一种深埋长隧道综合勘察方法技术

本发明专利技术公开了一种深埋长隧道综合勘察方法，包括以下步骤：步骤一，水平定向钻孔轨迹设计及测量放样；步骤二，水平定向钻机设备安装及泥浆循环系统设置；步骤三，弯螺杆钻具靶点定向钻进；步骤四，常规地质取心钻探；步骤五，钻孔轨迹测斜和纠斜；步骤六，进行存储式物理测井和各项试验；步骤七，封孔；本发明专利技术创新性地提出了水平孔线状取心勘察方法，该方法通过建立“多靶点定向钻进、水平螺杆马达原状性取心、地质录井和存储式物理测井”四合一综合勘察技术体系，该技术体系为现有的勘察方法带来了技术上的革新，解决了一些因受限于场地、气候、交通、生态和环境保护等因素而无法开展传统垂直钻探勘察工作的难题。钻探勘察工作的难题。钻探勘察工作的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种深埋长隧道综合勘察方法


[0001]本专利技术涉及地质勘察
，具体为一种深埋长隧道综合勘察方法。

技术介绍

[0002]现有的工程地质勘察大都采用垂直钻探取心勘察方法，但在城市人口密集区域、河海航道交通繁忙区域以及高寒高海拔等地质条件复杂地区，不具备垂直钻探勘察条件，或因隧洞埋深过大，垂直钻探勘察难以实施，导致工程地质条件难以查明，因而提供给设计的地质资料不够详尽，从而给钻爆隧洞、盾构或TBM掘进施工都带来极高的地质风险和困难，甚至造成非常严重的经济损失；现有的工程地质钻探普遍是以垂直孔或斜孔岩心钻探为主，钻探机械设备多由传统立轴式、动力头式和顶驱式钻机为主，钻探工艺技术也主要以金刚石或复合片回转钻进和泥浆或植物胶护壁为主，极少数深孔选用绳索取心钻进工艺，对于那些地质条件复杂、覆盖层深厚、高原高海拔和高应力地区，钻孔设备难以搬迁到达，地层较破碎条件的工程钻探勘察工作相对做得不够精细，多以物探解译成果作为编制勘察报告的主要依据，从而给重大工程施工建设阶段带来较大的地质隐患。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深埋长隧道综合勘察方法，包括以下步骤：步骤一，水平定向钻孔轨迹设计及测量放样；步骤二，水平定向钻机设备安装及泥浆循环系统设置；步骤三，弯螺杆钻具靶点定向钻进；步骤四，常规地质取心钻探；步骤五，钻孔轨迹测斜和纠斜；步骤六，进行存储式物理测井和各项试验；步骤七，封孔；其特征在于：其中在上述步骤一中，参照非开挖水平导向五段式轨迹设计参数，采用作图法或计算法确定钻孔轨迹，然后分别按入钻点、各控制点平面投影坐标进行全站仪或RTK测量放样，并在地面做出标示；其中在上述步骤二中，根据步骤一中所制作的钻孔轨迹设计图和现场放样成果，进行场地平整，平整完场地后进行水平定向钻机安装和固定，在钻机安装固定后进行泥浆循环系统的布设；其中在上述步骤三中，首先根据设计轨迹选择合适的定向钻进组合钻具，根据钻孔造斜强度需求和钻进效率来选择造合适的斜弯螺杆，然后通过水平定向孔钻至靶区的导向引孔，在导向孔施工过程中，如果钻遇泥浆护壁堵漏不能解决的浅软复杂地层，则在斜直线段钻孔增加套管钻进护壁工序，完成靶点定向钻进后，则提出定向钻进钻具，进入下一步施工工序；其中在上述步骤四中，在完成上述水平定向孔钻至靶区的导向引孔钻进后，则开始常规地质取心钻探工序，利用直螺杆增能驱动金刚石单动双管取心钻具在水平靶区勘察段进行钻进作业，如果是间断取心，地质录井则需要全面分析研判泥浆循环返渣情况；其中在上述步骤五中，由于取心施工过程中的钻探技术尚不具备纠斜能力，所以应该在每取心钻探1～3个回次或以“取心钻进+全面钻进”为一个周期，单独进行水平取心段的钻孔测斜工序，如果发现钻孔轨迹出现一定程度的偏差，甚至有超出靶区的趋势，则需要采取纠斜措施，完成相应工序环节，重复步骤四，直到完成勘察取心钻探目标；其中在上述步骤六中，完成取心钻探勘察工作以后，可以结合勘察的具体技术要求来完成各项原位试验和物理测井工作，包括利用钻杆输送存储式物理测井仪进行物理测井，在用清水或空压机洗孔后进行分段压、注水试验和孔内彩电录井等工作，完成相关试验工作后可以进入下一步操作工序。其中在上述步骤七中，根据相关规范要求，用钻杆从孔底开始压注水泥浆液进行钻孔封闭，边灌注边外提钻杆，直至孔口返出水泥浆液后结束封孔工序。2.根据权利要求1所述的一种深埋长隧道综合勘察方法，其特征在于：所述步骤一中，钻孔轨迹应结合中靶目的和具体地层情况进行设计，应包含以下内容：轨迹分段形式、入土点与入土角、直线段最大深度、曲线段的曲率半径、直线段与曲线段长度等；同时钻孔轨迹的设计宜考虑到设备的特性、已掌握的地下障碍物情况、地质条件状况、周边环境、地下水及地层情况；钻孔轨迹的具体参数应包括各孔段的顶角、方位角、长度、垂深、水平位移以及定向钻孔中靶孔深和终孔深。3.根据权利要求1所述的一种深埋长隧道综合勘察方法，其特征在于：所述步骤一中，五段式轨迹的入土角计算公式：
五段式轨迹的入土弯曲段水平长度计算公式：各符号含义如下：α1为入土角(
°
)；H为管线中心线深(m)；R1为入土段的曲率半径(m)，按经验取值不小于(1200
‑
1500)D，D为岩芯管外径；L1为入土造斜段的水平长度(m)；α2为出土角(
°
)；R2为出土时的曲率半径(m)；L2为管线出土造斜段的水平长度(m)，L3为管线入土造斜段的水平长度(m)。4.根据权利要求1所述的一种深埋长隧道综合勘察方法，其特征在于：所述步骤二中，在场地条件允许的情况下，可结合入钻点位开挖砌筑泥浆池，考虑泥浆沉淀循环分区，泥浆池大小按1.5～2倍钻孔最大体积容量计算设置尺寸。5.根据权利要求1所述的一种深埋长隧道综合勘察方法，其特征在于：所述步骤三中，通常选择1.5
°<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王汇明，李勇，李军，庄生明，王军朝，周天游，黄玲，房勇，赵远刚，
申请(专利权)人：中国地质科学院探矿工艺研究所，
类型：发明
国别省市：