凍結法掘進井筒測量

凍結法掘進井筒測量

凍結法掘進井筒測量是井筒通過含水沖積層時,所採用的一種特殊掘進方法。工作的主要任務是:標定鑽孔位置、測量凍結孔的偏斜程度、繪製凍結壁形成圖。

基本介紹

  • 中文名:凍結法掘進井筒測量
  • 外文名:Freezing method tunneling into wellbore measurement
  • 學科:水利工程
  • 領域:測量
  • 套用:井筒通過含水沖積層時
  • 工作任務:測量凍結孔偏斜程度等
簡介,標定鑽孔位置,測量鑽孔的偏斜程度,繪製凍結壁形成圖,

簡介

凍結法鑿井是井筒通過含水沖積層時,所採用的一種特殊掘進方法。它的實質是:在井筒周圍打許多鑽孔,孔內插入凍結管,凍結管與地面冷凍站相連,使管內充滿不斷循環流動的冷凍劑(鹽水),這樣,鑽孔周圍的岩土逐漸凍結成冰柱,最後在井筒周圍形成封閉的凍結壁,從而阻止地下水或流砂在掘進井筒時湧入井內。
測量工作的主要任務是:標定鑽孔位置、測量凍結孔的偏斜程度、繪製凍結壁形成圖。

標定鑽孔位置

標定鑽孔位置應根據凍結孔設計平面圖進行,如圖2-14所示。當標定出井筒中心位置之後,根據鑽孔至井筒中心的設計半徑R,用鋼尺在實地上定出某鑽孔1的位置。然後,以井筒中心o和鑽孔1為準,由R與設計的鑽孔間距1,用鋼尺交會法定出鑽孔2的位置。再以點o和鑽孔2為準,用R和1交會出鑽孔3的位置。同法依次定出所有鑽孔的位置。也可以在井筒中心o點安置經緯儀,根據R與相等的1所對的圓心角θ,用極坐標法標定出孔位的位置。
圖2-14/2-15圖2-14/2-15
全部鑽孔打完之後,應重新測量出鑽孔的實際位置,並展繪在凍結壁平面圖中。

測量鑽孔的偏斜程度

為了使井筒周圍形成一個連續、均勻和封閉的凍結壁,要求鑽孔儘量打得豎直,其偏斜率不應超過5%。為此,要求在鑽進過程中和打鑽結束後,測量鑽孔的偏斜程度。
燈光測斜法套用較為普遍。其主要步驟和計算方法如下:
1)測量前,首先放入測斜管,將測斜蓋固定在管口,測斜益平板可以打開或關閉,如圖2-15中的虛線和箭頭所示,並用水平尺使平板水平;然後將投影紙固定在平板上。
2)打開測斜蓋平板,把燈泡放入所測的深度(見圖2-16)。在連線燈泡的電線上注有每米標記,記錄下放的電線深度,近似地視為燈泡的深度H。
圖2-16圖2-16
3)在鑽孔上方安置經緯儀,調節儀器腳螺旋,使光學對點器對準鑽孔內的燈光。然後把測斜蓋平板蓋回原位,用光學對點器在投影紙上投點得到B。
4)整平儀器(只動腳螺旋),用光學對點器在投影紙上投點得A。並量取光學對點器至投影紙面的高度i。為了校核,重複3、4步驟再做一次。
5)在投影紙上標出鑽孔中心o,並畫出鑽孔中心o至井筒中心o´的方向線(見圖2-16)。
最後,用量角器在圖上量出鑽孔的偏斜方位角α(見圖2-16b)。燈光測斜法比較簡便,精度較高。但若鑽孔偏斜度過大,則看不清燈光,這樣就無法測量鑽孔的傾斜程度。

繪製凍結壁形成圖

根據測得的各鑽孔偏斜值和偏斜方位角,繪製所測水平上的凍結壁形成平面圖,亦稱交圈圖。繪製方法如下:
1.按一定比例尺(一般採用1:20),以井筒中心為原點,根據設計半徑繪出井筒斷面、鑽孔分布圈和全部鑽孔孔口的位置。
2.根據偏斜值和偏斜方位角,繪出各鑽孔所測水平上的編斜位置。例如圖中點即為孔口的偏斜位置。
3.以鑽孔偏斜位置為圓心,以凍結圈的設計半徑作圓,即可繪出凍結壁的交圈圖。實際經驗證明,凍結時凍土向周圍發展不均勻,向井筒方向較多。所以,在繪製交圈圖時,應將凍結圈的圓心向井筒中心方向移動,得到凍結圈的圓心。
4.以凍結圈中的圓心為圓心,設計半徑為半徑繪出凍結圈,並將各凍結圖重合的部分擦去,即得到鑽進水平的凍結壁形成平面圖。

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