻度。
19.可选的，所述透水孔处设置有滤水件。
20.可选的，所述滤水件为透水块，所述透水块设置在所述空腔内，所述透水块的表面设置有凸块，所述凸块伸入所述透水孔内，与所述透水孔间的间隙适于阻止泥沙进入所述空腔。
21.可选的，所述钻机还包括手持端，所述手持端连接在所述钻杆远离所述钻头的一侧，所述手持端设置有手持部，所述手持部适于在外力作用下带动所述钻机旋转。
22.可选的，所述信号终端包括显示器，所述显示器设置在所述手持端上，所述显示器适于显示所述水位测量件测得的水位信息。
23.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置的水位测量方法，包括：
24.s1、选定需要进行地表浅层散粒体水压及水位测量的位点，在选定的位点旋入钻机；
25.s2、读取钻机内水位测量件的水位信息，若所述水位测量件未出现反应，则继续旋入钻机，若所述水位测量件取得了水位数据，则通过进排气设备对气囊进行多次充放气操作，重新获取所述水位测量件获取的水位数据，并将所述水位数据作为最终的水位信息；
26.s3、结合s2中所述水位测量件获取的水位信息、钻杆的下放深度，计算分析得出目标位点的实际水位。
27.本发明具有以下优点：
28.1.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，钻机的内部设置有空腔，空腔与设置在钻机外表面的透水孔连通，水位测量件的测量部设置在空腔内，空腔内还设置有气囊，钻机开设有连通气囊与外界的进气通道，气囊适于通过进气通道与外界的进排气设备连通，信号终端与水位测量件通信连接，能够获取测量部测得的水位信息。水位测量件的测量部设置在钻机内部的空腔内，在钻机钻入地层时，若地层中存在水源，水体能够通过钻机外表面开设的透水孔灌入空腔内，由测量部感应到水体后，将信号传递至信号终端，结合测量部在钻机的安装位置、钻机的钻入深度，得到钻机所在点位的水位信息，充气组件的气囊设置在空腔内，气囊能够与外界的进排气设备连通，在进排气设备的作用下改变体积，当透水孔在恶劣复杂的地层环境下被泥沙、砂砾堵塞时，气囊通过重复充放气步骤将泥沙、砂砾排
出透水孔，使水体能够顺利灌入空腔，此外，气囊可通过重复充放气步骤将空腔内的多余气体排出，利于水体灌入空腔，还提高了水压测量件的测量准确性。相比传统技术中的钻孔、水位测量分步骤进行，本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，能够在钻机钻入后不拔出的情况下测量水位高度，充气组件能够排出钻机空腔中的空气，使水体完全进入钻机的空腔供测量部检测，若当前钻入深度未检测到水体，只需继续钻孔检测即可，水位测量的施工步骤简单高效且水位数据准确可靠。
29.2.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，钻机内设置隔板，隔板上设置有安装部供水位测量件安装，气囊连接在隔板朝向透水孔的一侧，隔板能够引导气囊向透水孔所在的一侧膨胀，利于气囊通过充放气将空腔内的杂质、多余气体排出透气孔。
30.3.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，隔板与钻机的内壁密封连接，隔板在与水位测量件、气囊连接后，形成封隔面，隔板能够阻止流体从隔板朝向透水孔的一侧流向隔板的另一侧，以保护水位测量件，同时更易于引导气囊向透水孔所在的一侧膨胀，更利于气囊通过充放气将空腔内的杂质、多余气体排出透气孔。
31.4.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，透水孔设置在钻头的外表面，相比透水孔设置在钻杆的外表面，透水孔的设置位置更低，降低了钻机的所需钻入深度，透水孔设置在隔板背离钻杆的一侧，隔板朝向透水孔的一侧连接有气囊，气囊通过重复充放气步骤可将泥沙、砂砾排出透水孔，使水体能够顺利灌入空腔，此外，气囊可通过重复充放气步骤将空腔内的多余气体排出，利于水体灌入空腔，还提高了水压测量件的测量准确性。
32.5.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，水位测量件与信号终端有线连接，信号传输更稳定，保证钻机在大钻入深度下时，信号终端仍能获取测量部测得的水位信息，此外，信号终端还可以配备电源为水位测量件供电，减小水位测量件的整体体积，利于水位测量件在钻机内布置。
33.6.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，钻杆由单元管连接而成，钻杆可在钻探过程中，通过不断连接新的单元管延长长度，直至水位测量件检测出水位信息，钻杆的长度可通过调整相连接的单元管的数量灵活控制，钻机的适用性更广。
