一种石质隧道管棚平直度控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种石质隧道管棚平直度控制装置及控制方法，其特征是：在钻杆外周设置导向套管，导向套管的外径与成孔直径相匹配，导向套管与钻杆之间能够相对转动，并具有轴向限位，使导向套管能够跟随钻杆进行钻进。本发明专利技术中前端钻头利用设置在第一节钻杆上的导向套管获得前端导向，有效避免偏位，同时配合孔口导向管的限位，实现整根钻杆的平直度控制，极大地提高了工程进度，保障管棚质量。

A kind of stone tunnel tunnel flatness control device and control method

The invention discloses a straightness control device and a control method for a pipe shed of a stone tunnel, which is characterized in that a guide sleeve is arranged around the drill pipe, the outer diameter of the guide sleeve matches the hole-forming diameter, the guide sleeve can rotate relative to the drill pipe, and the guide sleeve has an axial limit, so that the guide sleeve can follow the drill pipe for drilling. . In the invention, the front-end drill bit obtains the front-end guidance by using the guide sleeve arranged on the first drill pipe, effectively avoids offset, at the same time cooperates with the limit of the orifice guide pipe, realizes the straightness control of the whole drill pipe, greatly improves the engineering progress and guarantees the pipe shed quality.

【技术实现步骤摘要】
一种石质隧道管棚平直度控制装置及控制方法
本专利技术涉及应用在石质隧道管棚施工中的石质隧道管棚平直度控制装置及控制方法。
技术介绍
现有技术中，针对石质隧道管棚施工是采用潜孔钻成孔，然后安装钢管并进行注浆作业，在隧道管棚成钻施工过程中，为了防止管棚偏离设计位置，通常是在开钻位置施工混凝土导向墙，在混凝土导向墙内预埋一个带有向上仰角的预埋导向钢管用于控制管棚角度，但是，在管棚进深不断增加的过程中，钻进中的前端钻头未能得到导向控制，当钻机钻进过程中遇到软岩时，钻头不可避免地发生上浮或下沉，而因钻杆直径要比成孔直径及钻头直径细很多，致使孔位出现弯折或偏心等不平直的现象，任何不平直的现象都将导致管棚钢管难以安装，管棚质量难以得到保证，也有发生因管棚钢管下沉至隧道洞内，导致在隧道开挖时需要对管棚钢管进行切割处理。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种石质隧道管棚平直度控制装置及控制方法，以保证管棚施工平直度，确保了管棚钢管快速安装到位，使管棚充分发挥作用。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术石质隧道管棚平直度控制装置的特点是：在钻杆外周设置导向套管，所述导向套管的外径与成孔直径相匹配，所述导向套管与钻杆之间能够相对转动，并具有轴向限位，使所述导向套管能够跟随钻杆进行钻进。本专利技术石质隧道管棚平直度控制装置的特点也在于：所述导向套管是设置在最为靠近钻头的第一节钻杆上。本专利技术石质隧道管棚平直度控制装置的特点也在于：以钻杆两端的凸台为限位台，在钻杆的两端、并处在限位台的外侧分别套装限位套管，在两端限位套管之间连接中段套管，所述限位套管的内径小于限位台的外径，并大于钻杆外径，所述中段套管的内径大于限位台的外径，由两端限位套管和中段套管共同构成导向套管，所述导向套管的外径与成孔直径相匹配。