钻地下斜孔定位的直角三角形法的制作方法

本发明为一种钻地下斜孔定位的直角三角形法，尤其是该方法具有简单、实用、易操作和经济等特点，在土木建筑工程领域乃至我们日常生活中的钻斜孔定位施工方面有广泛的应用前景。

背景技术：

目前，在很多土木建筑工程领域施工经常会遇到从地面往地下岩层钻凿孔径大小与角度不同的功能各异的斜孔，如：城市修建高层建筑的基坑开挖需要钻斜孔，城市修建地铁的基坑开挖需要钻斜孔，修筑公路开挖山体边坡需要钻斜孔，修筑铁路开挖山体边坡需要钻斜孔，修建水电站开挖山体边坡需要钻斜孔，露天采矿挖矿开挖山体边坡需要钻斜孔，等等。通过调查了解，这些土木建筑工程领域施工钻斜孔主要是潜孔钻设备，而这些设备的操作工人全是农民工人，技术水平低，在实际施工中往往凭经验定位来钻斜孔，所以导致所钻的斜孔的角度方位误差较大，对于一些钻斜孔精度要求较高的土木建筑工程领域施工(如铁路和公路)，这样钻的斜孔有时不能满足设计要求。

技术实现要素：

为了弥补现有方法所钻斜孔在设计要求上的不足，本发明提供一种钻地下斜孔定位的直角三角形法，它由设计一种斜度尺和实施方法组成。该方法具有简单、实用、易操作和经济等特点，在土木建筑工程领域乃至我们日常生活中的钻斜孔定位施工方面有广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明钻地下斜孔定位的直角三角形法基本原理图。

图2是钻地下斜孔定位的直角三角形法开挖边坡坡度α(坡比i＝1∶n＝1/n)示意图。

图3是钻地下斜孔定位的直角三角形法斜度尺设计正视图。

图4是钻地下斜孔定位的直角三角形法斜度尺设计i-i剖面图。

图5是钻地下斜孔定位的直角三角形法斜度尺设计反视图。

具体实施方式

1、在地面上工程按设计测量画出开挖轮廓线mn，在开挖轮廓线mn上按设计标出待钻斜孔位置，待钻斜孔的斜度为α(也就是最后开挖形成的边坡的坡度角，即对应的边坡坡比的正切值的反函数值)；

2、钻孔设备操作手移动钻孔设备，将钻孔设备的钻杆fg前端的钻头置于待钻斜孔位置，钻孔设备操作手缓慢调整钻孔设备的钻杆fg与开挖轮廓线mn垂直(用斜度尺直角端测试)；

3、一人用双手将斜度尺cde(直角三角形)长边ce放置于钻孔设备的钻杆fg上，并紧贴于钻杆fg，斜度尺的α角端在上，另一人将水平尺ab放置于斜度尺的上边cd边上，钻孔设备操作手缓慢调整钻孔设备使直至水平尺ab为止；

4、复查钻孔设备的钻杆fg与开挖轮廓线mn垂直情况和水平尺ab水平情况，如果正确，这样就完成了待钻斜孔的定位；

5、开始钻斜孔，刚开始采用低速钻进，到达一定深度后采用正常速度钻进，在钻进过程中进一步复核钻孔设备的钻杆fg与开挖轮廓线mn垂直情况和水平尺ab水平情况并修正，直至待钻斜孔完成。

一.钻地下斜孔定位的直角三角形法基本原理

钻地下斜孔定位的直角三角形法核心是设计一种斜度尺(即直角三角形)，再加上一般的水平尺(市场购买)，就可以实现从地面往地下岩层钻凿斜孔的准确定位，其基本原理见图1所示。

二.斜度尺设计

修筑公路和铁路等工程设计开挖的边坡坡度常用坡比i来表示，即i＝1∶n＝1/n，对应的坡度α＝arctan(i)＝arctan(1/n)，见图2所示。目前公路和铁路等设计开挖的边坡坡比主要为1∶1.75、1∶1.50、1∶1.25、1∶1.0、1∶0.75、1∶0.50和1∶0.25，对应的坡度为29.75°、33.69°、38.66°、45°、53.13°、63.43°、75.96°。

本发明中的斜度尺设计以工程设计开挖边坡坡比i＝1∶0.75，即坡度α＝53.13°进行斜度尺研发设计，其设计图见图3、图4和图5所示。其余坡度的斜度尺可按类似方法进行研发设计。

斜度尺材料采用50mm×50mm×3mm型号角钢，即采用边长50mm和3mm厚度角钢，见图4所示。

三.应用成果

(1)斜度尺加工

将采购的50mm×50mm×3mm型号角钢按照图3、图4和图5设计参数进行加工就得到成型的斜度尺。

(2)应用效果

实际使用效果表明：采用钻地下斜孔定位的直角三角形法后，实际测得的所钻成的斜孔方位角偏差为-1.50和倾角偏差为+1.20，均小于工程设计要求的斜孔方位角和倾角允许偏差为±20。完全满足设计精度要求。

四.结论

本发明的一种钻地下斜孔定位的直角三角形法用于土木建筑工程施工钻斜孔的定位效果较好，定位准确，精度较高，满足工程设计要求。钻地下斜孔定位的直角三角形法具有简单、实用、易操作和经济等特点，在土木建筑工程领域乃至我们日常生活中的钻斜孔定位施工方面有广泛的应用前景。

技术特征：

技术总结
本发明名称为钻地下斜孔定位的直角三角形法，是一种简易的实用的钻地下斜孔的施工方法，该方法具有简单、实用、易操作和经济等特点，在土木建筑工程领域乃至我们日常生活中的钻斜孔定位施工方面有广泛的应用前景，属于土木工程领域。设计钻地下斜孔定位的直角三角形法，主要用于实现从地面往地下岩层钻凿斜孔的准确定位。试验结果表明：钻地下斜孔定位的直角三角形法用于土木建筑工程施工钻斜孔的定位效果较好，定位准确，精度较高，满足工程设计要求。

技术研发人员：谢勰;周圣国;谢全敏
受保护的技术使用者：谢勰;周圣国;谢全敏
技术研发日：2018.03.09
技术公布日：2019.09.17