一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法与流程

本发明涉及预制井的施工控制，具体为一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法。

背景技术：

1、岩土工程和水文地质勘察中，往往需要测定地下稳定水位和观测水位变化幅度。城市勘察工期短，场地空间狭小，勘察期间难以开挖制作水位观测井，进行长期水位观测。钻孔测得的地下水位往往因为钻孔施工产生的泥浆未清除，或形成泥皮阻碍地下水渗透进入孔内，测得的地下水位并非真实的地下水稳定水位，取得的水样也不具代表性。此外，钻机设备撤走后，钻孔内往往会塌孔，无法再次测得地下水位，导致难以测出场地地下水位变化幅度。

2、传统的地下水观测井直径大，施工复杂，需要较大空间。而且传统的地下水观测井对后续基坑和地基基础施工是个障碍，很少被行业采用，存在不便基于实际的水平偏差角信息，对预设沉井速度进行调整的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，解决了现有的可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法不便基于实际的水平偏差角信息，对预设沉井速度进行调整的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，包括以下步骤：基于获取得到的预制井信息和与水位观测钻孔信息匹配得到预制井的预设沉井速度；在沉井过程中实时获取预制井的实际下降速度和预制井与地面的水平偏差角，并基于预设沉井速度、实际下降速度和水平偏差角评估预制井沉井的稳定性；基于获取得到的预制井与地面的水平偏差角对预制井的预设沉井速度进行调整，获得调整后下降速度，并对预制井与地面的水平偏差角进行调整。

3、进一步地，基于获取得到的预制井信息和与水位观测钻孔信息匹配得到预制井的预设沉井速度的过程如下：获取并解析预制井信息和水位观测钻孔信息；获取沉井数据库中存储的下井速度匹配信息，所述下井速度匹配信息包括预制井匹配信息和水位观测钻孔匹配信息；对预制井信息、水位观测钻孔信息和下井速度匹配信息进行数据融合分析获得速度匹配指数；将速度匹配指数与沉井数据库中存储的各匹配指数区间进行比对；获取比对成功的匹配指数区间对应的预设沉井速度。

4、进一步地，所述预制井信息包括预制井长度、预制井宽度、预制井质量和预制井井壁厚度，所述水位观测钻孔信息包括颗粒物密度、岩层抗剪强度、土壤水渗透性和钻孔含水层厚度；所述预制井匹配信息包括预制井参定长度、预制井参定宽度、预制井参定质量和预制井井壁参定厚度，所述水位观测钻孔匹配信息包括参定颗粒物密度、参定岩层抗剪强度、土壤参定水渗透性和钻孔含水层参定厚度。

5、进一步地，对预制井信息、水位观测钻孔信息和下井速度匹配信息进行数据融合分析获得速度匹配指数的过程如下：对获取得到的预制井信息和预制井匹配信息进行数据融合分析获得预制井匹配参数；对获取得到的水位观测钻孔信息和水位观测钻孔匹配信息进行数据融合分析获得水位观测钻孔匹配参数；将预制井匹配参数和水位观测钻孔匹配参数进行处理获得速度匹配指数，用于表示预制井信息、水位观测钻孔信息与沉井数据库中存储的下井速度匹配信息的相似程度。

6、进一步地，所述速度匹配指数的计算公式如下：

7、

8、式中，smi为速度匹配指数，pw为预制井匹配参数，wb为水位观测钻孔匹配参数，α1为预制井匹配参数对应的权重因子，α2为水位观测钻孔匹配参数对应的权重因子，且α1+α2＝1。

9、进一步地，基于预设沉井速度、实际下降速度和水平偏差角评估预制井沉井的稳定性的过程如下：基于设定的采样周期获取若干个采样周期采样的预制井的实际下降速度和预制井与地面的水平偏差角，所述水平偏差角表示预制井顶部平面与地平面之间的夹角角度；对预设沉井速度和实际下降速度进行数据处理，并对预制井与地面的水平偏差角进行数据处理；获取并基于预设沉井速度和实际下降速度的数据处理结果和预制井与地面的水平偏差角的数据处理结果，经过数据融合获得预制井沉井的沉井稳定参数，用于表示预制井沉井的稳定性。

