CN102506722A

CN102506722A - 一种冻结壁位移测试方法

Info

Publication number: CN102506722A
Application number: CN2011103690236A
Authority: CN
Inventors: 高伟; 郭垒; 王建平; 张绪忠; 陈红蕾; 王恒; 王岳; 宁方波; 孙右好; 刘伟民; 刘磊; 周可发
Original assignee: Beijing China Coal Mine Engineering Co ltd
Current assignee: Beijing China Coal Mine Engineering Co ltd
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明涉及一种冻结壁位移测试方法。主要解决现有的冻结壁位移测试方法精度低及不可连续测试等问题。其特征在于包括以下步骤：（一）在开挖到本段高1/4～1/2时在井帮上埋入固定销；(二)把激光测距装置及反光镜固定在相对的两个固定销上；(三)人工调试激光测距装置，让其对准反光镜后自动巡检，筛选出距离最大的数值；(四)设定测试频率，自动采集激光测距仪与反光镜之间的距离并存储；(五)待绑扎钢筋落模板前将测距装置及反光镜取下；(六)对采集数据进行处理分析。该冻结壁位移测试方法利用自动采集系统进行数据采集，在实施过程中只在一个固定点处进行布设测点，减小了对正常掘砌施工的影响，且相对测试精度较高。

Description

一种冻结壁位移测试方法

技术领域

本发明涉及煤炭工程技术领域，具体的说是一种冻结壁位移测试方法。

背景技术

随着我国浅部煤炭资源的枯竭，新建矿井多具有穿越冲积层厚、地压大、地质条件复杂等特点，冻结法凿井成为穿过深厚冲积层最主要的特殊凿井方法。冻结法凿井是采用人工制冷技术暂时加固不稳定地层和隔绝地下水的特殊施工方法，先在将要开凿的井筒周围形成不透水的且能抵抗一定压力的冻结帷幕（简称冻结壁），并在冻结壁的保护下安全地进行井筒掘砌工作。深部厚粘土层特征是冻结强度低，冻结壁位移大，不合理的控制冻结壁位移，会造成冻结壁位移过大，造成冻结壁失稳，导致冻结管断裂等事故。因此，进行冻结壁位移监测，目的在于掌握冻结壁位移随时间的变化规律，为合理的确定掘进段高和掘进时间提供依据。

目前冻结壁位移测试主要有两种方法：重锤吊挂钢尺法，数显收敛计监测法。重锤吊挂钢尺法是采用重锤掉挂在刃脚上，在井帮上置入钢钉或者销子，用钢板尺量出井帮至垂线的距离，间隔一段时间再次测量出井帮至垂线的距离，两次测量的差值即为该点单边位移。采用重锤悬吊法测试能测出任何方向上的单边位移，但是在井下由于施工环境较恶劣，不确定因素较多，每次挂重锤位置必须相同、每次测量时钢板尺一端必须靠在钢钉或者销子上次测量的位置，以及测试人员人为误差，造成此方法测试精度不高；采用数显收敛计测试时可以量测井筒直径方向上冻结壁的收敛位移，然后平均到两边算出单边径向位移，得到的为单边平均位移速率。该测试方法精确度高，能精确到百分之一毫米，但该测试方法需停止掘砌施工、需提升系统配合、不可连续测试操作。并且由于在井筒直径上对数显收敛计钢尺施加一定的力，人员走动及罐桶提升等都有可能碰到钢尺，容易造成尺断伤人。

发明内容

为了克服现有技术中上述的不足，本发明提供一种冻结壁位移测试方法，该冻结壁位移测试方法利用自动采集系统进行数据采集，在实施过程中只在一个固定点处进行布设测点，减小了对正常掘砌施工的影响，且相对测试精度较高。

本发明的技术方案是：一种冻结壁位移测试方法，其特征在于包括以下步骤：（一）、在开挖到本段高的1/4～1/2时在井帮上埋入固定销；(二)、把激光测距装置及反光镜固定在相对的两个固定销上；(三)、人工调试激光测距装置，让其对准反光镜后自动巡检，筛选出距离最大的数值；(四)、设定测试频率，自动采集激光测距仪与反光镜之间的距离并存储；(五)、待绑扎钢筋落模板前将测距装置及反光镜取下；(六)、对采集数据进行处理分析。

