CN108386208A - 一种隧道帷幕注浆孔位的快速定位方法 - Google Patents

Abstract

一种隧道帷幕注浆孔位的快速定位方法，使用定位装置前先依据“先外圈后内圈”的施工顺序来调整伸缩杆的有效长度，再依据外圈上各注浆孔位的设计钻进外张角来调整定位钢圈的倾斜度，待定位装置调整好后再将抱箍嵌套在孔口管上，此时定位钢圈对准外圈上最上位的注浆孔位并沿钢圈内缘画圆即可快速定位以供钻杆钻孔，同理转动伸缩杆数次次并依相同之夹角就可以依次快速画出该外圈上所有注浆孔位，重复上述方式并调整伸缩杆的有效长度即可对其它注浆孔位实施快速定位，改变伸缩杆的长度就可以调整施工半径，而平面角盘和外张量角器可以改变定位钢圈的角度，当伸缩杆的长度和外张量角器角度确定后其同一圈注浆孔就可以得到快速定位，施工效率高。

Description

一种隧道帷幕注浆孔位的快速定位方法

技术领域

本发明属于土木工程隧道超前帷幕注浆技术领域，主要是一种隧道帷幕注浆孔位的快速定位方法。

背景技术

在隧道工程领域中，遭遇软弱、富水或其它不良地层时，广泛使用超前帷幕注浆技术来改善前方围岩特性，降低渗透系数，降低施工开挖风险。

在超前注浆技术中，首先要按照设计对各注浆孔进行定位和安装孔口管，主要包括掌子面上注浆孔位的确定和空间角度的控制，常以隧道中心点进行同心圆式布孔，初始位置在掌子面止浆墙上，终孔位置在开挖轮廓线外呈圆形分布。该定位工作的准确度和速度直接影响注浆效果和工程进度。

传统定位开孔工作流程为：

1、根据设计，计算各孔位在掌子面止浆墙上的平面点位坐标，计算沿隧道轴向的水平角和竖直角；

2、根据设计，利用全站仪确定掌子面止浆墙上的中心点及其它点位，利用喷漆做好标识；

3、调整钻机位置，使钻头对准一个孔位，利用罗盘调整钻杆的竖直角度，利用人工拉线确定钻杆的水平角度使之符合设计参数；

4、开始钻孔，钻至1.5～2m深度后退出钻杆，安装钢质孔口管，孔口管以水泥、锚固剂等与止浆墙固结为一整体，管口露出20cm以上，以备后期扫孔定位使用。

传统定位工作主要依靠现场人员画点并调整控制，受现场环境、人员技术水平等诸多因素影响，注浆孔位置及角度易出现偏差，而且隧道施工中根据断面大小，每循环注浆所设计的孔数为60～200个，每个孔的位置、空间角度都不一样，现场施作十分繁琐和耗时。

发明内容

为克服现有隧道注浆孔位定位技术效率不高、准确度差等问题，本发明提供一种隧道帷幕注浆孔位的快速定位方法，该快速定位方法通过快速定位装置来保证钻孔孔位及外张角的准确度，避免隧道注浆质量不佳，其快速定位装置具有机械结构简单、易于人工操作、准确度高之特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种隧道帷幕注浆孔位的快速定位方法，该快速定位方法使用到一套定位装置，定位装置含有抱箍、橡胶套、平面角盘、加固翼板、伸缩杆、外张量角器、定位钢圈，其特征是：

在定位装置中，伸缩杆是由数节口径不同的空心方钢相互套接制作而成，在每接空心方钢的出口端均配置有定位螺栓，将伸缩杆的大端一侧焊接在加固翼板的正中位置，而加固翼板焊接在抱箍一侧并使抱箍位于伸缩杆大端的前端方口处，抱箍的内经与孔口管的外径相等，在抱箍的内经端口粘接有橡胶套，具有-180至180度量程的平面角盘联接在伸缩杆大端另一侧上方并以伸缩杆的长度指向或是平面角盘上联接的线锤指向设置为0度，伸缩杆小端的前端方口处通过所述定位螺栓联接有能发生偏转的定位钢圈，靠近伸缩杆小端的定位钢圈上联接有90度量程的外张量角器，当定位钢圈的圆圈面平行于平面角盘盘面时其外张量角器上的撞尺与伸缩杆小端平面呈90度夹角，定位钢圈的内径等于钻杆外径；

