一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构的制作方法

本实用新型涉及地下构筑物检测技术领域，具体涉及一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构。

背景技术：

对于大埋深隧道，常规探地雷达、地震波法等无损检测技术往往只能检测其大致位置，存在一定误差，很难获得其精确的埋深及平面位置，而常规采用钻探、静力触探等探摸方法仅根据钻杆的进尺深度来判断构筑物埋深，这种情况下，只有当探杆完全垂直向下时，所得到的触探深度才是真正埋深。但实际应用中由于地层软弱不均、钻机难以精确调平等诸多不可控的因素存在，实际探杆很难达到完全垂直的状态。当埋深较大时，钻杆在土体中甚至会出现螺旋状扭曲，此时，探杆的实际长度将明显大于构筑物的实际埋深。因此仅以钻杆的进尺来判断埋深，其埋深误差将是不可控的，难以获取隧道等地下构筑物的准确位置。同时单一钻孔或者不按断面随机布置的钻孔无法对隧道结构外轮廓进行断面拟合，无法获取隧道结构细微变形及位移情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，该钻孔布置结构通过在待测隧道的外轮廓上布置位于同一检测断面上的检测钻孔和测斜管，结合钻孔测斜和断面投影，消除由于钻杆扭曲和倾斜带来的深度误差，并从断面上实现隧道结构外轮廓的拟合，实现对隧道变形及位移情况的精细检测。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，涉及待测的隧道，其特征在于：所述钻孔布置结构包括位于同一检测断面上的至少三个检测钻孔，所述检测断面与所述隧道的轴线相交，所述检测钻孔中设置有测斜管，所述测斜管的内壁设置有正交导槽，所述测斜管内布置有可沿所述正交导槽移动的测斜仪。

所述检测钻孔的底部位于所述隧道的结构外表面上。

所述测斜管的底部与所述隧道的结构外表面相接触。

所述检测钻孔布置在距所述检测断面到地面投影线的±50cm之间。

各所述检测钻孔中，其中一个所述检测钻孔布置在距隧道轴线到地面投影线的±50cm之间，其余所述检测钻孔分别布置于所述隧道轴线的两侧。

所述检测断面与所述隧道的轴线夹角为80°-90°。

本实用新型的优点是：本钻孔布置结构在钻探探摸基础上，通过增加了测量检测孔的倾斜量和断面投影过程，大大降低了检测误差，提高了检测精度，同时通过多个钻孔形成拟合断面，克服了单个钻孔无法拟合隧道外轮廓的不足，获取了地下隧道结构的精确位置、轮廓和形变。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中的钻孔布置结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中的钻孔布置结构示意图；

图3为本实用新型实施例中的钻孔布置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-3，图中标记1-6分别为：地面1、检测钻孔2、测斜管3、隧道4、检测断面5、测斜仪6。

实施例1：如图1、图3所示，本实施例具体涉及一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，该钻孔布置结构包括位于同一检测断面5上的五个检测钻孔2，各检测钻孔2内分别对应布置有测斜管3，测斜管3内具有用于测斜的测斜仪6，通过结合钻孔测斜和断面投影，消除由于钻杆扭曲和倾斜带来的深度误差，并从断面上实现隧道结构外轮廓的拟合，实现对隧道变形及位移情况的精细检测。

如图1、图3所示，本实施例中的隧道4为疑似发生变形或损坏的需要检测其外部轮廓状态的目标隧道；检测断面5为与隧道4的轴线相垂直的竖向平面。各检测钻孔2布置于检测断面5到地面投影线附近，控制在±50cm之间，检测钻孔2的底部钻设至隧道4的结构外表面上，需要说明的是，在这五个检测钻孔2之间，其中一个检测钻孔2设置于隧道4轴线的正上方，其余的检测钻孔2则对称分布于两侧，分别距轴线1.675m和3.35m。

如图1、图3所示，各检测钻孔2内分别对应布置有测斜管3，测斜管3的底部布置到隧道4的结构外表面相接触，测斜管3的内壁面具有正交导槽以配合测斜仪6使用，以便于测斜仪6能够在测斜管3内移动测斜。

