[发明专利]含砂礓石地层中大深度竖向测斜管施工置备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩土施工工程技术领域的方法，具体是一种含砂礓石地层中大深度竖向测斜管施工置备的方法。

背景技术

由于地质条件的复杂性以及已有理论的局限性，现场监控与测试是岩土工程的一个重要环节，它与勘查、设计、施工一起构成岩土工程不可分割的完整系统。现场监测是施工效果的直接反应，是施工中对构筑物进行保护的重要手段。它的意义首先在于保证工程的施工质量和安全，提高工程效益，优化设计。另外，对一个工程来说，加入现场监控及测试手段，可以有效预警周边岩土结构的内部性能变化，有利于设计人员对选择的岩土及施工参数确认或更正，并及时分析，上报相关部门，以确定施工的下一步进程。而测斜是信息化施工中重要的监测项目，广泛应用于土石坝、堤防、铁路公路边坡、岩土边坡、建筑物地基、矿井、基坑开挖以及地下结构工程内部水平位移观测。通过钻孔方式，将测量槽管埋入地下，当基坑、边坑、地基产生形变时，测斜槽管随之变形，测斜探头上滑轮顺槽而下逐点测试，从而可精确测出水平位移量。测斜可反映岩土工程施工引起的土体或构筑物的位移响应，有助于摸清施工对周围环境的影响范围及扰动规律。而测斜管安装的成功率以及准确性将直接影响后续的测量结果，对能否发挥现场监控在信息化施工中的作用就显得尤为重要，尤其在复杂的地层环境中。

经对现有的技术文献检索发现，发明人为葛以衡、陈立生、赵国强等，申请号为200910052303.7，专利申请的名称为“测斜管埋置施工方法”，该技术提供了一种测斜管埋置施工方法，根据测斜管的埋置轨迹，将测斜管设置在套管内。通过对内部含有测斜管的套管的牵拉，将套管和测斜管一起拉出孔道，然后在套管与测斜管之间间隙内灌满泥浆，并使套管剥离使得测斜管就位。该技术侧重于描述在曲线轨迹中横向埋置测斜管的方法，未考虑在深层复杂地层环境中安装测斜管的应对措施，同时竖向测斜管的安装方法也与横向测斜管的安装方法有较大区别。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种含砂礓石地层中大深度竖向测斜管施工置备的方法。本发明对适用于含砂礓石地层中大深度钻孔的钻头进行了改造，并创造出在含有砂礓石的地层中施工置备大深度测斜管的工艺方法，解决了复杂地层环境中测斜管的安装就位问题，为施工现场顺利实施提供了有力保障。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括以下步骤：

(1)对普通规格的钻头进行改造，以适应含砂礓石地层环境的特殊性。在钻头靠近前端和后端部位，采用围焊焊接两道环向锲形硬质合金钢，每道4个，共计8个。改造后的钻头有效成孔直径为D+40mm，其中D为测斜管的外直径。

(2)整平孔点地表周围场地，进行钻机和钻杆定位。在钻杆的两个侧面设置垂直度仪。

(3)通过调整钻机的水平和钻杆的垂直度两个方面来保证成孔的垂直度，根据垂直度控制在小于等于1％实施钻孔。

钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度，在软地层时，适当加快钻进速度。当钻进到砂礓石地层时采取的措施：

①降低钻杆进尺速度

②每钻进0.5m，往复下、上提钻杆，增加扫孔次数

③增加护壁泥浆比重和粘度

重复以上过程，直至钻进到设计标高+1m深度，终孔前，放缓钻进速度，缓下缓提。

(4)终孔后，为防止坍塌，快速拔出钻杆，置备埋设测斜管时通过对测斜管预处理、向测斜管内充水拼装若干节下沉、回填、冲管，最后管口加盖固定。

所述的对测斜管预处理，是指：埋设时先将最底部一根测斜管配好管座后用尼龙绳系紧放入孔内，当管顶高于孔口约50mm时，用管钳将测斜管固定于孔口，用连接管连接下一节测斜管，连接时候预留一定的沉降段并用自攻螺丝固定。如此逐段接长，直至到达预定深度，管与管接口处用防水胶带包裹严实。

所述的向测斜管内充水拼装下沉，是指：在测斜管安装若干节后，为减少其浮力，用一根PVC软管从管口向管内充清水，一边下管子，一边充清水，直至能顺利地放到位。管子下到预定位置后，把清水充满，减少泥浆进入管内形成沉淀；测斜管沉到设计深度后，旋转测斜管使管内的一对导槽方向满足要求，测斜管口露出地面20cm左右。

所述的回填是测斜管到达预定深度后，管子与孔壁之间的间隙由下而上逐段用细砂填实，以固定测斜管。由于钻孔较深以及地下水位较高，回填过程中，砂的沉降比较缓慢，采取了两种措施保证回填的密实性。一是边回填，边不停地晃测斜管，加速砂的下沉；二是间隔一定时间后不断补充回填，直到塞满不再出现空隙，测斜管完全固定住。