隧道帷幕注浆孔位定位前其掌子面中心位置即中心孔位配装有孔口管，各注浆孔位在掌子面上呈同圆心但不同半径且相互交错式分布，从外圈到内缩的各内圈至中心孔位的半径依次标记为R1、R2、…、Rn，n为整整数，使用定位装置前先依据“先外圈后内圈”的施工顺序先调整伸缩杆的有效长度并使抱箍圆心至定位钢圈圆圈面圆心的实际长度等于R1，再依据外圈上各注浆孔位的设计钻进外张角来调整定位钢圈的倾斜度，待定位装置调整好后再将抱箍嵌套在孔口管上，此时抱箍圆心与孔口管圆心完全重合并保证了定位装置在中心孔位不会发生偏移，调整平面角盘的零位使其对准重锤线并将抱箍固定，此时定位钢圈对准R1外圈上最上位的注浆孔位并沿钢圈内缘画圆即对R1外圈上最上位的注浆孔位施以快速定位以供钻杆钻孔；当R1外圈上最上位的注浆孔位得到快速定位后，依据顺时针或是逆时针转动伸缩杆至下一注浆孔位，下一注浆孔位相对R1外圈上最上位的注浆孔位与中心孔位之夹角由设计给定并通过平面角盘得以确认，沿钢圈内缘画圆即对R1外圈上下一注浆孔位施以快速定位以供钻杆钻孔；同理转动伸缩杆数次次并依相同之夹角就可以依次快速画出R1外圈上所有注浆孔位；

重复上述方式并调整伸缩杆的有效长度使抱箍圆心至定位钢圈圆圈面圆心的实际长度分别等于R2、…、Rn，即可对R2内圈乃至Rn内圈分别实施注浆孔位的快速定位。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、定位装置机械结构简单，加工难度不大，技术要求不高，可以适用于不同断面、不同工况的隧道超前帷幕注浆工程，可重复使用，节约成本。

2、操作简便快捷，通过改变伸缩杆的长度就可以调整施工半径，再通过平面角盘和外张量角器来改变定位钢圈的角度，当伸缩杆的长度和外张量角器确定后其同一圈注浆孔就可以得到快速定位，然后按“先外圈后内圈”的顺序调整伸缩杆长度，就可以快速定位安装所有孔口管。

附图说明

图1是本发明定位装置的结构示意简图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的隧道帷幕注浆孔位的快速定位现场使用示意简图。

上述图中：1-抱箍；2-橡胶套；3-平面角盘；4-加固翼板；5-伸缩杆；6-外张量角器；7-定位钢圈；8-中心孔位；9-已完成画圆的注浆孔位；10-未完成画圆的注浆孔位。

具体实施方式

本发明是一种隧道帷幕注浆孔位的快速定位方法，本发明通过自制定位装置实现隧道帷幕注浆孔位的快速定位。结合图1－2，本发明的定位装置含有抱箍1、橡胶套2、平面角盘3、加固翼板4、伸缩杆5、外张量角器6、定位钢圈7。

结合图3并在定位装置的配合下，隧道帷幕注浆孔位定位前其掌子面中心位置即中心孔位8配装有孔口管，各注浆孔位在掌子面上呈同圆心但不同半径且相互交错式分布，从外圈到内缩的各内圈至中心孔位8的半径依次标记为R1、R2、…、Rn，n为整整数，比如图3中n＝6，即有6圈不等半径的同心圆。

结合图3，使用定位装置前先依据“先外圈后内圈”的施工顺序先调整伸缩杆5的有效长度并使抱箍1圆心至定位钢圈7圆圈面圆心的实际长度等于R1，再依据外圈上各注浆孔位的设计钻进外张角来调整定位钢圈7的倾斜度，待定位装置调整好后再将抱箍1嵌套在孔口管上，此时抱箍1圆心与孔口管圆心完全重合并保证了定位装置在中心孔位8不会发生偏移，调整平面角盘3的零位使其对准重锤线并将抱箍1固定，此时定位钢圈7对准R1外圈上最上位的注浆孔位并沿钢圈7内缘画圆即对R1外圈上最上位的注浆孔位施以快速定位以供钻杆钻孔；当R1外圈上最上位的注浆孔位得到快速定位后，依据顺时针或是逆时针转动伸缩杆5至下一注浆孔位，下一注浆孔位相对R1外圈上最上位的注浆孔位与中心孔位8之夹角由设计给定并通过平面角盘得以确认，沿钢圈7内缘画圆即对R1外圈上下一注浆孔位施以快速定位以供钻杆钻孔。同理转动伸缩杆5十次次并依相同之夹角就可以依次快速画出R1外圈上所有注浆孔位。

