一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法技术

本发明专利技术公开了一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于，包括以下步骤，确定三维隧道地质概化模型；根据三维隧道地质概化模型确定隧道超前钻孔的分布位置；将超前钻孔车运动至超前钻孔处，并在钻头上设置用于探测的探测传感器；将超前钻孔车进行固定，利用来回运动的冲击动力头使桅杆上的钻杆带动钻头对准钻孔进行打孔深入，利用超前钻孔车内的快速上杆系统，使钻杆能够实现无人自动化高效上杆，钻杆能够实现自动连接，能够快速钻孔，使探测传感器能够快速高效将钻孔内部的情况进行及时感应，并传输至外部的系统处理机构内，实现超前探测，利用快速上杆系统，能够有效的加快钻孔效率，从而提高了超前探测的效率。从而提高了超前探测的效率。从而提高了超前探测的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法


[0001]本专利技术属于超前探测
，具体涉及一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法。

技术介绍

[0002]现阶段我国取得了显著的建设结果，各地区的物质需求量也不断增加，而公路运输能力的不足以及运输成本问题都会阻碍区域经济的发展。我国西南区域，地形复杂，在保护环境的同时为减少成本，遂采用隧道进行山区施工，因而，隧道工程成为工程建设中不可或缺的关键项目。
[0003]在隧道工程的施工过程中，存在遇到多种复杂地质的情况，伴随着越来越多突水涌泥地质构造的出现，隧道的施工安全受到严格钳制。隧道完工时间对于公路的通车时间具有至关重要的控制作用，一味的寻求施工进度，将会违背施工规范，严重时将会导致隧道的塌方或突泥涌水等地质灾害发生，影响施工进度，严重时威胁人身安全。因此，在隧道施工前，将会对隧道进行勘测，水文调查等前提工作，但是，由于地质构造的多变性以及复杂性，勘察结构与实际结构往往会存在明显差别，反映不出真实情况，导致对施工工程实际存在地质问题难以通过勘察得出有效的结论。而不确定性的地质条件往往是施工中的隐形“炸弹”，很有可能会对工程造成重大损害。不但会影响工期，提高工程投资；更有可能破坏设备，给施工人员安全带来威胁。因此对于隧道施工，应控制好隧道的地质预报，通过有效的探测手段获取隧道前方地质情况。
[0004]现有的一些超前探测方法，大多采用钻孔车，进行钻孔，然后利用各种传感器对钻孔内部进行感应，从而对隧道内的情况进行超前预测，但是现有的钻孔车进行钻孔时，需要人工手动加杆，效率慢，影响整体的进度。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，包括以下步骤
[0008]S1：获取隧道区域内的结构地形、预测不良地质构造以及工程隧道条件；根据所述结构地形、所述预测不良地质构造以及所述工程隧道条件进行几何建模，确定三维隧道地质概化模型；
[0009]S2：根据三维隧道地质概化模型确定隧道超前钻孔的分布位置；
[0010]S3：将超前钻孔车运动至超前钻孔处，并在钻头上设置用于探测的探测传感器；
[0011]S4：将超前钻孔车进行固定，利用来回运动的冲击动力头使桅杆上的钻杆带动钻头对准钻孔进行打孔深入，利用超前钻孔车内的快速上杆系统，使钻杆能够实现无人自动化高效上杆，钻杆能够实现自动连接，能够快速钻孔，使探测传感器能够快速高效将钻孔内
部的情况进行及时感应，并传输至外部的系统处理机构内，实现超前探测。