如图1、图3所示，利用本实施例中的钻孔布置结构实现对隧道4外表面轮廓的精确检测，具体包括以下步骤：

（1）本实施例中的待检测对象为隧道4，隧道4的外直径为6.7m，在隧道4上方的地面上布置检测断面5，检测断面5的布置方向与隧道4的走向相垂直；

（2）在检测断面5上间隔布置五个检测钻孔2，其中中间的检测钻孔2位于4隧道轴线正上方，两侧的检测钻孔2位于距离轴线1.675m、3.35m位置，采用钻探设备在检测钻孔2位置钻到隧道4外表面，如图1所示；

（3）在检测钻孔2内下放测斜管3，测斜管3下放完成后应确保测斜管3的底端正好接触到隧道4的外壁面，与此同时记录测斜管3自检测钻孔2的孔口到孔底的总长度；

（4）在测斜管3内放入测斜仪6，测量出测斜管3不同深度点的偏斜值，并计算出测斜管3的三维空间轨迹；

（5）将所有检测钻孔2内的测斜管3的三维空间轨迹投影到检测断面5上，并根据投影到检测断面上的五个测斜管3底的深度及投影的平面位置拟合出隧道4的外结构轮廓；

（6）除此之外，根据拟合获得的外轮廓数据，可以得到隧道4的实际位置与设计位置在竖向和横向上的偏差，也可以获得隧道4的变形情况。

本实施例中的检测方法除了可以应用在隧道检测上，也可以用在其他大埋深且具有一定检测工作面的地下管道或构筑物，检测的参数除了顶埋深之外，也可以是平面位置或是变形情况。

实施例2：如图2、图3所示，该实施例与实施例一区别在于，检测钻孔2的个数不同，仅采用三个检测钻孔2进行检测，在步骤（2）中，在检测断面5上布置3个检测钻孔2，其中中间检测钻孔2位于隧道4轴线的正上方，两侧的检测钻孔2位于距离轴线1.675m的位置，其余结构和步骤相同。

本实施例中的检测方法除了可以应用在隧道检测上，也可以用在其他大埋深且具有一定检测工作面的地下管道或构筑物，检测的参数除了顶埋深之外，也可以是平面位置或是变形情况。

技术特征：

1.一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，涉及待测的隧道，其特征在于：所述钻孔布置结构包括位于同一检测断面上的至少三个检测钻孔，所述检测断面与所述隧道的轴线相交，所述检测钻孔中设置有测斜管，所述测斜管的内壁设置有正交导槽，所述测斜管内布置有可沿所述正交导槽移动的测斜仪。

2.根据权利要求1所述一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，其特征在于：所述检测钻孔的底部位于所述隧道的结构外表面上。

3.根据权利要求1所述一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，其特征在于：所述测斜管的底部与所述隧道的结构外表面相接触。

4.根据权利要求1所述一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，其特征在于：所述检测钻孔布置在距所述检测断面到地面投影线的±50cm之间。

5.根据权利要求1所述一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，其特征在于：各所述检测钻孔中，其中一个所述检测钻孔布置在距隧道轴线到地面投影线的±50cm之间，其余所述检测钻孔分别布置于所述隧道轴线的两侧。

6.根据权利要求1所述一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，其特征在于：所述检测断面与所述隧道的轴线夹角为80°-90°。

技术总结
本实用新型公开了一种用于隧道结构外轮廓断面拟合的钻孔布置结构，涉及待测的隧道，其特征在于：所述钻孔布置结构包括位于同一检测断面上的至少三个检测钻孔，所述检测断面与所述隧道的轴线相垂直或大角度相交，所述检测钻孔中设置有测斜管，所述测斜管的内壁设置有正交导槽，所述测斜管内布置有可沿所述正交导槽移动的测斜仪。本实用新型的优点是:本钻孔布置结构在钻探探摸基础上，通过增加了测孔倾斜测量和断面投影过程，大大降低了检测误差，提高了检测精度，同时通过多个钻孔形成拟合断面，克服了单个钻孔及随机布设钻孔无法拟合隧道外轮廓的不足，最终获取地下隧道结构的精确位置、轮廓和形变。

技术研发人员：刘伍;胡绕;黄永进;王水强;蔡彩君;杨枫;张威
受保护的技术使用者：上海勘察设计研究院(集团)有限公司
技术研发日：2019.12.14
技术公布日：2020.07.31