用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法
2023-09-21 01:53:00
用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法，由裝在鑽頭後部的導向探頭監測面向角的朝向和鑽頭的偏斜方位，再通過穿過鑽管的信號線連接到位於鑽機操作臺的顯示屏，由顯示屏顯示鑽頭的傾角即水平角度，以及面向角即導向板的方向；根據顯示屏顯示的鑽頭的傾角和面向角來調整鑽進方向，把鑽頭楔面調至已經偏斜的方向，鑽機停止迴轉後加力頂進，鑽頭由於斜面的作用向相反的方向偏斜，從而調整鑽進的方向；本發明的優點在於：達到60米鑽孔一次成型，極大的縮短了工期，取得了較大的經濟效益，保證了鑽孔的質量，為下一步的施工提供了安全保證。
【專利說明】用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於隧道洞口段長大管棚鑽孔過程中的糾偏方法，具體地說是一種用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法，屬於隧道鑽孔領域。
【背景技術】
[0002]目前，常見的洞口管棚施工，尤其是在隧道洞口段長大管棚鑽孔過程中，多存在以下缺點:⑴一次施工的管棚長度短，一般10?30米；⑵管棚施工過程中鑽孔長度越長，由於鑽頭和鑽杆的自重以及地質情況等方面的原因，鑽孔的位置和方向無法得到保證；⑶傳統的鑽孔糾偏只能通過鑽杆的方向、角度反算理論上鑽頭的位置，不確定因素很多，導致鑽孔質量無法保證。常用的鑽孔糾偏方法為:鑽孔時鑽機要求與已設定好的孔口管方向平行，使用全站儀、掛線、鑽杆導向相結合的方法，反覆調整，確保鑽機鑽杆軸線與孔口管軸線相吻合，核定鑽機位置。鑽機開鑽時，調整為低速低壓，待成孔1m後可根據地質情況逐漸調整鑽速及風壓。鑽進過程中經常用測斜儀測定其位置，並根據鑽機鑽進的狀態判斷成孔質量，及時處理鑽進過程中出現的偏差。
【發明內容】
[0003]為了解決上述問題，本發明設計了一種用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法，達到60米鑽孔一次成型，而且還可以通過鑽頭上面的檢測探頭將實時數據反映到監視器上面，隨時掌握鑽頭的位置，極大的保證了鑽孔的質量。
[0004]本發明的技術方案為:
[0005]用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法，具體操作為:
[0006]由裝在鑽頭後部的導向探頭監測面向角的朝向和鑽頭的偏斜方位，(該導向探頭為常規結構，市場均有銷售，不再贅述)，再通過穿過鑽機鑽管的信號線連接到位於鑽機操作臺的顯示屏，由顯示屏顯示鑽頭的傾角即水平角度，以及面向角即導向板的方向；
[0007]根據顯示屏顯示的鑽頭的傾角和面向角來調整鑽進方向，把鑽頭楔面調至已經偏斜的方向，鑽機停止迴轉後加力頂進，鑽頭由於斜面的作用向相反的方向偏斜，從而調整鑽進的方向，使終孔偏差控制在5%。以內。
[0008]當角度偏下時，把鑽頭調到12點方向，即導向板朝上，直接頂進，此時由於導向板底板斜面面積大，受到一個向上的力，鑽頭軌跡就會朝上運動；同理，在6點方向糾偏為鑽頭軌跡朝下，9點方向、3點方向分別是為左、右糾偏方向；當角度合適時，鑽機會勻速旋轉鑽進，此時鑽杆軌跡為平直的。所以導向鑽頭是上下糾偏的關鍵；至於左右偏差根據傳感器尾端的發光裝置來定，通過儀器測量參數來糾偏。
[0009]進一步地，本發明由於採用跟管鑽進法，鋼管安裝和鑽機進尺是同一過程。鑽頭採用與鑽管等徑的楔型鑽頭，楔板迴轉半徑略大於鑽管半徑，鑽頭前端有直徑12?15mm的水目艮，當鑽頭正常迴轉鑽進時鑽管沿直線前進。當鑽頭由於某種原因偏離預定軌跡偏向某一方向時，就需要糾偏了。
[0010]進一步地，本發明為保證粉質黏土情況下鑽孔成型質量，選擇了泥漿或水為鑽進循環液的水平鑽機。
[0011]本發明在鑽孔過程中通過傳統和導向探頭相結合的糾偏方法控制鑽孔的位置和方向，保證鑽孔質量。
[0012]本發明的優點在於:
[0013](1)60米長大管棚一次成型，與以往相比，減少了管棚循環次數，極大的縮短了工期，取得了較大的經濟效益；
[0014](2)保證了鑽孔質量，為下一步的施工提供了安全保證；