[0012]进一步的，所述超前钻孔车包括底座、用于带动底座运动的行走机构、可上下运动设置在底座上方的桅杆、设置在桅杆一端且用于钻杆限位的定位套管和用于带动钻杆钻孔的冲击动力头，所述桅杆包括两个相互固定连接的滑板，两个所述滑板之间相互平行，所述冲击动力头滑动连接在滑板上，所述定位套管设置在滑板另一端。
[0013]更进一步的，所述快速上杆系统包括上料板、定位弧形板和储料槽，所述滑板之间设有固定连接的底板，所述底板上设有可来回运动运动的调节板，所述调节板上端设有可上下运动的上料板，所述上料板上设有对称分布且固定连接的定位弧形板，所述定位弧形板呈半圆形，所述定位弧形板一端设有可开合且用于钻杆限位的限位弧形板，所述滑板内部均设有用于钻杆储存的储料槽，位于定位弧形板一侧的所述储料槽一侧壁均设有可开合且用于钻杆导流至定位弧形板内的出料板，所述定位弧形板内设有可转动且用于带动钻杆转动的调节轮。
[0014]更进一步的，所述底板上设有对称分布且用于带动桅杆上下运动的第一液压杆，所述桅杆两侧设有固定连接的连接板，所述连接板外侧与第一液压杆固定连接。
[0015]更进一步的，所述定位弧形板底部设有调节槽，所述调节轮设置在调节槽内，所述上料板上均设有用于带动调节轮转动的第一调节电机，所述定位弧形板一侧设有用于带动限位弧形板转动的第二调节电机。
[0016]更进一步的，所述底板内设有滑槽，所述滑槽内设有滑动连接的连接板，且滑槽一端还设有固定连接且用于带动连接板来回运动的第二液压杆，所述连接板上设有对称分布且固定连接的第三液压杆，所述第三液压杆上端与上料板底部转动连接。
[0017]更进一步的，所述储料槽上设有出料口，所述出料板可转动的设置在出料口内，所述储料槽内设有可转动的第一调节杆，所述储料槽内设有用于带动钻杆从出料口分离的第一出料线，所述第一出料线一端与第一调节杆端部固定连接，所述第一出料线另一端与出料口底部固定连接。
[0018]更进一步的，所述储料槽内还设有可转动的第二调节杆，所述出料板两端设有固定连接的第二出料线，所述第二出料线延伸端与第二调节杆固定连接。
[0019]更进一步的，所述定位套管与桅杆可拆卸连接，所述第一出料线为两根，所述储料槽底部为贯穿式，且储料槽底部设有对称分布且可来回运动的滑块，所述滑块上设有长度可伸缩且用于第一出料线恢复初始位置的弹力带，所述弹力带延伸端与第一出料线固定连接，所述储料槽底部两侧设有用于滑块储存的回收槽，位于桅杆正下方的所述底板上设有与储料槽相对应且用于钻杆储存的储存槽，所述储存槽内设有可上下运动且用于带动钻杆上升的升料板。
[0020]一种富水岩溶隧道钻孔用超前钻孔车的快速上杆方法，包括以下步骤：
[0021](1)先通过行走机构将超前钻孔车运输至钻孔处，然后启动第一液压杆，桅杆上升，使定位套管上的钻头与钻孔相对应；
[0022](2)然后利用冲击动力头将带有钻头的钻杆钻入钻孔内，当一个钻杆完全钻入后，使冲击动力头与钻杆端部分离，运动至端部，然后打开一侧储料槽上的出料板，使出料板呈倾斜状，然后利用第一出料线，将钻杆上升，使最上端的钻杆随着出料板运动至定位弧形板内，然后通过限位弧形板的转动，使限位弧形板旋转，与定位弧形板将钻杆进行限位；
[0023](3)接着利用第三液压杆，使定位弧形板内的钻杆上升运动至定位套管与冲击动力头之间，利用第二液压杆，使钻杆朝着进入钻孔内的钻杆运动，当钻杆与钻孔内的钻杆端部接触时，由于钻杆之间的连接大部分都是螺纹连接，因此，通过调节轮的转动，能够带动定位弧形板内的钻杆转动，使定位弧形板内的钻杆与钻孔内的钻杆通过螺纹连接，实现了钻杆之间的连接，即快速上杆，然后使冲击动力头运动与相应的钻杆端部连接，将钻头朝着钻孔深处进行；
[0024](4)完成连接后，使限位弧形板转动，解除钻杆的固定，然后通过第二液压杆和第三液压杆恢复初始位置，等待下一次的上杆；
