專利名稱：一種地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及勘探測(cè)量領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種地下鉆探中測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法。
背景技術(shù)：
在隧道施工過程中，通常涉及地下 鉆探，而一些既有地下物體，例如通訊路線、各種管網(wǎng)設(shè)施、高壓供水管道及房屋、公路橋梁等的地下基礎(chǔ)等屬于重要保護(hù)對(duì)象，施工要求鉆探過程中不能傷及既有地下物體，以確保財(cái)產(chǎn)、生命安全。為此，對(duì)地下鉆探時(shí)鉆探點(diǎn)的準(zhǔn)確高程就提出較高的精度要求。但是在鉆孔過程中，由于鉆桿自重、圍巖硬度不一致以及機(jī)具設(shè)備誤差等原因，鉆桿不能一直保持同一仰角或者俯角進(jìn)行施鉆，故不能通過鉆桿長度和仰角、俯角精確定位出鉆探點(diǎn)高程。有些時(shí)候因無法測(cè)定鉆探點(diǎn)的準(zhǔn)確高程，致使鉆探時(shí)鉆頭無法深入。因此，迫切需要研究出一種隧道地下鉆探時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是隧道施工過程中超前鉆探高程無法準(zhǔn)確測(cè)定的技術(shù)問題，提供一種地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法，尤其適用于隧道開挖距離既有地下物體較近，因而無法準(zhǔn)確定位鉆探點(diǎn)高程的情形。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)—種地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法，當(dāng)鉆探方向與水平面所成角為仰角時(shí)，該方法按照如下步驟進(jìn)行a.在鉆機(jī)的鉆桿內(nèi)安裝充滿水的水平軟管；b.所述水平軟管的一端固定于所述鉆機(jī)的鉆頭處，并密封該端管頭；c.在所述鉆桿尾部鉆設(shè)通孔；d.將所述水平軟管的另一端由所述通孔引出，并密封該端管頭；e.開始鉆孔，直至需要測(cè)量鉆探點(diǎn)高程時(shí)停止所述鉆機(jī)；f.將鉆孔外的所述水平軟管管頭提升，使其高于鉆探點(diǎn)的理論計(jì)算位置；g.拆除鉆孔外的所述水平軟管管頭的密封；h.上下緩慢移動(dòng)鉆孔外的所述水平軟管管頭，直至該管頭中的水位高度不變時(shí)，其水位高程即為鉆探點(diǎn)高程。一種地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法，當(dāng)鉆探方向與水平面所成角為俯角時(shí)，該方法按照如下步驟進(jìn)行a.在鉆機(jī)的鉆桿內(nèi)安裝充滿水的水平軟管；b.所述水平軟管的一端固定于所述鉆機(jī)的鉆頭處，并且將該端管頭連接于水壓力盒的接口 ；c.在所述鉆桿尾部鉆設(shè)通孔；
d.將所述水平軟管的另一端由所述通孔引出并密封該端管頭，同時(shí)將所述水壓力盒上用于連接顯示儀的接線通過所述通孔引出；e.開始鉆孔，直至需要測(cè)量鉆探點(diǎn)高程時(shí)停止所述鉆機(jī)；f.拆除鉆孔外的所述水平軟管管頭的密封；g.在鉆孔外將所述水壓力盒上用于連接顯示儀的接線與顯示儀接通，并記錄顯示儀所顯示的壓力值P ;h.計(jì)算得出水平軟管地上管頭水位與地 下管頭水位的高差=——.其中P為
PK
