[发明专利]一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测方法

说明书

本发明公开了一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测方法，包括以下步骤：安装冻结管；钻出监测孔；安装监测管，且监测管为透明监测管；开始冻结和监测。该方法采用监测管为数字钻孔成像仪的探头采集图像提供了监测通道，对围岩尤其是斜井开挖之前和建成后的顶板、底板和侧帮的富水沙层冻结过程中的水冰相变、斜井建成后冻结沙层融化解冻过程中的冰水相变、水位回升、斜井井筒围岩裂隙演化等变化规律准确的掌握，由于左、右侧监测管连续布设，能使采集到连续的围岩冻结以及解冻的变化规律，相比于现有技术，其具有监测数据贯穿富水沙层特长冻结斜井建设与运营全过程、完整、准确、数字化、监测时间长等优点。

技术领域

本发明属于人工冻结斜井监测技术领域，具体是涉及一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测方法。

背景技术

在西部富水沙层特长冻结斜井的施工过程中，冻结壁是一种临时承载结构，在井筒开凿初期，其作用主要是为施工提供安全保障，在井筒形成后，冻结壁融化时，又做为外作用力作用在井壁上，因此，冻结壁在整个施工过程中，非常重要。

在现有技术中，技术人员只能通过在开挖出的部分斜井内壁向冻结壁钻孔来监测冻结壁的围岩冻结和解冻变化规律，但是，这种监测方法无法获取冻结壁完整的信息，不能真实及时的反应出冻结壁的真实情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测方法。该监测方法操作简便，能够完整的、连续的监测出斜井周围围岩的冰冻和解冻时的变化规律，具有监测数据贯穿富水沙层特长冻结斜井建设与运营全过程、完整、准确、数字化、监测时间长等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、安装冻结管：在开挖斜井之前，从斜井预设部位的顶板从上往下钻孔形成用于安装冻结管的管孔,并在所述管孔内安装多个竖直向下延伸布设的冻结管，多个所述冻结管形成一个冻结管组，所述冻结管组中的多个所述冻结管相连通形成一个输入口和一个输出口，沿所述斜井预设走向布设的多个所述冻结管组形成一列冻结管组，并且多个所述冻结管组两两相连通使所述一列冻结管组具有一个总输入口和一个总输出口；

步骤二、钻出监测孔：在所述斜井预设部位的左侧钻出左侧监测孔，在所述斜井预设部位的右侧钻出右侧监测孔；

步骤三、安装监测管：在所述左侧监测孔内安装左侧监测管，在所述右侧监测孔内安装右侧监测管，所述左侧监测管和所述右侧监测管均为透明监测管；

步骤四、开始冻结和监测：将一列所述冻结管组的总输入口和总输出口与冻结站相连通，向所述冻结管内注入换热介质开始对斜井预设部位周围围岩进行冻结，并将数字钻孔成像仪的探头送入所述左侧监测管(2)和右侧监测管内，对所述斜井开挖之前和开挖之后的周围围岩的冰冻以及解冻的变化规律进行监测。

上述的一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测方法，其特征在于：所述左侧监测孔的下端和所述右侧监测孔的下端均延伸至所述斜井预设部位的底板。

上述的一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测方法，其特征在于：所述左侧监测孔的下端连通有向所述斜井预设部位的底板水平延伸的下水平监测孔，所述右侧监测孔的下端连通有向所述斜井预设部位的顶板水平延伸的上水平监测孔；所述上水平监测孔内安装有用于与所述右侧监测管相连通的上水平监测管，所述下水平监测孔内安装有用于与所述左侧监测管相连通的下水平监测管。

上述的一种富水沙层特长冻结斜井三维数字钻孔可视化监测方法，其特征在于：所述左侧监测孔的下端与下水平监测孔的连接处的倒角为圆弧形，所述右侧监测孔的下端与上水平监测孔的连接处的倒角为圆弧形。