34.7.本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置的水位测量方法，水位测量件设置在钻机内部，钻机内部还设置有气囊，气囊适于通过进气通道与外界的进排气设备连通，当水位测量件取得了水位数据，通过进排气设备对气囊进行多次充放气操作，气囊通过重复充放气步骤将泥沙、砂砾排出钻机内部，使水体能够顺利灌入钻机内部，此外，气囊可通过重复充放气步骤将钻机内部的多余气体排出，利于水体灌入钻机内部，还提高了水压测量件的测量准确性，水位测量的施工步骤简单高效，可在钻机钻入后不拔出的情况下测量水位高度。
附图说明
35.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。
36.图1为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的结构示意图；
37.图2为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的旋入部的结构示意图；
38.图3为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的水位测量件与连接座的连接示意图；
39.图4为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的水位测量件的结构示意图；
40.图5为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的连接座的结构示意图；
41.图6为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的钻杆与连接座的连接示意图；
42.图7为图6中a处的放大图；
43.图8为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的单元管的结构示意图；
44.图9为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的第二连接部的结构示意图；
45.图10为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的第三连接部的结构示意图；
46.图11为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的手持端的结构示意图；
47.图12为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的手持端的剖开示意图；
48.图13为本发明实施例钻孔与水位测量一体化装置的信号终端的系统示意图。
49.附图标记说明：
50.10、钻头；101、空腔；11、旋入部；111、透水孔；12、连接座；13、透水块；131、凸块；14、隔板；141、安装部；15、防水槽；151、橡胶圈；20、钻杆；21、单元管；22、进气通道；23、第二连接部；231、传输端口；232、端口座；24、第三连接部；241、数据端口；30、水位测量件；31、测量部；32、测量件接头；33、第一连接部；331、通讯端口；332、导电接头；333、导线；40、气囊；41、进气端；50、手持端；51、手柄；52、显示器；53、固定座；54、第四连接部；55、信号解析模块；56、电源。
具体实施方式
51.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
54.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
55.实施例
56.参考图1-图13，本发明实施例提供的钻孔与水位测量一体化装置，包括：
57.钻机，包括钻头10和钻杆20，钻头10的外表面和/或钻杆20的外表面开设有透水孔111，透水孔111与设置在钻机内部的空腔101连通；
58.水位测量件30，包括测量部31，测量部31设置在空腔101内；
59.充气组件，包括气囊40，设置在空腔101内，钻机开设有连通气囊40与外界的进气通道22，进气通道22的一端与气囊40连通，进气通道22的另一端适于与进排气设备连通；
60.信号终端，与水位测量件30通信连接，适于获取测量部31测得的水位信息。
