一种隧道的超前地质预报方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种隧道的超前地质预报方法及装置，隧道的超前地质预报方法包括以下步骤：将水平定向钻机布置在隧道开挖口位置，沿着所述隧道中心轴线进行水平定向钻进，同时不断进行取心检测，直至钻达目标地点；在开挖隧道横通道后，将水平定向钻机迁移至隧道横通道内，首先沿着隧道中心轴线的平行线进行钻进，然后通过导向控向使钻进轨迹与隧道中心轴线重合，同时不断进行取心检测，直至钻达目标点；多次重复步骤，直至所述水平定向钻机钻出所述隧道，完成隧道超前地质预报工作，本方法在保证隧道中心轴线地质轴线预报的前提下，将钻机放置在隧道横通道内，使探测钻机不影响隧道掌子面的正常掘进，在超前地质预报施工时也可进行隧道掘进施工。行隧道掘进施工。行隧道掘进施工。

A method and device of advance geological prediction for tunnel

【技术实现步骤摘要】
一种隧道的超前地质预报方法及装置


[0001]本专利技术涉及超前地质预报
，尤其涉及一种隧道的超前地质预报方法及装置。

技术介绍

[0002]随着我国经济飞速发展，我国公路、铁路隧道等地下空间工程建设量逐年递增。隧道工程的投资决策、线路选择、施工工法选择、设备选型及配置、支护形式及参数、工期与造价等方案确定均需要精细化和准确的工程地质、水文地质、岩体参数等勘察数据作为支撑。
[0003]传统的超前地质预报方法在隧道中应用面临较多困难，超前地质预报施工时，隧道掘进施工需要中断，占用正常掘进时间，经济和时间成本较高。而且由于断层、溶洞、岩溶含水体、断层破碎带等不良地质体具有较强的隐蔽性，为探索隧道地质增加难度，使目前隧道超前地质预报的探测深度很浅，且钻进方向不可控，急需研究一种快速、适应性强、可对隧道进行超长距离地质勘察预报的技术和方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术的实施例提供了一种隧道的超前地质预报方法及装置，可进行隧道千米以上超前地质预报，同时可在超前地质预报施工时不占用掌子面的正常掘进时间，隧道可正常掘进施工。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]本专利技术的实施例提供了一种隧道的超前地质预报方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将水平定向钻机布置在隧道开挖口位置，沿着所述隧道中心轴线进行水平定向钻进，当水平定向钻机导向钻头钻至取心点，更换取心钻具取出岩心进行检测，接着更换导向钻头钻至下一个取心点，重复上述步骤，直至钻达目标地点；
[0008]S2、沿着所述隧道中心轴线进行开挖施工，在施工至规划的隧道横通道时，开挖隧道横通道，将水平定向钻机迁移至隧道横通道内，首先沿着隧道中心轴线的平行线进行钻进，然后通过导向控向令钻进轨迹逐渐向隧道中心轴线靠近，且在一定阶段完成钻进轨迹与隧道中心轴线重合，并按S1步骤不断进行取心检测，直至钻达目标点；
[0009]S3、多次重复步骤S2，直至所述水平定向钻机钻出所述隧道，完成隧道沿中心轴线的超前地质预报。
[0010]在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2中，目标点与水平定向钻机在钻进方向的距离大于水平定向钻机与沿钻进方向离水平定向钻机最近的隧道横通道之间的距离。
[0011]在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S1中，目标地点与水平定向钻机的距离大于水平定向钻机与离水平定向钻机最近的隧道横通道之间的距离。
[0012]本专利技术的实施例还提供了一种隧道的超前地质预报装置，包括水平定向钻机、钻杆及导向钻头，所述钻杆设置于水平定向钻机上，所述导向钻头设置于所述钻杆上，所述导向钻头可改变钻进方向，所述钻杆可弯曲，所述隧道的超前地质预报装置被执行时实现如
权利要求1至3中任一项所述的隧道的超前地质预报方法的步骤。
[0013]在以上技术方案的基础上，优选的，所述钻杆数量有多个，多个所述钻杆之间可拆卸式连接。
[0014]更进一步优选的，多个所述钻杆之间可拆卸式螺纹连接。
[0015]更进一步优选的，所述水平定向钻机包括底座、驱动机构及第一旋转机构，所述驱动机构固定于所述底座上，所述第一旋转机构设置于所述驱动机构上，所述钻杆设置于所述第一旋转机构上，所述驱动机构用于驱动所述第一旋转机构水平直线运动，所述第一旋转机构用于驱动所述钻杆转动。
[0016]更进一步优选的，所述水平定向钻机还包括夹持件、环形件及第二旋转机构，所述夹持件设置于所述底座上，所述夹持件用于对所述钻杆进行夹紧固定，所述环形件设置于所述驱动机构上，所述夹持件与所述环形件相对设置，所述钻杆插设于所述环形件内且所述环形件可对所述钻杆进行夹紧，所述第二旋转机构设置于所述驱动机构上，所述第二旋转机构用于驱动所述钻杆转动。