上述步骤(一)中，在井帮的四个面均埋入固定销。

所述的反光镜为凹面镜。

上述步骤（六）中对采集的数据进行提取，将时间和测试的距离绘制成曲线看收敛位移趋势，根据测试数据计算出累计位移速率乘以掘砌本段高所用时间得到可能最大位移。

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，本发明将激光测距装置及反光镜安装在井帮上的固定销上，通过激光测距装置对反光镜反射的光进行处理，从而得出冻结壁位移。该测试方法由于采用自动采集系统进行数据采集，可以采集较多数据来分析冻结壁的位移规律，在实施过程中只在一个固定点处进行布设测点，减小了对正常掘砌施工的影响，且相对测试精度较高，测试精度0.1mm。

附图说明：

图1是本发明中测距装置及反光镜安装示意图。

图中1-左固定销，2-左接头，3-激光测距装置，4-反光镜，5-右接头，6-右固定销。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1所示，一种冻结壁位移测试方法，其特征在于包括以下步骤：（一）、在开挖到本段高1/4～1/2时在井帮上埋入左固定销1及右固定销6，为测量冻结壁四个方向的位移，则需要在井帮四个方向上均进入固定销；(二)、把激光测距装置3通过左接头2固定在左固定销1上，反光镜4通过右接头5固定右固定销6上，且左固定销1和右固定销6相对，如果四个井帮上均有固定销，则每组激光测距装置3和反光镜4相对；(三)、人工调试激光测距装置3，让其对准反光镜4后自动巡检，筛选出距离最大的数值；(四)、设定测试频率，自动采集激光测距仪与反光镜之间的距离并存储；(五)、待凿井单位绑扎钢筋落模板前将激光测距装置3及反光镜4取下；(六)、对采集的数据进行提取，将时间和测试的距离绘制成曲线看收敛位移趋势，根据测试数据计算出累计位移速率乘以掘砌本段高所用时间得到可能最大位移，单边径向位移为收敛位移的一半，看单边径向位移是否超过50mm（规范规定值）来判断冻结壁是否处于稳定状态，是否需要采取措施。

本方法所应用的激光测距装置为常用的装置，在此应用于冻结壁收敛位移测试上，可以自动采集数据；上述的固定销的接头可旋转，从而使激光测距装置可以旋转自动巡检，来进行筛选出距离最大的数值并存储数据，固定销的长度以20mm为宜；上述的反光镜4为凹面镜。

下面通过具体实施例对本发明进行说明：

由表中可以看出，其中实施例一的单边径向位移为27.10/2=13.55,实施例三的单边径向位移为13.44/2=6.72,均小于50mm，因此可以判断，冻结壁处于稳定状态；

实施例二的单边径向位移为76.17/2=38.09,虽然小于50mm，但考虑到径向位移速率为2.2mm/h，50/2.2=22.73，因此从开挖至浇筑混凝土不应超过22.73h，如超过22.73h则需要采取措施来控制冻结壁位移。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种冻结壁位移测试方法，其特征在于包括以下步骤：（一）、在开挖到本段高1/4～1/2时在井帮上埋入固定销；(二)、把激光测距装置及反光镜固定在相对的两个固定销上；(三)、人工调试激光测距装置，让其对准反光镜后自动巡检，筛选出距离最大的数值；(四)、设定测试频率，自动采集激光测距仪与反光镜之间的距离并存储；(五)、待绑扎钢筋落模板前将测距装置及反光镜取下；(六)、对采集数据进行处理分析。

2.根据权利要求1所述的冻结壁位移测试方法，其特征在于：上述步骤(一)中，在井帮的四个面均埋入固定销。

3.根据权利要求2所述的冻结壁位移测试方法，其特征在于：所述的反光镜为凹面镜。

4.根据权利要求2或3所述的冻结壁位移测试方法，其特征在于：上述步骤（六）中对采集的数据进行提取，将时间和测试的距离绘制成曲线看收敛位移趋势，根据测试数据计算出累计位移速率乘以掘砌本段高所用时间得到可能最大位移。