水的密度，g為重力加速度；i.根據(jù)水平軟管地上管頭水位的高程hi4±，計(jì)算得出鉆探點(diǎn)高程h=hi4±_h顏。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明針對(duì)隧道鉆探施工，利用連通器原理和利用液體在連通管中的壓力值計(jì)算高差的原理，通過水平軟管、水壓力盒以及顯示儀等工具，能夠精確探測(cè)地下鉆探高程，確保地下既有物體的安全性，操作簡單，施工方便，加快了施工進(jìn)度，取得了非常好的施工效果；另外所用操作儀器也造價(jià)低廉，非常適合在此類鉆探施工中推廣應(yīng)用。


圖I是當(dāng)鉆探方向與水平面所成角為仰角時(shí)，本發(fā)明所提供的地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆頭高程的方法示意圖；圖2是當(dāng)鉆探方向與水平面所成角為俯角時(shí)，本發(fā)明所提供的地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆頭高程的方法示意圖。圖中1，水平軟管；2，洞外水平標(biāo)高；3，隧道開挖斷面；4，鉆探點(diǎn)；5，既有地下物體；6，顯示儀。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明如下(一)對(duì)于當(dāng)鉆探方向與水平面所成角a為仰角時(shí)，也就是鉆探點(diǎn)4高于地面的情況，利用連通器原理直接在洞外測(cè)定鉆探點(diǎn)4高程。如圖I所示，隧道開挖斷面3高于地面，鉆探點(diǎn)4附近有既有地下物體5。首先架設(shè)鉆機(jī)設(shè)備就位，鉆機(jī)的鉆桿內(nèi)空，鉆孔前在鉆桿內(nèi)安設(shè)充滿水的水平軟管I。水平軟管I的一端頭延伸至靠近鉆機(jī)的鉆頭附近固定，并密封該端管頭；需保證水平軟管I不折斷，使得水平軟管I內(nèi)的水能順利流動(dòng)。在鉆桿的尾部鉆一小的通孔，由該通孔引出水平軟管I的另一端，然后將該端的管頭密封。其中，水平軟管I的長度可以估算為(鉆孔長度+鉆探點(diǎn)4與鉆機(jī)處的理論計(jì)算高差+1)米；由此可以估算出灌水長度為小于水平軟管I的長度0. 3、. 5米。開始鉆孔，在鉆孔過程中當(dāng)需要測(cè)量鉆頭高程時(shí)，停止鉆機(jī)。然后提高鉆孔外的水平軟管I的管頭至高于鉆頭的理論計(jì)算位置高度0. 5米，拆除該端管頭的密封。上下緩慢移動(dòng)該端管頭，當(dāng)該端管頭中的水位高度不變時(shí)，這時(shí)的水位高度即為鉆頭高度，如圖I所示的洞外水平標(biāo)高2。
(二)對(duì)于當(dāng)鉆探方向與水平面所成角a為俯角時(shí)，也就是鉆探點(diǎn)4低于地面的情況，利用液體在連通管中的壓力值計(jì)算高差的原理，通過顯示儀6讀出高差，從而精確計(jì)算出地下鉆探點(diǎn)4高程。首先架設(shè)鉆機(jī)設(shè)備就位，鉆機(jī)的鉆桿內(nèi)空，鉆孔前在鉆桿內(nèi)安設(shè)充滿水的水平軟管I。水平軟管I的一端頭延伸至靠近鉆機(jī)的鉆頭附近固定，并密封該端管頭；需保證水平軟管I不折斷，使得水平軟管I內(nèi)的水能順利流動(dòng)。水平軟管I固定于鉆頭的端頭連接有一個(gè)水壓力盒，并與水壓力盒的接口連接，以使得水壓力盒能夠感應(yīng)到水平軟管I中水的壓力。在鉆桿的尾部鉆一小的通孔，由該 通孔引出水平軟管I的另一端，然后將該端的管頭密封。同時(shí)將水壓力盒上用于連接顯示儀6的接線從從鉆桿尾端的小通孔引出，并固定在鉆桿上。其中，水平軟管I的長度可以估算為(鉆孔長度+鉆探點(diǎn)4與鉆機(jī)處的理論計(jì)算高差+1)米；由此可以估算出灌水長度為小于水平軟管I的長度0. 3^0. 5米。開始鉆孔，在鉆孔過程中當(dāng)需要測(cè)量鉆頭高程時(shí)，停止鉆機(jī)。拆除鉆孔外的水平軟管I的管頭的密封；然后將鉆桿尾端的用于連接顯示儀6的接線連接到顯示儀6上，通過顯示儀6指示的壓力值P，根據(jù)公式P=P gh確定出水平軟管地上管頭水位與地下管頭水位的