[0025](5)当储料槽内的钻杆数量不够时，使定位套管与桅杆分离，使定位套管挂在钻孔外侧，桅杆向下运动至底座上，使滑块滑动至回收槽内，第一出料线运动至储料槽两端，利用升料板将储存槽内的钻杆推入储料槽内，然后使滑块恢复初始位置，第一出料线完成了对钻杆的固定，储料槽内的钻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取隧道区域内的结构地形、预测不良地质构造以及工程隧道条件；根据所述结构地形、所述预测不良地质构造以及所述工程隧道条件进行几何建模，确定三维隧道地质概化模型；S2：根据三维隧道地质概化模型确定隧道超前钻孔的分布位置；S3：将超前钻孔车运动至超前钻孔处，并在钻头上设置用于探测的探测传感器；S4：将超前钻孔车进行固定，利用来回运动的冲击动力头使桅杆上的钻杆带动钻头对准钻孔进行打孔深入，利用超前钻孔车内的快速上杆系统，使钻杆能够实现无人自动化高效上杆，钻杆能够实现自动连接，能够快速钻孔，使探测传感器能够快速高效将钻孔内部的情况进行及时感应，并传输至外部的系统处理机构内，实现超前探测。2.根据权利要求1所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于：所述超前钻孔车包括底座、用于带动底座运动的行走机构、可上下运动设置在底座上方的桅杆、设置在桅杆一端且用于钻杆限位的定位套管和用于带动钻杆钻孔的冲击动力头，所述桅杆包括两个相互固定连接的滑板，两个所述滑板之间相互平行，所述冲击动力头滑动连接在滑板上，所述定位套管设置在滑板另一端。3.根据权利要求2所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于：所述快速上杆系统包括上料板、定位弧形板和储料槽，所述滑板之间设有固定连接的底板，所述底板上设有可来回运动运动的调节板，所述调节板上端设有可上下运动的上料板，所述上料板上设有对称分布且固定连接的定位弧形板，所述定位弧形板呈半圆形，所述定位弧形板一端设有可开合且用于钻杆限位的限位弧形板，所述滑板内部均设有用于钻杆储存的储料槽，位于定位弧形板一侧的所述储料槽一侧壁均设有可开合且用于钻杆导流至定位弧形板内的出料板，所述定位弧形板内设有可转动且用于带动钻杆转动的调节轮。4.根据权利要求3所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于：所述底板上设有对称分布且用于带动桅杆上下运动的第一液压杆，所述桅杆两侧设有固定连接的连接板，所述连接板外侧与第一液压杆固定连接。5.根据权利要求3所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于：所述定位弧形板底部设有调节槽，所述调节轮设置在调节槽内，所述上料板上均设有用于带动调节轮转动的第一调节电机，所述定位弧形板一侧设有用于带动限位弧形板转动的第二调节电机。6.根据权利要求3所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征在于：所述底板内设有滑槽，所述滑槽内设有滑动连接的连接板，且滑槽一端还设有固定连接且用于带动连接板来回运动的第二液压杆，所述连接板上设有对称分布且固定连接的第三液压杆，所述第三液压杆上端与上料板底部转动连接。7.根据权利要求3所述的富水岩溶隧道的多手段超前探测方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志新，牛本亮，黄帮兴，阎向林，董宇，王建新，盘竞，张卓军，朱益海，王健，余世为，储志坚，舒明记，章喜林，张立伟，扬帆，王峥峥，范印高，汪鑫江，杨硕，
申请(专利权)人：中铁十六局集团有限公司深圳市市政设计研究院有限公司深圳地铁建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：