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专利名称：一种地下钻探中准确测量钻探点高程的方法
技术领域：
本发明涉及勘探测量领域，具体的说，是涉及一种地下钻探中测量钻探点高程的方法。
背景技术：
在隧道施工过程中，通常涉及地下 钻探，而一些既有地下物体，例如通讯路线、各种管网设施、高压供水管道及房屋、公路桥梁等的地下基础等属于重要保护对象，施工要求钻探过程中不能伤及既有地下物体，以确保财产、生命安全。为此，对地下钻探时钻探点的准确高程就提出较高的精度要求。但是在钻孔过程中，由于钻杆自重、围岩硬度不一致以及机具设备误差等原因，钻杆不能一直保持同一仰角或者俯角进行施钻，故不能通过钻杆长度和仰角、俯角精确定位出钻探点高程。有些时候因无法测定钻探点的准确高程，致使钻探时钻头无法深入。因此，迫切需要研究出一种隧道地下钻探时准确测量钻探点高程的方法。

发明内容
本发明要解决的是隧道施工过程中超前钻探高程无法准确测定的技术问题，提供一种地下钻探中准确测量钻探点高程的方法，尤其适用于隧道开挖距离既有地下物体较近，因而无法准确定位钻探点高程的情形。为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现—种地下钻探中准确测量钻探点高程的方法，当钻探方向与水平面所成角为仰角时，该方法按照如下步骤进行a.在钻机的钻杆内安装充满水的水平软管；b.所述水平软管的一端固定于所述钻机的钻头处，并密封该端管头；c.在所述钻杆尾部钻设通孔；d.将所述水平软管的另一端由所述通孔引出，并密封该端管头；e.开始钻孔，直至需要测量钻探点高程时停止所述钻机；f.将钻孔外的所述水平软管管头提升，使其高于钻探点的理论计算位置；g.拆除钻孔外的所述水平软管管头的密封；h.上下缓慢移动钻孔外的所述水平软管管头，直至该管头中的水位高度不变时，其水位高程即为钻探点高程。一种地下钻探中准确测量钻探点高程的方法，当钻探方向与水平面所成角为俯角时，该方法按照如下步骤进行a.在钻机的钻杆内安装充满水的水平软管；b.所述水平软管的一端固定于所述钻机的钻头处，并且将该端管头连接于水压力盒的接口 ；c.在所述钻杆尾部钻设通孔；
d.将所述水平软管的另一端由所述通孔引出并密封该端管头，同时将所述水压力盒上用于连接显示仪的接线通过所述通孔引出；e.开始钻孔，直至需要测量钻探点高程时停止所述钻机；f.拆除钻孔外的所述水平软管管头的密封；g.在钻孔外将所述水压力盒上用于连接显示仪的接线与显示仪接通，并记录显示仪所显示的压力值P ;h.计算得出水平软管地上管头水位与地 下管头水位的高差=——.其中P为
PK
水的密度，g为重力加速度；i.根据水平软管地上管头水位的高程hi4±，计算得出钻探点高程h=hi4±_h顏。本发明的有益效果是本发明针对隧道钻探施工，利用连通器原理和利用液体在连通管中的压力值计算高差的原理，通过水平软管、水压力盒以及显示仪等工具，能够精确探测地下钻探高程，确保地下既有物体的安全性，操作简单，施工方便，加快了施工进度，取得了非�：玫氖┕ばЧ�；另外所用操作仪器也造价低廉，非常适合在此类钻探施工中推广应用。


图I是当钻探方向与水平面所成角为仰角时，本发明所提供的地下钻探中准确测量钻头高程的方法示意图；图2是当钻探方向与水平面所成角为俯角时，本发明所提供的地下钻探中准确测量钻头高程的方法示意图。图中1，水平软管；2，洞外水平标高；3，隧道开挖断面；4，钻探点；5，既有地下物体；6，显示仪。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，下面结合附图详细说明如下(一)对于当钻探方向与水平面所成角a为仰角时，也就是钻探点4高于地面的情况，利用连通器原理直接在洞外测定钻探点4高程。如图I所示，隧道开挖断面3高于地面，钻探点4附近有既有地下物体5。首先架设钻机设备就位，钻机的钻杆内空，钻孔前在钻杆内安设充满水的水平软管I。水平软管I的一端头延伸至靠近钻机的钻头附近固定，并密封该端管头；需保证水平软管I不折断，使得水平软管I内的水能顺利流动。在钻杆的尾部钻一小的通孔，由该通孔引出水平软管I的另一端，然后将该端的管头密封。其中，水平软管I的长度可以估算为(钻孔长度+钻探点4与钻机处的理论计算高差+1)米；由此可以估算出灌水长度为小于水平软管I的长度0. 3、. 5米。开始钻孔，在钻孔过程中当需要测量钻头高程时，停止钻机。然后提高钻孔外的水平软管I的管头至高于钻头的理论计算位置高度0. 5米，拆除该端管头的密封。上下缓慢移动该端管头，当该端管头中的水位高度不变时，这时的水位高度即为钻头高度，如图I所示的洞外水平标高2。