61.本实施例中，钻机的内部设置有空腔101，空腔101与设置在钻机外表面的透水孔111连通，水位测量件30的测量部31设置在空腔101内，空腔101内还设置有气囊40，钻机开设有连通气囊40与外界的进气通道22，气囊40适于通过进气通道22与外界的进排气设备连通，信号终端与水位测量件30通信连接，能够获取测量部31测得的水位信息。水位测量件30的测量部31设置在钻机内部的空腔101内，在钻机钻入地层时，若地层中存在水源，水体能够通过钻机外表面开设的透水孔111灌入空腔101内，由测量部31感应到水体后，将信号传递至信号终端，结合测量部31在钻机的安装位置、钻机的钻入深度，得到钻机所在点位的水位信息，充气组件的气囊40设置在空腔101内，气囊40能够与外界的进排气设备连通，在进排气设备的作用下改变体积，当透水孔111在恶劣复杂的地层环境下被泥沙、砂砾堵塞时，气囊40通过重复充放气步骤将泥沙、砂砾排出透水孔111，使水体能够顺利灌入空腔101，此外，气囊40可通过重复充放气步骤将空腔101内的多余气体排出，利于水体灌入空腔101，还提高了水压测量件的测量准确性。相比传统技术中的钻孔、水位测量分步骤进行，本实施例提供的钻孔与水位测量一体化装置，能够在钻机钻入后不拔出的情况下测量水位高度，充气组件能够排出钻机空腔101中的空气，使水体完全进入钻机的空腔101供测量部31检测，若当前钻入深度未检测到水体，只需继续钻孔检测即可，水位测量的施工步骤简单高效且水位数据准确可靠。
62.本实施例中，对水位测量件30、气囊40在空腔101内的安装位置不作具体限定，气囊40泄气时不影响水位测量件30的测量部31检测空腔101内的水体即可，作为一种实施方式，水位测量件30与气囊40均固定在空腔101的内壁上；作为另一种实施方式，钻机内设置有隔板14，隔板14上设置有安装部141，安装部141与水位测量件30连接，隔板14朝向透水孔111的一侧连接有气囊40。具体的，参考图5，安装部141为安装座，安装座开设有带螺纹的安装孔，与水位测量件30螺纹连接。
63.本实施方式中，钻机内设置隔板14，隔板14上设置有安装部141供水位测量件30安装，气囊40连接在隔板14朝向透水孔111的一侧，隔板14能够引导气囊40向透水孔111所在的一侧膨胀，利于气囊40通过充放气将空腔101内的杂质、多余气体排出透气孔。
64.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，隔板14与钻机的内壁密封连接，隔板14适于在与水位测量件30、气囊40连接后，形成封隔面，以阻止流体从隔板14朝向透水孔111的一侧流向隔板14的另一侧。本实施方式中，隔板14与钻机的内壁密封连接，隔板14在与水位测量件30、气囊40连接后，形成封隔面，隔板14能够阻止流体从隔板14朝向透水孔111的一侧流向隔板14的另一侧，以保护水位测量件30，同时更易于引导气囊40向透水孔111所在的一侧膨胀，更利于气囊40通过充放气将空腔101内的杂质、多余气体排出透气孔。在一个替换的实施方式中，隔板14在与水位测量件30、气囊40连接后，未形成封隔面，水位测量件30除测量部31的其他结构做防水处理，具体可以是外表面包裹橡胶套。
65.本实施例中，对透水孔111的设置数量、设置位置不作具体限定，透水孔111可以是仅设置单个，也可以是设置多个，具体可以是本实施例中的3个；透水孔111可以是设置在钻头10的外表面，也可以是设置在钻杆20的外表面，还可以是在钻头10的外表面、钻杆20的外表面均有设置，作为一种具体的实施方式，透水孔111均设置在钻头10的外表面，且设置在隔板14背离钻杆20的一侧。
66.本实施方式中，透水孔111设置在钻头10的外表面，相比透水孔111设置在钻杆20的外表面，透水孔111的设置位置更低，降低了钻机的所需钻入深度，透水孔111设置在隔板14背离钻杆20的一侧，隔板14朝向透水孔111的一侧连接有气囊40，气囊40通过重复充放气步骤可将泥沙、砂砾排出透水孔111，使水体能够顺利灌入空腔101，此外，气囊40可通过重复充放气步骤将空腔101内的多余气体排出，利于水体灌入空腔101，还提高了水压测量件的测量准确性。
67.本实施例中，对水位测量件30与信号终端的通信连接方式不作具体限定，作为一种实施方式，水位测量件30与信号终端无线连接，水位测量件30配备电池为自身供电；作为另一种实施方式，水位测量件30与信号终端有线连接，信号传输更稳定，保证钻机在大钻入深度下时，信号终端仍能获取测量部31测得的水位信息，此外，信号终端还可以配备电源56为水位测量件30供电，减小水位测量件30的整体体积，利于水位测量件30在钻机内布置。
68.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，水位测量件30还包括第一连接部33，第一连接部33上设置有若干组通讯端口331，通讯端口331与测量部31有线连接，钻杆20的一端设置有第二连接部23，第二连接部23上设置有与通讯端口331适配的若干组传输端口231，传输端口231与信号终端有线连接，传输端口231适于在第一连接部33与第二连接部23连接时，与通讯端口331一一对应地连通，将测量部31测量的水位信息传递至信号终端。