高差=——，其中P為水的密度，g為重力加速度。最后根據(jù)水平儀測(cè)出的水平軟管地上管頭水位的高程hi4±，測(cè)算出地下鉆探點(diǎn)4的準(zhǔn)確高程h=h地上-h高差。盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式的具體變換，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法，其特征在于，當(dāng)鉆探方向與水平面所成角為仰角時(shí)，該方法按照如下步驟進(jìn)行 a.在鉆機(jī)的鉆桿內(nèi)安裝充滿水的水平軟管； b.所述水平軟管的一端固定于所述鉆機(jī)的鉆頭處，并密封該端管頭； c.在所述鉆桿尾部鉆設(shè)通孔； d.將所述水平軟管的另一端由所述通孔引出，并密封該端管頭； e.開始鉆孔，直至需要測(cè)量鉆探點(diǎn)高程時(shí)停止所述鉆機(jī)； f.將鉆孔外的所述水平軟管管頭提升，使其高于鉆探點(diǎn)的理論計(jì)算位置； g.拆除鉆孔外的所述水平軟管管頭的密封； h.上下緩慢移動(dòng)鉆孔外的所述水平軟管管頭，直至該管頭中的水位高度不變時(shí)，其水位高程即為鉆探點(diǎn)高程。
2.一種地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法，其特征在于，當(dāng)鉆探方向與水平面所成 角為俯角時(shí)，該方法按照如下步驟進(jìn)行 a.在鉆機(jī)的鉆桿內(nèi)安裝充滿水的水平軟管； b.所述水平軟管的一端固定于所述鉆機(jī)的鉆頭處，并且將該端管頭連接于水壓力盒的接口 ； c.在所述鉆桿尾部鉆設(shè)通孔； d.將所述水平軟管的另一端由所述通孔引出并密封該端管頭，同時(shí)將所述水壓力盒上用于連接顯示儀的接線通過所述通孔引出； e.開始鉆孔，直至需要測(cè)量鉆探點(diǎn)高程時(shí)停止所述鉆機(jī)； f.拆除鉆孔外的所述水平軟管管頭的密封； g.在鉆孔外將所述水壓力盒上用于連接顯示儀的接線與顯示儀接通，并記錄顯示儀所顯示的壓力值P; h.計(jì)算得出水平軟管地上管頭水位與地下管頭水位的高差，其中P為水的 PK密度，g為重力加速度； i.根據(jù)水平軟管地上管頭水位的高程hi4±，計(jì)算得出鉆探點(diǎn)高程h=hi4±-hss。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地下鉆探中準(zhǔn)確測(cè)量鉆探點(diǎn)高程的方法，將水平軟管充滿水后一端管頭或管頭連接水壓力盒隨鉆頭進(jìn)入鉆探點(diǎn)；將水平軟管的另一端由鉆桿尾部的通孔引出；兩端管頭均密封；鉆孔直至需要測(cè)量鉆探點(diǎn)高程時(shí)停止；最后直接在鉆孔外測(cè)定鉆探點(diǎn)高程，或通過地面顯示儀讀出高差，從而計(jì)算出鉆探點(diǎn)高程。本發(fā)明針對(duì)隧道鉆探施工，利用連通器原理和利用液體在連通管中的壓力值計(jì)算高差的原理，通過水平軟管、水壓力盒以及顯示儀等工具，能夠精確探測(cè)地下鉆探高程，確保地下既有物體的安全性，操作簡單，施工方便，加快了施工進(jìn)度，取得了非常好的施工效果；另外所用操作儀器也造價(jià)低廉，非常適合在此類鉆探施工中推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01C5/04GK102817605SQ201210279770
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者雷陽傳, 高杰, 楊毅輝, 林壯龍 申請(qǐng)人:中國建筑第六工程局有限公司