[发明专利]倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电枢纽工程的倒垂孔施工过程中的纠偏，特别是涉及一种倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法。

背景技术

在水利水电枢纽工程建设中，需要采用在水工建筑物不同部位设计布置钻孔，在钻孔中安装底部固定的倒铅垂线，称倒垂线，通过对钻孔倒垂线进行位移变化精密测量的方法，作为水利水电枢纽水工建筑物变形安全监测的常规手段之一，这种必须具备很高精度垂直度的钻孔称为倒垂孔。当钻孔口径确定时，深度越深的倒垂孔，对成孔垂直度精度要求越高，则造孔难度越大。在倒垂孔造孔钻进过程中，由于地层岩性的变化以及钻进操作、设备条件等各方面因素，往往难以控制和保持钻孔实际轴线不偏离设计轴线，当钻孔实际轴线偏离的发展趋势确定会超出或偏离量已超出钻孔垂直度设计精度要求时，则需要对钻孔采取有效的纠偏技术措施。在高精度深倒垂孔施工中，由于外部客观条件的局限，很难做到一次成孔就满足对钻孔高精度垂直度的设计要求，如果没有可靠和有效的纠偏方法，难以确保倒垂孔造孔过程的顺利进行。倒垂孔施工中对实际轴线已发生偏斜的孔段进行纠偏时，通常采用的纠偏方法有：平面位移、埋设导正器、缩短或加长钻具、封孔、扩孔、变径纠偏等。这些方法虽在一定条件下对钻孔偏斜能够起到作用，取得一定的纠偏效果，但由于存在局限性或限制条件，其效果往往体现出随机性与不确定性，而且这些方法均具有不可控制性和非定量性的缺点，故此实施起来既花费了时间、精力和较大成本，仍无法保证获得高的纠偏成功率或达到每次定位及定量纠偏的效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种操作简单、易于掌握、适用性广、无限制条件、可控制、可定量、劳动量较低、成本较低、纠偏成功率较高、纠偏效果好的倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法。

本发明提供的倒垂孔坐标追踪定位定量纠偏方法，包括以下步骤：(1)根据钻孔拟纠偏孔段的坐标轴线状态确定纠偏量，计算加工或选择纠偏环；(2)在纠偏器内安装2片所述纠偏环，下入纠偏器和连接导管，测调纠偏环至拟纠方位区间；(3)下入与所述纠偏环内径相适应级的钻具，并用纠偏钻具钻进，提出纠偏钻具，测量出已纠偏孔段返回的轴线方位量；(4)提出所述纠偏器和连接导管，用导正钻具扩孔，校测纠偏效果并记录，再采用常规方法继续钻进。

在上述技术方案中，所述纠偏器主体采用与倒垂孔设计监测预埋管径同级或相应级的DZ40地质钢管制作。

在上述技术方案中，所述纠偏器通过自接式丝扣与同径的连接导管相连。

在上述技术方案中，所述纠偏器的制作过程是：根据钻孔实际轴线偏离的测斜坐标数据表来确定拟纠偏量，计算及加工相对应的上导正环与下偏心环的安装距离及安装位置，将上导正环和下偏心环分别安装于上下定位档板处，并用定位螺栓固定，即制成所述纠偏器。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、解决了在倒垂孔施工中常规的纠偏方法中普遍存在的无法定量、随机不可控的缺陷，为高精度垂直度钻孔施工提供了一种纠偏成功率较高又定量可控的钻孔纠偏方法。

2、本发明采用倒垂孔浮标式测斜器测量纠偏器上下环坐标，通过转动连接导管调整下偏心环的方位方向至拟纠方位区间，保证纠偏钻具实施定向定量纠偏钻进，达到可控制定向定量纠偏目的。本发明的纠偏器结构简单，加工容易，可重复使用，安装操作方便，易于掌握，并能做到设计控制可定位、可定量，因而其适用性广，无限制条件。用一套纠偏器具即可解决倒垂孔钻进过程中的纠偏难题，最终达到倒垂孔施工的高质量、高效率、低成本之目的。

3、本发明优化了倒垂孔施工的工序，常规的倒垂孔开孔，孔径须选择大于倒垂孔设计监测预埋管径数级的施钻管径、随后逐级递减的工艺方案，优化后，常规深度的倒垂孔开孔，孔径只需选择与倒垂孔设计监测预埋管径同径级即可，超深孔一般选择大一级孔径既可。

4、由于纠偏器管径采用与倒垂孔设计监测预埋管径同级制作而成，也为实际下入监测预埋管和预测有效管径提供了数据。

5、克服了原有常规倒垂孔纠斜方法的随机性、局限性，能够容易、且准确地做到可控制、可定量，充分保证一次达到理想的设计纠偏效果，大大简化了钻孔常规纠偏工艺的难度。

附图说明

图1为测斜坐标系及象限示意图；

图2为本发明实施例中纠偏器的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为利用本发明对倒垂孔进行纠偏的示意图。