69.本实施例中，对第一连接部33上通讯端口331的数量不作具体限定，能够将水位测量件30的水位数据传递至信号终端即可，传输端口231的数量与通讯端口331的数量一致，作为一种实施方式，通讯端口331数量为2个，水位测量件30与信号终端间仅做信号传输；作为另一种实施方式，参考图4、图6和图7，通讯端口331的数量为4个，水位测量件30与信号终端间可进行信号传输，且信号终端能够为水位测量件30供电。
70.本实施例中，对第一连接部33与第二连接部23的连接方式不作具体限定，第一连接部33与第二连接部23连接后，通讯端口331与传输端口231能够一一对应地连通即可，作为一种实施方式，第一连接部33与第二连接部23卡接，卡接后第一连接部33上的通讯端口331与第二连接部23上的传输端口231对应地连通；作为另一种实施方式，第一连接部33与第二连接部23螺纹连接，螺纹连接后第一连接部33上的通讯端口331与第二连接部23上的传输端口231对应地连通，第一连接部33与第二连接部23采用螺纹连接的方式，第一连接部33与第二连接部23易于连接且连接牢固可靠。
71.作为一种优选的实施方式，第一连接部33为螺纹杆，螺纹杆上设置有若干个互不连通的通讯导体层，通讯导体层与测量部31有线连接，第二连接部23为内壁旋有螺纹的连接孔，连接孔的内壁对应设置有若干个互不连通的传输导体层，传输导体层与信号终端有线连接。当第一连接部33与第二连接部23螺纹连接后，作为通讯端口331的通讯导体层与作为传输端口231的传输导体层对应地连通，实现水位测量件30与信号终端间的有线连接。具
体的，参考图4、图7和图9，水位测量件30的测量部31设置有4个测量件接头32，4个通讯端口331均为导体，分层间隔设置，互不连通，通讯端口331上设置有导电接头332，各导电接头332通过导线333与测量件接头32一一对应地连通，通讯导体层固定在水位测量件30的端口座232上，整体的外周壁旋有螺纹，形成螺纹杆，对应地，第二连接部23的端口座232的内部开设有4层间隔设置，互不连通的安装槽，4个传输端口231固定在安装槽内，端口座232与传输端口231形成的整体的内壁旋有与螺纹杆适配的内螺纹，第一连接部33与第二连接部23连接就位后，4个通讯端口331与4个传输端口231对应地连通。
72.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，钻杆20由若干个单元管21沿其轴向连接而成，单元管21的一端为第二连接部23，单元管21的另一端设置有第三连接部24，第三连接部24上设置有与传输端口231适配的若干组数据端口241，同一单元管21的第二连接部23与其第三连接部24有线连接，数据端口241适于在一单元管21的第三连接部24与相邻的单元管21的第二连接部23连接时，与第二连接部23上的传输端口231一一对应地连通。
73.本实施方式中，钻杆20由单元管21连接而成，钻杆20可在钻探过程中，通过不断连接新的单元管21延长长度，直至水位测量件30检测出水位信息，钻杆20的长度可通过调整相连接的单元管21的数量灵活控制，钻机的适用性更广，单元管21的一端为第二连接部23，单元管21的另一端设置有第三连接部24，同一单元管21的第二连接部23与其第三连接部24有线连接，相邻的单元管21连接后，其线路对应地接通，保证组成钻杆20的单元管21的数量变化时，水位测量件30与信号终端仍能够有线连接。
74.作为一种具体的实施方式，第三连接部24与第一连接部33的结构相同，参考图8和图10，第三连接部24包括4个数据端口241，4个数据端口241均为导体，分层间隔设置，互不连通，数据端口241上设置有导电接头332，各导电接头332通过导线333与同一单元管21内的第二连接部23上的导电接头332一一对应地连通，数据端口241固定在第三连接部24的端口座232上，整体的外周壁旋有与第二连接部23的内螺纹适配的外螺纹，一单元管21的第二连接部23与相邻单元管21的第三连接部24连接就位后，4个传输端口231与4个数据端口241对应地连通。
75.在一个优选的实施方式中，钻杆20的外壁刻有适于获取其下放深度的刻度，本实施方式中，钻杆20的外壁刻有刻度，便于工作人员直接读取钻机的钻入深度。