本专利技术石质隧道管棚平直度控制方法的特点是按如下步骤进行：步骤1：在隧道洞口或是区间洞口段现场制作孔口导向管；步骤2：制作权利要求1所述的石质隧道管棚平直度控制装置，是在靠近钻头后面冲击器的第一节钻杆上设置导向套管；步骤3：钻机在孔口导向管中开始钻进，利用孔口导向管获得初始导向，通过接长钻杆不断向前推进；步骤4：随着钻机的深入，前端钻头利用设置在所述第一节钻杆上的导向套管获得前端导向，避免偏位，同时配合孔口导向管的限位，实现整根钻杆的平直度控制。本专利技术石质隧道管棚平直度控制方法的特点也在于：针对山岭隧道洞口，首先施工混凝土导向墙，并在混凝土导向墙中预埋钢管作为孔口导向管；针对地铁区间，在地铁站的侧壁上临时固定钢管作为孔口导向管。与现有技术相比本专利技术有益效果体现在：1、本专利技术利用设置在第一节钻杆上的导向套管，使钻进过程中钻头获得良好的导向，避免其发生明显偏位，也因此避免了因钢管偏位对洞身开挖的影响；2、本专利技术利用前端导向套管并配合尾部孔口导向管，有效保证了管棚成孔的平直度；使得在成孔后钢管能够顺利安装，极大地提高了工程进度，保障管棚质量。附图说明图1为本专利技术中导向套管与第一节钻杆配合结构示意图；图2为本专利技术中钻机推进状态示意图；图中标号：11钻头，12冲击器，13钻杆，13a第一节钻杆，13b导向套管，14孔口导向管，102限位台，103限位套管，104中段套管。具体实施方式本实施例中石质隧道管棚平直度控制装置的结构形式是：在钻杆的外周设置导向套管，导向套管的外径与成孔直径相匹配，导向套管与钻杆之间能够相对转动，并具有轴向限位，使导向套管能够跟随钻杆进行钻进；具体实施中，导向套管是设置在最为靠近钻头的第一节钻杆上。参见图1，本实施例中针对导向套管的设置是以钻杆13的两端的凸台为限位台102，在钻杆13的两端、并处在限位台102的外侧分别套装限位套管103，在两端限位套管103之间连接中段套管104；其中，限位套管103的内径小于限位台102的外径，并大于钻杆外径，限位套管103能够相对于钻杆进行转动，并在限位台102上得到轴向限位；中段套管104的内径大于限位台102的外径，由两端限位套管103和中段套管104共同构成导向套管，导向套管的外径与成孔直径相匹配。为实现石质隧道管棚平直度控制，按如过程实施钻孔：步骤1：在隧道洞口或是区间洞口段现场制作孔口导向管14。步骤2：制作本实施例中石质隧道管棚平直度控制装置，是在靠近钻头11后面冲击器12的第一节钻杆13a上设置导向套管13b。步骤3：钻机在孔口导向管14中开始钻进，利用孔口导向管14获得初始导向，通过接长钻杆13不断向前推进；步骤4：随着钻机的深入，前端钻头11利用设置在第一节钻杆13a上的导向套管13b获得前端导向，避免偏位，同时配合孔口导向管14的限位，实现整根钻杆的平直度控制；。具体实施中，针对山岭隧道洞口，可以施工混凝土导向墙，在混凝土导向墙中预埋钢管作为孔口导向管14；针对不具备施工混凝土导向墙的场合，比如在地铁区间的施工，可以在地铁站的侧壁上临时固定钢管作为孔口导向管14。具体实施中，需要对限位套管103的内壁进行刨光处理，以减小其与钻杆之间的摩擦；在限位套管103与中段套管104之间进行焊接，形成牢固的整体。本专利技术在京沪高速济南连接线双线四车道大跨、扁平的超大断面浆水泉隧道工程中进行实验，效果得到验证，有效控制了管棚平直度，保证了管棚钢管快速安装，取得良好的经济效益和社会效益，为石质隧道管棚施工提供了借鉴依据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石质隧道管棚平直度控制装置，其特征是：在钻杆外周设置导向套管，所述导向套管的外径与成孔直径相匹配，所述导向套管与钻杆之间能够相对转动，并具有轴向限位，使所述导向套管能够跟随钻杆进行钻进。

【技术特征摘要】
1.一种石质隧道管棚平直度控制装置，其特征是：在钻杆外周设置导向套管，所述导向套管的外径与成孔直径相匹配，所述导向套管与钻杆之间能够相对转动，并具有轴向限位，使所述导向套管能够跟随钻杆进行钻进。2.根据权利要求1所述的石质隧道管棚平直度控制装置，其特征是所述导向套管是设置在最为靠近钻头的第一节钻杆上。3.根据权利要求1或2所述石质隧道管棚平直度控制装置，其特征是：以钻杆两端的凸台为限位台(102)，在钻杆的两端、并处在限位台(102)的外侧分别套装限位套管(103)，在两端限位套管(103)之间连接中段套管(104)，所述限位套管(103)的内径小于限位台(102)的外径，并大于钻杆外径，所述中段套管(104)的内径大于限位台(102)的外径，由两端限位套管(103)和中段套管(104)共同构成导向套管，所述导向套管的外径与成孔直径相匹配。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚大闯，周习华，张光辉，王安璐，石里，
申请(专利权)人：中铁四局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34