10、进一步地，所述预制井沉井的沉井稳定参数的计算公式如下：

11、

12、式中，csp为预制井沉井的沉井稳定参数，i为采样周期的编号，i＝1,2,3,...,n，n为参与预制井沉井的沉井稳定参数计算的采样周期的总个数，pcs为预设沉井速度，adri为参与预制井沉井的沉井稳定参数计算的采样周期中的第i个采样周期的实际下降速度，δs为预设沉井速度和实际下降速度的允许偏差值，hdai为参与预制井沉井的沉井稳定参数计算的采样周期中的第i个采样周期的水平偏差角，β1为速度对应的权重因子，β2为偏差角对应的权重因子，且β1+β2＝1。

13、进一步地，基于获取得到的预制井与地面的水平偏差角对预制井的预设沉井速度进行调整，获得调整后下降速度的过程如下：获取当前采样周期采样的预制井与地面的水平偏差角；判断当前采样周期采样的预制井与地面的水平偏差角是否等于0：若是则对预制井的预设沉井速度不进行调整，将预制井的预设沉井速度记为调整后下降速度；若否则对预制井的预设沉井速度进行调整，获取调整速度参照值；基于预制井的预设沉井速度和调整速度参照值获得调整后下降速度。

14、进一步地，获取调整速度参照值的过程为：获取当前采样周期采样的预制井与地面的水平偏差角的绝对值，将当前采样周期采样的预制井与地面的水平偏差角的绝对值与沉井数据库中存储的各水平偏差角区间进行比对，获取比对成功的水平偏差角区间的调整速度参照值。

15、进一步地，所述调整后下降速度的计算公式如下：

16、

17、式中，adr为调整后下降速度，pcs为预设沉井速度，asr为调整速度参照值，hda为当前采样周期采样的预制井与地面的水平偏差角。

18、本发明具有以下有益效果：

19、(1)、该基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，通过考虑预制井与地面的水平偏差角，实现了个性化的速度调整，通过比对水平偏差角的绝对值与数据库中的区间，提高了速度调整的准确性，这种精准的调整确保了在各种水平偏差情况下都能够有效地控制下降速度。

20、(2)、该基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，利用沉井数据库中的历史数据，能够基于以往经验进行调整速度参照值的获取，有助于系统更好地适应不断变化的施工环境，并在历史数据的支持下做出更明智的调整决策，确保了速度调整能够在各种工况下更加稳健和可靠。

21、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于：基于获取得到的预制井信息和与水位观测钻孔信息匹配得到预制井的预设沉井速度的过程如下：

3.根据权利要求2所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，所述预制井信息包括预制井长度、预制井宽度、预制井质量和预制井井壁厚度，所述水位观测钻孔信息包括颗粒物密度、岩层抗剪强度、土壤水渗透性和钻孔含水层厚度；

4.根据权利要求3所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，对预制井信息、水位观测钻孔信息和下井速度匹配信息进行数据融合分析获得速度匹配指数的过程如下：

5.根据权利要求4所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，所述速度匹配指数的计算公式如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，基于预设沉井速度、实际下降速度和水平偏差角评估预制井沉井的稳定性的过程如下：

7.根据权利要求6所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，所述预制井沉井的沉井稳定参数的计算公式如下：

8.根据权利要求1所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，基于获取得到的预制井与地面的水平偏差角对预制井的预设沉井速度进行调整，获得调整后下降速度的过程如下：

9.根据权利要求8所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，获取调整速度参照值的过程为：获取当前采样周期采样的预制井与地面的水平偏差角的绝对值，将当前采样周期采样的预制井与地面的水平偏差角的绝对值与沉井数据库中存储的各水平偏差角区间进行比对，获取比对成功的水平偏差角区间的调整速度参照值。

10.根据权利要求8所述的一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，其特征在于，所述调整后下降速度的计算公式如下：

技术总结
本发明公开了一种基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，涉及预制井的施工控制技术领域。该基于可控深度水位观测取水样预制井的施工控制方法，基于获取得到的预制井信息和与水位观测钻孔信息匹配得到预制井的预设沉井速度；在沉井过程中实时获取预制井的实际下降速度和预制井与地面的水平偏差角，并基于预设沉井速度、实际下降速度和水平偏差角评估预制井沉井的稳定性；基于获取得到的预制井与地面的水平偏差角对预制井的预设沉井速度进行调整，获得调整后下降速度，并对预制井与地面的水平偏差角进行调整，实现了个性化的速度调整，通过比对水平偏差角的绝对值与数据库中的区间，提高了速度调整的准确性。

技术研发人员：杨晨,潘启钊,张子璇,刘锡儒,李先圳
受保护的技术使用者：深圳市工勘岩土集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29