76.本实施例中，对钻机中钻头10的结构不作具体限定，作为一种实施方式，参考图1、图2和图3，钻机的钻头10包括旋入部11和连接座12，旋入部11的内壁设置有内螺纹，连接座12的外壁设置有与旋入部11适配的外螺纹，旋入部11与连接座12螺纹连接，透水孔111开设在旋入部11的外壁，水位测量件30安装在连接座12的安装部141上，水体能够通过旋入部11开设的透水孔111灌入空腔101内，使水位测量件30的测量部31感应到水体，通过水位测量件30的第一连接部33与钻杆20的第二连接部23连接，钻机与钻杆20实现连接。
77.作为一种优选的实施方式，钻机与钻杆20间密封连接，具体的，参考图5和图7，连接座12与钻杆20在第一连接部33与第二连接部23连接后抵接，连接座12朝向钻杆20的一端开设有防水槽15，防水槽15内安装有橡胶圈151，能够阻止外界水源从连接座12与钻杆20的结合处渗入钻机内部，同样的，钻杆20由多个单元管21拼接而成时，相邻的单元管21密封连接。
78.作为一种优选的实施方式，透水孔111处设置有滤水件，滤水件能够阻止泥沙碎屑进入空腔101内，避免泥沙碎屑对水位测量件30产生破坏。
79.本实施例中，对透水件的结构不作具体限定，作为一种实施方式，透水件为滤网，滤网布置在透水孔111处，用于过滤泥沙；作为另一种实施方式，参考图2，滤水件为透水块13，透水块13设置在空腔101内，透水块13的表面设置有凸块131，凸块131伸入透水孔111内，与透水孔111间的间隙适于阻止泥沙进入空腔101，透水块13的凸块131伸入透水孔111内，与透水孔111间的间隙能够阻止泥沙进入空腔101，当透水孔111与凸块131的间隙堵塞时，只需将透水块13从空腔101内取出，清洗后重新装入空腔101即可，可重复利用且易于清理，作为一种具体的实施方式，参考图2，旋入部11设置有4个透水孔111，透水块13包括环状的基块和布置在基块外周的4个凸块131，安装时，先将凸块131从旋入部11的内部卡入透水孔111中，4个凸块131就位后将基块装入旋入部11内部，以阻止凸块131从透水孔111脱出，当然，凸块131的数量和尺寸可以视透水孔111的数量和尺寸对应调整，此处无需也无法对所有的实施方式予以穷举。
80.对透水块13的材质不作具体限定，作为一种实施方式，透水块13为金属材质，具体可以是铝制，作为另一种实施方式，透水块13为石材。
81.作为一种优选的实施方式，钻机还包括手持端50，手持端50连接在钻杆20远离钻头10的一侧，手持端50设置有手持部，手持部适于在外力作用下带动钻机旋转。
82.本实施方式中，钻机还包括手持端50，手持端50的手持部能够在外力作用下带动钻机旋转，使钻机易于操作，不需要配备驱动件，结构更加精简，易于携带。
83.作为一种具体的实施方式，参考图1、图11和图12，手持部为固定在手持端50外壁的两个手柄51。
84.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，信号终端包括显示器52，显示器52设置在手持端50上，显示器52适于显示水位测量件30测得的水位信息，本实施方式中，显示器52能够显示出水位测量件30获取的水位信息。
85.本实施例中，对实现数据终端与钻杆20有线连接的结构不作具体限定，在一个具体的实施方式中，参考图12，手持端50内设置有固定座53，固定座53上布置有导电接头332，导电接头332的一端通过导线333与手持端50端部的第四连接部54连通，导电接头332的另一端与数据终端通过导线333连通，第四连接部54的结构与第二连接部23的结构相同，能够与第三连接部24螺纹连接，且连接后第四连接部54的4个连接端口与第三连接部24的4个数据端口241一一对应地连通。
86.作为一种具体的实施方式，参考图13，数据终端包括电源56、与显示器52连接的信号解析模块55，数据终端通过导线333与固定座53上的导电接头332连通，数据终端的信号解析模块55能够收集水位测量件30获取的水位信息，解析后将水位信息输出至显示器52，同时，数据终端的电源56能够为水位测量件30供能。
87.本实施例还提供前述的钻孔与水位测量一体化装置的水位测量方法，包括：
88.s1、选定需要进行地表浅层散粒体水压及水位测量的位点，在选定的位点旋入钻机；
89.s2、读取钻机内水位测量件30的水位信息，若水位测量件30未出现反应，则继续旋入钻机，若水位测量件30取得了水位数据，则通过进排气设备对气囊40进行多次充放气操
作，重新获取水位测量件30获取的水位数据，并将水位数据作为最终的水位信息；
90.s3、结合s2中水位测量件30获取的水位信息、钻杆20的下放深度，计算分析得出目标位点的实际水位。
91.本实施例中，水位测量件30设置在钻机内部，钻机内部还设置有气囊40，气囊40适于通过进气通道22与外界的进排气设备连通，当水位测量件30取得了水位数据，通过进排气设备对气囊40进行多次充放气操作，气囊40通过重复充放气步骤将泥沙、砂砾排出钻机内部，使水体能够顺利灌入钻机内部，此外，气囊40可通过重复充放气步骤将钻机内部的多余气体排出，利于水体灌入钻机内部，还提高了水压测量件的测量准确性，水位测量的施工步骤简单高效，可在钻机钻入后不拔出的情况下测量水位高度。