[0015](3)通過鑽頭上面的檢測探頭將實時數據反映到監視器上面，隨時掌握鑽頭的位置，極大的保證了鑽孔的質量。
[0016]下面結合附圖和實施對本發明作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實施例的結構示意圖；
[0018]圖中:1-導向板、2-信號線、3-顯示屏、4-發光裝置、5-水眼。
【具體實施方式】
[0019]以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0020]實施例1
[0021]用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法，具體操作為:
[0022]由裝在鑽頭後部的導向探頭監測面向角的朝向和鑽頭的偏斜方位均，(該導向探頭為常規結構，市場均有銷售，不再贅述)，再通過穿過鑽機鑽管的信號線2連接到位於鑽機操作臺的顯示屏3，由顯示屏3顯示鑽頭的傾角即水平角度，以及面向角即導向板I的方向，導向板I朝上即為12點方向，如同鐘面；
[0023]根據顯示屏3顯示的鑽頭的傾角和面向角來調整鑽進方向，把鑽頭楔面調至已經偏斜的方向，鑽機停止迴轉後加力頂進，鑽頭由於斜面的作用向相反的方向偏斜，從而調整鑽進的方向，使終孔偏差控制在5%。以內。
[0024]當角度偏下時，把鑽頭調到12點方向，即導向板I朝上，直接頂進，此時由於導向板I底板斜面面積大，受到一個向上的力，鑽頭軌跡就會朝上運動；同理，在6點方向糾偏為鑽頭軌跡朝下，9點方向、3點方向分別是為左、右糾偏方向；當角度合適時，鑽機會勻速旋轉鑽進，此時鑽杆軌跡為平直的。所以導向鑽頭是上下糾偏的關鍵；至於左右偏差根據傳感器尾端的發光裝置4來定，通過儀器測量參數來糾偏。
[0025]本發明由於採用跟管鑽進法，鋼管安裝和鑽機進尺是同一過程。鑽頭採用與鑽管等徑的楔型鑽頭，楔板迴轉半徑略大於鑽管半徑，鑽頭前端有Φ 12?15_的水眼5,當鑽頭正常迴轉鑽進時鑽管沿直線前進。當鑽頭由於某種原因偏離預定軌跡偏向某一方向時，就需要糾偏了。
[0026]本發明為保證粉質黏土情況下鑽孔成型質量，選擇了泥漿或水為鑽進循環液的水平鑽機。
[0027]本發明在鑽孔過程中通過傳統和導向探頭相結合的糾偏方法控制鑽孔的位置和方向，保證鑽孔質量。
[0028]採用本發明的方法以贛龍鐵路梅花山隧道進口 60米Φ 159長大管棚為依託，通過以下的工藝流程:三通一平一人員設備進場一導向牆施工一測量放線一鋪設"H"鋼軌道—設備組裝調試一調試鑽機(方位、傾角)一鑽具組裝進孔一衝洗液循環一導向鑽進一回次加尺(接線、接口補焊)一孔斜測量一導向鑽進一直至設計深度終孔一回取探頭盒一管內及環狀間隙注漿一移至下一孔位，保證長大管棚一次性施做到。
【權利要求】
1.用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法，其特徵在於:由裝在鑽頭後部的導向探頭監測面向角的朝向和鑽頭的偏斜方位，再通過穿過鑽管的信號線連接到位於鑽機操作臺的顯示屏，由顯示屏顯示鑽頭的傾角即水平角度，以及面向角即導向板的方向； 根據顯示屏顯示的鑽頭的傾角和面向角來調整鑽進方向，把鑽頭楔面調至已經偏斜的方向，鑽機停止迴轉後加力頂進，鑽頭由於斜面的作用向相反的方向偏斜，從而調整鑽進的方向； 當角度偏下時，把鑽頭調到12點方向，即導向板朝上，直接頂進，此時由於導向板底板斜面面積大，受到一個向上的力，鑽頭軌跡就會朝上運動；同理，在6點方向糾偏為鑽頭軌跡朝下，9點方向、3點方向分別是為左、右糾偏方向；當角度合適時，鑽機會勻速旋轉鑽進，此時鑽杆軌跡為平直的。
2.根據權利要求1所述的用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法，其特徵在於:所述鑽頭採用與所述鑽管等徑的楔型鑽頭，楔板迴轉半徑略大於鑽管半徑，鑽頭前端有直徑12?15mm的水眼，當鑽頭正常迴轉鑽進時鑽管沿直線前進。
3.根據權利要求1或2所述的用於60米長隧道大管棚鑽孔中的鑽進糾偏方法，其特徵在於:所述鑽機為水平鑽機。
【文檔編號】E21B7/10GK104373041SQ201410458209
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】李衛兵, 高周俊, 李建新, 陳杰華, 胡亮, 郭雷, 婁建民, 馬率 申請人:中鐵十六局集團第五工程有限公司