[0017]更进一步优选的，所述水平定向钻机还包括上料架及第三旋转机构，所述第三旋转机构设置于所述底座上，所述上料架设置于所述第三旋转机构上，所述第三旋转机构用于使所述上料架转动，所述上料架用于放置所述钻杆并使其移动至所述夹持件上。
[0018]更进一步优选的，所述水平定向钻机还包括行走履带，所述底座两侧均安装有行走履带。
[0019]本专利技术的一种隧道的超前地质预报方法相对于现有技术具有以下有益效果：
[0020](1)通过将水平定向钻机迁移至隧道横通道内，首先沿着隧道中心轴线的平行线进行钻进，然后通过导向控向令钻进轨迹逐渐向隧道中心轴线靠近，且在一定阶段完成钻进轨迹与隧道中心轴线重合，钻孔轨迹俯视图为Z字形，如此，在保证隧道中心轴线地质轴线预报的前提下，将钻机放置在隧道横通道内，使探测钻机不会不影响隧道掌子面的正常掘进，在超前地质预报施工时也可进行隧道掘进施工；
[0021](2)通过在水平定向钻机导向钻头钻至取心点时，更换取心钻具取出岩心进行检测，接着更换导向钻头钻至下一个取心点，重复上述步骤，直至钻达目标地点，可进行隧道千米以上超前地质预报，无需在隧道掘进施工时边挖边探测；
[0022](3)通过使步骤S2中，目标点与水平定向钻机在钻进方向的距离大于水平定向钻机与沿钻进方向离水平定向钻机最近的隧道横通道之间的距离，同时使步骤S1中，目标地点与水平定向钻机的距离大于水平定向钻机与离水平定向钻机最近的隧道横通道之间的距离，如此，为隧道施工提供足够的预留长度，隧道施工时该段地质已检测，确保隧道地质预报过程中不会打断隧道开挖工程。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术的隧道的超前地质预报的方法流程图；
[0025]图2是本专利技术的隧道的超前地质预报的步骤S1的钻进方向示意图；
[0026]图3是本专利技术的隧道的超前地质预报的步骤S2的钻进方向示意图；
[0027]图4是本专利技术的隧道的超前地质预报的步骤S2的无隧道横通道的钻进方向示意图；
[0028]图5是本专利技术的隧道的超前地质预报的步骤S3的钻进方向示意图；
[0029]图6是本专利技术提供的一种隧道的超前地质预报装置的立体结构示意图；
[0030]图7是本专利技术提供的一种隧道的超前地质预报装置的夹持件的立体结构示意图；
[0031]图8是本专利技术提供的一种隧道的超前地质预报装置的环形件的立体结构示意图。
[0032]图中：水平定向钻机1、底座11、驱动机构12、第一旋转机构13、夹持件14、环形件15、第二旋转机构16、上料架17、第三旋转机构18、行走履带19、钻杆2、导向钻头3。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道的超前地质预报方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将水平定向钻机布置在隧道开挖口位置，沿着所述隧道中心轴线进行水平定向钻进，当水平定向钻机的导向钻头钻至取心点，更换取心钻具取出岩心进行检测，接着更换导向钻头钻至下一个取心点，重复上述步骤，直至钻达目标地点；S2、沿着所述隧道中心轴线进行开挖施工，在施工至规划的隧道横通道时，开挖隧道横通道，将水平定向钻机迁移至隧道横通道内，首先沿着隧道中心轴线的平行线进行钻进，然后通过导向控向令钻进轨迹逐渐向隧道中心轴线靠近，且在一定阶段完成钻进轨迹与隧道中心轴线重合，并按S1步骤不断进行取心检测，直至钻达目标点；S3、多次重复步骤S2，直至所述水平定向钻机钻出所述隧道，完成隧道沿中心轴线的超前地质预报。2.如权利要求1所述的一种隧道的超前地质预报方法，其特征在于：步骤S2中，目标点与水平定向钻机在钻进方向的距离大于水平定向钻机与沿钻进方向离水平定向钻机最近的隧道横通道之间的距离。3.如权利要求1所述的一种隧道的超前地质预报方法，其特征在于：步骤S1中，目标地点与水平定向钻机的距离大于水平定向钻机与离水平定向钻机最近的隧道横通道之间的距离。4.一种隧道的超前地质预报装置，包括水平定向钻机、钻杆及导向钻头，其特征在于：所述钻杆设置于水平定向钻机上，所述导向钻头设置于所述钻杆上，所述导向钻头可改变钻进方向，所述钻杆可弯曲，所述隧道的超前地质预报装置被执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的隧道的超前地质预报方法的步骤。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘夏临，张晟斌，程勇，舒恒，彭文波，崔庆龙，
申请(专利权)人：中交第二公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：