92.基于上述具体实施方式，本实施例钻孔与水位测量一体化装置的工作过程为：
93.s1、组装钻孔与水位测量一体化装置，先后将外层的凸块131、环状的基块装入旋入部11，将水位测量件30安装在连接座12的安装部141上，随后将连接座12与旋入部11螺纹连接，水位测量件30与钻杆20螺纹连接，连接后钻头10与钻杆20密封连接，同时，水位测量件30与钻杆20连接后，气囊40的进气端41与钻杆20的进气通道22连通，进排气设备可通过进气通道22对气囊40开展充放气操作，钻杆20远离钻头10的一端与手持端50连接；
94.s2、钻入钻机，将钻头10对准标识位点，手柄51旋转发力，缓缓旋入钻头10及钻杆20，至想要测量水位的深度；
95.s3、打开电源56，读取水位测量件30的水头读数，若水头读数为0，关闭电源56，继续钻入，期间若钻杆20长度不足，则松开手持端50与钻杆20的连接，在钻杆20上接入另一根单元管21，将手持端50与新接入的单元管21连接，然后继续缓缓旋入钻头10及钻杆20，至想要测量水位的深度；若钻入至想要测量的位置的水头读数不为0，则进气管道与进排气设备连通，操作进排气设备对气囊40进行多次充放气，每次充放气后，轻轻晃动钻机，待水头读数稳定后计数，稳定的水头读数h即为该点的水头值，关闭电源56，对于水位变化的位点，可以放置钻孔与水位测量一体化装置进行持续观测；
96.s4、计算测量位置的水位h，具体的，可使用下列公式：
97.h＝h1+n*h
0-h
2-h；
98.式中，h1为水位测量件30的测量部31底部至连接座12朝向钻杆20的一端的距离，为固定值；h0为单元管21的长度；n为使用的单元管21的数量；h为末节单元管21露出地面的长度；h为水位测量件30测出的水头值，若水位测量件30为水压计，读数为p，则h可通过p＝ρgh得出，式中，ρ为水的密度，g为重力加速度值。
99.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，包括：钻机，包括钻头(10)和钻杆(20)，所述钻头(10)的外表面和/或所述钻杆(20)的外表面开设有透水孔(111)，所述透水孔(111)与设置在所述钻机内部的空腔(101)连通；水位测量件(30)，包括测量部(31)，所述测量部(31)设置在所述空腔(101)内；充气组件，包括气囊(40)，设置在所述空腔(101)内，所述钻机开设有连通所述气囊(40)与外界的进气通道(22)，所述进气通道(22)的一端与所述气囊(40)连通，所述进气通道(22)的另一端适于与进排气设备连通；信号终端，与所述水位测量件(30)通信连接，适于获取所述测量部(31)测得的水位信息。2.根据权利要求1所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述钻机内设置有隔板(14)，所述隔板(14)上设置有安装部(141)，所述安装部(141)与所述水位测量件(30)连接，所述隔板(14)朝向所述透水孔(111)的一侧连接有气囊(40)。3.根据权利要求2所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述隔板(14)与所述钻机的内壁密封连接，所述隔板(14)适于在与所述水位测量件(30)、所述气囊(40)连接后，形成封隔面，以阻止流体从所述隔板(14)朝向所述透水孔(111)的一侧流向所述隔板(14)的另一侧。4.根据权利要求2所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述隔板(14)设置在钻头(10)内部，所述透水孔(111)开设在所述钻头(10)的外表面，且设置在所述隔板(14)背离所述钻杆(20)的一侧。5.根据权利要求1所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述水位测量件(30)与所述信号终端有线连接。6.根据权利要求5所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述水位测量件(30)还包括第一连接部(33)，所述第一连接部(33)上设置有若干组通讯端口(331)，所述通讯端口(331)与所述测量部(31)有线连接，所述钻杆(20)的一端设置有第二连接部(23)，所述第二连接部(23)上设置有与所述通讯端口(331)适配的若干组传输端口(231)，所述传输端口(231)与所述信号终端有线连接，所述传输端口(231)适于在所述第一连接部(33)与第二连接部(23)连接时，与所述通讯端口(331)一一对应地连通，将所述测量部(31)测量的水位信息传递至所述信号终端。