重复上述方式并调整伸缩杆5的有效长度使抱箍1圆心至定位钢圈7圆圈面圆心的实际长度分别等于R2、…、R6，即可对R2内圈乃至R6内圈分别实施注浆孔位的快速定位。

图3上R1外圈、R2内圈、R3内圈的黑心小圆是已完成画圆的注浆孔位9，而R4内圈、R5内圈以及R6内圈的空心小圆是未完成画圆的注浆孔位10。

需要说明的是，伸缩杆除由数节口径不同的空心方钢相互套接制作而成外，还由数节口径不同的空心圆钢或是空心多边钢相互套接制作而成。

综上，本发明的定位装置具有操作简便快捷，最大特点是通过改变伸缩杆的长度就可以调整施工半径，其次是通过平面角盘和外张量角器可以改变定位钢圈的角度，当伸缩杆的长度和外张量角器角度确定后其同一圈注浆孔就可以得到快速定位，施工效率很高。

Claims (1)

1.一种隧道帷幕注浆孔位的快速定位方法，该快速定位方法使用到一套定位装置，定位装置含有抱箍(1)、橡胶套(2)、平面角盘(3)、加固翼板(4)、伸缩杆(5)、外张量角器(6)、定位钢圈(7)，其特征是：

在定位装置中，伸缩杆(5)是由数节口径不同的空心方钢相互套接制作而成，在每接空心方钢的出口端均配置有定位螺栓，将伸缩杆(5)的大端一侧焊接在加固翼板(4)的正中位置，而加固翼板(4)焊接在抱箍(1)一侧并使抱箍(1)位于伸缩杆(5)大端的前端方口处，抱箍(1)的内经与孔口管的外径相等，在抱箍(1)的内经端口粘接有橡胶套(2)，具有-180至180度量程的平面角盘(3)联接在伸缩杆(5)大端另一侧上方并以伸缩杆(5)的长度指向或是平面角盘(3)上联接的线锤指向设置为0度，伸缩杆(5)小端的前端方口处通过所述定位螺栓联接有能发生偏转的定位钢圈(7)，靠近伸缩杆(5)小端的定位钢圈(7)上联接有90度量程的外张量角器(6)，当定位钢圈(7)的圆圈面平行于平面角盘(3)盘面时其外张量角器(6)上的撞尺与伸缩杆(5)小端平面呈90度夹角，定位钢圈(7)的内径等于钻杆外径；

隧道帷幕注浆孔位定位前其掌子面中心位置即中心孔位(8)配装有孔口管，各注浆孔位在掌子面上呈同圆心但不同半径且相互交错式分布，从外圈到内缩的各内圈至中心孔位(8)的半径依次标记为R1、R2、…、Rn，n为整整数，使用定位装置前先依据“先外圈后内圈”的施工顺序先调整伸缩杆(5)的有效长度并使抱箍(1)圆心至定位钢圈(7)圆圈面圆心的实际长度等于R1，再依据外圈上各注浆孔位的设计钻进外张角来调整定位钢圈(7)的倾斜度，待定位装置调整好后再将抱箍(1)嵌套在孔口管上，此时抱箍(1)圆心与孔口管圆心完全重合并保证了定位装置在中心孔位(8)不会发生偏移，调整平面角盘(3)的零位使其对准重锤线并将抱箍(1)固定，此时定位钢圈(7)对准R1外圈上最上位的注浆孔位并沿钢圈(7)内缘画圆即对R1外圈上最上位的注浆孔位施以快速定位以供钻杆钻孔；当R1外圈上最上位的注浆孔位得到快速定位后，依据顺时针或是逆时针转动伸缩杆(5)至下一注浆孔位，下一注浆孔位相对R1外圈上最上位的注浆孔位与中心孔位(8)之夹角由设计给定并通过平面角盘得以确认，沿钢圈(7)内缘画圆即对R1外圈上下一注浆孔位施以快速定位以供钻杆钻孔；同理转动伸缩杆(5)数次次并依相同之夹角就可以依次快速画出R1外圈上所有注浆孔位；

重复上述方式并调整伸缩杆(5)的有效长度使抱箍(1)圆心至定位钢圈(7)圆圈面圆心的实际长度分别等于R2、…、Rn，即可对R2内圈乃至Rn内圈分别实施注浆孔位的快速定位。