(二)对于当钻探方向与水平面所成角a为俯角时，也就是钻探点4低于地面的情况，利用液体在连通管中的压力值计算高差的原理，通过显示仪6读出高差，从而精确计算出地下钻探点4高程。首先架设钻机设备就位，钻机的钻杆内空，钻孔前在钻杆内安设充满水的水平软管I。水平软管I的一端头延伸至靠近钻机的钻头附近固定，并密封该端管头；需保证水平软管I不折断，使得水平软管I内的水能顺利流动。水平软管I固定于钻头的端头连接有一个水压力盒，并与水压力盒的接口连接，以使得水压力盒能够感应到水平软管I中水的压力。在钻杆的尾部钻一小的通孔，由该 通孔引出水平软管I的另一端，然后将该端的管头密封。同时将水压力盒上用于连接显示仪6的接线从从钻杆尾端的小通孔引出，并固定在钻杆上。其中，水平软管I的长度可以估算为(钻孔长度+钻探点4与钻机处的理论计算高差+1)米；由此可以估算出灌水长度为小于水平软管I的长度0. 3^0. 5米。开始钻孔，在钻孔过程中当需要测量钻头高程时，停止钻机。拆除钻孔外的水平软管I的管头的密封；然后将钻杆尾端的用于连接显示仪6的接线连接到显示仪6上，通过显示仪6指示的压力值P，根据公式P=P gh确定出水平软管地上管头水位与地下管头水位的
高差=——，其中P为水的密度，g为重力加速度。最后根据水平仪测出的水平软管地上管头水位的高程hi4±，测算出地下钻探点4的准确高程h=h地上-h高差。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种地下钻探中准确测量钻探点高程的方法，其特征在于，当钻探方向与水平面所成角为仰角时，该方法按照如下步骤进行 a.在钻机的钻杆内安装充满水的水平软管； b.所述水平软管的一端固定于所述钻机的钻头处，并密封该端管头； c.在所述钻杆尾部钻设通孔； d.将所述水平软管的另一端由所述通孔引出，并密封该端管头； e.开始钻孔，直至需要测量钻探点高程时停止所述钻机； f.将钻孔外的所述水平软管管头提升，使其高于钻探点的理论计算位置； g.拆除钻孔外的所述水平软管管头的密封； h.上下缓慢移动钻孔外的所述水平软管管头，直至该管头中的水位高度不变时，其水位高程即为钻探点高程。
2.一种地下钻探中准确测量钻探点高程的方法，其特征在于，当钻探方向与水平面所成 角为俯角时，该方法按照如下步骤进行 a.在钻机的钻杆内安装充满水的水平软管； b.所述水平软管的一端固定于所述钻机的钻头处，并且将该端管头连接于水压力盒的接口 ； c.在所述钻杆尾部钻设通孔； d.将所述水平软管的另一端由所述通孔引出并密封该端管头，同时将所述水压力盒上用于连接显示仪的接线通过所述通孔引出； e.开始钻孔，直至需要测量钻探点高程时停止所述钻机； f.拆除钻孔外的所述水平软管管头的密封； g.在钻孔外将所述水压力盒上用于连接显示仪的接线与显示仪接通，并记录显示仪所显示的压力值P; h.计算得出水平软管地上管头水位与地下管头水位的高差，其中P为水的 PK密度，g为重力加速度； i.根据水平软管地上管头水位的高程hi4±，计算得出钻探点高程h=hi4±-hss。
全文摘要
本发明公开了一种地下钻探中准确测量钻探点高程的方法，将水平软管充满水后一端管头或管头连接水压力盒随钻头进入钻探点；将水平软管的另一端由钻杆尾部的通孔引出；两端管头均密封；钻孔直至需要测量钻探点高程时停止；最后直接在钻孔外测定钻探点高程，或通过地面显示仪读出高差，从而计算出钻探点高程。本发明针对隧道钻探施工，利用连通器原理和利用液体在连通管中的压力值计算高差的原理，通过水平软管、水压力盒以及显示仪等工具，能够精确探测地下钻探高程，确保地下既有物体的安全性，操作简单，施工方便，加快了施工进度，取得了非�：玫氖┕ばЧ�；另外所用操作仪器也造价低廉，非常适合在此类钻探施工中推广应用。
文档编号G01C5/04GK102817605SQ201210279770
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者雷阳传, 高杰, 杨毅辉, 林壮龙 申请人:中国建筑第六工程局有限公司