7.根据权利要求6所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述第一连接部(33)与所述第二连接部(23)螺纹连接。8.根据权利要求7所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述第一连接部(33)为螺纹杆，所述螺纹杆上设置有若干个互不连通的通讯导体层，所述通讯导体层与所述测量部(31)有线连接，所述第二连接部(23)为内壁旋有螺纹的连接孔，所述连接孔的内壁对应设置有若干个互不连通的传输导体层，所述传输导体层与所述信号终端有线连接。9.根据权利要求6-8任一项所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述钻杆(20)由若干个单元管(21)沿其轴向连接而成，所述单元管(21)的一端为所述第二连接部(23)，所述单元管(21)的另一端设置有第三连接部(24)，所述第三连接部(24)上设置有与所述传输端口(231)适配的若干组数据端口(241)，同一所述单元管(21)的第二连接部(23)与其第三连接部(24)有线连接，所述数据端口(241)适于在一单元管(21)的第三连接部
(24)与相邻的单元管(21)的第二连接部(23)连接时，与所述第二连接部(23)上的传输端口(231)一一对应地连通。10.根据权利要求1-8任一项所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述钻杆(20)的外壁刻有适于获取其下放深度的刻度。11.根据权利要求1-8任一项所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述透水孔(111)处设置有滤水件。12.根据权利要求11所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述滤水件为透水块(13)，所述透水块(13)设置在所述空腔(101)内，所述透水块(13)的表面设置有凸块(131)，所述凸块(131)伸入所述透水孔(111)内，与所述透水孔(111)间的间隙适于阻止泥沙进入所述空腔(101)。13.根据权利要求1-8任一项所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述钻机还包括手持端(50)，所述手持端(50)连接在所述钻杆(20)远离所述钻头(10)的一侧，所述手持端(50)设置有手持部，所述手持部适于在外力作用下带动所述钻机旋转。14.根据权利要求13所述的钻孔与水位测量一体化装置，其特征在于，所述信号终端包括显示器(52)，所述显示器(52)设置在所述手持端(50)上，所述显示器(52)适于显示所述水位测量件(30)测得的水位信息。15.一种如权利要求1-14任一项所述的钻孔与水位测量一体化装置的水位测量方法，其特征在于，包括：s1、选定需要进行地表浅层散粒体水压及水位测量的位点，在选定的位点旋入钻机；s2、读取钻机内水位测量件(30)的水位信息，若所述水位测量件(30)未出现反应，则继续旋入钻机，若所述水位测量件(30)取得了水位数据，则通过进排气设备对气囊(40)进行多次充放气操作，重新获取所述水位测量件(30)获取的水位数据，并将所述水位数据作为最终的水位信息；s3、结合s2中所述水位测量件(30)获取的水位信息、钻杆(20)的下放深度，计算分析得出目标位点的实际水位。

技术总结
本发明涉及岩土勘探技术领域，具体涉及一种钻孔与水位测量一体化装置及水位测量方法。本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置包括：钻机，包括钻头和钻杆，钻机外表面开设有透水孔，透水孔与钻机内部的空腔连通；水位测量件，其测量部设置在空腔内；充气组件，包括气囊，设置在空腔内，钻机开设有连通气囊与外界的进气通道，进气通道适于将气囊与进排气设备连通；信号终端，与水位测量件通信连接，适于获取测量部测得的水位信息。本发明提供的钻孔与水位测量一体化装置，能够在钻机钻入后不拔出的情况下测量水位高度，充气组件能够排出钻机空腔中的空气，使水体完全进入钻机的空腔供测量部检测，水位测量的施工步骤简单高效且水位数据准确可靠。准确可靠。准确可靠。


技术研发人员：姚翔龙 邵博 张妍珺 范翼帆 欧阳金惠
受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/9/16