[转贴]：一种全新的计算设计钻孔总进尺的方法

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CAD面积法
摘  要  介绍一种用电脑计算设计钻孔总进尺的快速方法—CAD面积法，此法已先后在几个实际工程中得到应用。
关键词  钻孔总进尺   CAD面积法

0前言
在设计过程中，计算设计钻孔总进尺是一件单调、麻烦、费时的工作，尤其是钻孔较多时；为了解决这个问题，本人在实际工作中想出了一种快速、准确的计算方法，在此暂称为CAD面积法。
0.1 CAD面积法与其它常规计算方法的比较
在对水库大坝（土石坝）除险加固设计时，常用的加固方法有：帷幕灌浆、劈裂灌浆、高喷灌浆和冲抓回填等。当采用这些方法时，设计人员要提供设计钻孔总进尺（m）。常用的计算方法不过有以下两种：累加求和法、平均值法。这两种方法各有其优缺点。
累加求和法：将各个钻孔的进尺累加，即可得到总进尺。其优点是计算结果比较准确，缺点是要把每一孔的进尺都算出来，工作量较大（虽然求和过程可用电子表格Excel程序来计算，但如果钻孔数目较多时，把每个钻孔的长度都算出来，既麻烦又费时）。
平均值法：把整个剖面上的钻孔分成几段，用平均值法把每一段的进尺算出来，再把各段的进尺累加起来，即可得到总进尺。其优点是计算过程简单，在时间上至少比累加求和法快好几倍，但计算结果不够准确，误差较大。
CAD面积法：快速、计算结果比较准确。不管是十几个钻孔，还是一两百个钻孔，计算其设计钻孔总进尺都一样快速，有几分钟就能算好。计算结果准确度：优于平均值法，劣于累加求和法，但能完全满足设计的精度要求。
1 CAD面积法的计算原理
假设有一矩形大坝剖面，长50m，高30m。现要在该剖面上进行劈裂灌浆，设计孔距均为2.5m，试求设计钻孔总进尺。在AutoCAD中将该剖面绘制出来，纵横比例均为1︰1000（CAD中的单位为mm，把比例定为1︰1000，结果图中1mm2=1m2）（图1-1  CAD面积法计算钻孔总进尺示意图）。用AutoCAD面积法是这样计算的：

先用AutoCAD的AREA命令计算出该剖面的面积（1500），然后用该面积除以孔距2.5，再加上两侧两个钻孔的平均进尺，即可得到设计钻孔总进尺：1500/2.5+30=630（m）。
2 优劣分析
    仅从上面的分析来看，似乎CAD面积法不但没有什么优点，反而比常规算法还麻烦。这是为了把其计算原理说清楚，而特意举了一个剖面规则（矩形）、孔数较少（21孔）的例子。实际工程设计中的剖面，远远比这复杂多了；当剖面形态不规则、孔数较多时，CAD面积法的优点就显得尤为突出了，这在后面的工程实例分析中将可看到。
3 计算公式
    在CAD面积法计算原理的分析中，为了便于说明问题，把纵横比例均定为1︰1000。在实际工程中，纵横比例往往不是1︰1000，而是其它的比例，这时就不能用在CAD中量得的面积（S）直接除以孔距（d）了。经分析纵横比例、CAD计算面积、实际面积三者之间的内在联系，现提出其计算公式如下：
L=  +            ①
式中  L — 设计钻孔总进尺(m)；
S — 剖面面积（处理范围）(m2)；
b1 — 横比例中的分母（如比例为1︰200，则b1=200）；
b2 — 纵比例中的分母；
d — 孔距(m)；
  — 两侧两个钻孔的平均孔深(m)
4 适用范围
1）孔距（d）必须一样。
2）如在同一剖面上布设多排钻孔，CAD面积法也同样适用。只不过要把每排的进尺分别算出来，再进行相加。
5 误差分析
用CAD 面积法计算设计钻孔总进尺时，存在一定的误差，但误差是比较小的，完全能满足设计阶段的精度要求。其误差产生在两侧的两个钻孔上：在计算过程中，只把其中一侧钻孔的进尺算了进来（无法确定是哪一侧的钻孔），而另一侧的没有算进来。这样，当两侧两个钻孔的进尺不等时，为提高其精度，只好再加上其平均值（ ）了。
6 工程实例
湖南省永州市冷水滩区的岭口水库，坝轴线长四百多米，现需对大坝坝基、坝肩进行帷幕灌浆加固处理，孔距2.5m，共设计钻孔212孔（图6-1  岭口水库大坝坝基、坝肩帷幕灌浆展示图）。横比例1︰1000，纵比例1︰500，用AutoCAD的AREA命令计算出该剖面面积为35205m2，左侧钻孔深15.0m，右侧钻孔深23.0m，用公式①计算其设计钻孔总进尺如下：

L=  +  = + =7059.8（m）
整个计算过程有几分钟就能完成。
精度分析：采用累加求和法，将各个钻孔的进尺累加，即可得到准确的钻孔总进尺L=7061.2m，误差（7061.2－7059.8）/7061.2≈0.2‰，可见其误差是很小的，完全能满足设计的精度要求。
7 结语
采用CAD面积法计算设计钻孔总进尺，快速、准确。既极大地提高了设计速度，又能保证设计质量，在实际应用中效果较好。