[發明專利]利用定向鉆機做水平地質探查的方法

有效

• 申請號: 201110404506.5
• 申請日: 2011-12-08
• 公開（公告）號: CN103161454A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 黃磊;林忠勇
• 申請（專利權）人: 上海市基礎工程有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術領域

????本發明涉及一種水平地質探查方法，尤其是一種頂管施工前水平地質探查的方法。

背景技術

????常規的地質探查采用地質鉆機從地面（或水面）自上而下地鉆進土層，取得巖土芯樣，作為判斷鉆孔地點地質情況的方法。一般情況下，鉆孔間距為幾十米甚至上百米，鉆孔之間的地質情況則需要推測。特別是在地質復雜區域，鉆孔間距過大，則無法發現其間可能存在的孤石、巖層等障礙物，會給頂管施工帶來潛在的隱患；縮小鉆孔間距，則鉆孔數量會成倍增加，導致工期延長、費用增加。在頂管工程中，為了確保頂管是在原狀土層中頂進，鉆孔不得布置在頂管路徑范圍內，只能布置在頂管兩側，必然不能直觀地反映頂管頂進路徑上的真實地質情況。

發明內容

本發明是為了解決頂管工程中傳統地質鉆探無法直觀揭示頂管頂進路徑上各類障礙物的技術問題，而提供一種利用定向鉆機做水平地質探查障礙物的方法。

本發明解決上述技術問題的方案是：一種利用定向鉆機做水平地質探查障礙物的方法，具體步驟是：在頂管施工前，采用水平定向鉆設備，在頂管斷面外側上、下、左、右各鉆一條水平引孔，引孔直徑100mm，走向與頂管一致，長度與頂管長度相同，由工作井直達接收井，當引孔鉆進過程中，定向鉆鉆頭遇到孤石、拋石、風化巖層障礙物時，根據鉆頭中的傳感器信號，先精確地確定其位置和標高，再在障礙物上方采用地質鉆孔取樣對其進行探查判別。

在鉆水平引孔的鉆桿接長同時用防水擠壓式塑膠接頭套接駁控制線纜。

在鉆水平引孔的每根鉆桿內靠近接頭的位置焊接一個鐵環，將線纜纏繞在鐵環上，使線纜與鉆桿同軸轉動，避免線纜扭轉拉斷。

本發明的有益效果是：本發明可以直觀地反映頂管頂進路徑范圍內的地質情況和障礙物信息，而不是完全通過相鄰鉆孔地質情況來推測；本發明首次利用定向鉆機做水平地質探查，其成功經驗可以指導同類型工程施工。

具體實施方式

下面結合具體實例，進一步闡述本發明專利的實施方式。應理解，這些實例僅用于說明本發明專利而不用于限制本發明專利的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明專利講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

本發明利用定向鉆機做水平地質探查障礙物的方法，具體步驟是：在頂管施工前，采用水平定向鉆設備，在頂管斷面外側上、下、左、右各鉆一條水平鉆引孔，引孔直徑100mm，走向與頂管一致，長度與頂管長度相同，由工作井直達接收井，當引孔鉆進過程中，定向鉆鉆頭遇到孤石、拋石、風化巖層障礙物時，根據鉆頭中的傳感器信號，先精確地確定其位置和標高，再在障礙物上方采用地質鉆孔取樣對其進行探查判別。

結合廈門集杏海堤原水管渠遷改工程水平地質探查施工，說明本發明的具體實施方法。

首先將水平定向鉆機吊放入頂管工作井，安裝固定，確定軸線和鉆孔標高，使鉆機中心線與鉆探軸線重合。準備好定位系統、鉆桿及泥漿等工具和材料。

傳感器放入鉆頭中，按照定位系統的要求標定好接收器。

加裝鉆桿，與鉆頭和鉆挺連接。試驗泥漿是否可以正常輸送。第一根鉆桿保持直線鉆進，通知控向員對鉆頭進行探測定位。逐一加裝鉆桿鉆進。根據預定軸線和控向員定位情況決定是否調整鉆頭的位置，如果需要調整，就采用推進方式進行調整。重復上述步驟，直到導向孔完成。

本發明針對定向鉆水平做地質探查遇到的技術難點，采取的措施是：

（1）長距離水平鉆孔的鉆頭定位和控制

中距離頂管長度往往超過常規定向鉆機施工長度，廈門頂管工程地質探查鉆孔距離達到800m，鉆孔位于水下且埋深達到12.5m，普通的探測及導向控制設備不能滿足需要，因此采用精確度更高的DigiTrack定位系統及更為可靠的后臺線控導向模式。

（2）接駁線纜

鉆桿接長時需同時接駁控制線纜，接線工作比較繁瑣，而且鉆桿中充滿泥漿，如果接頭處理不好導致進水，就會中斷信號傳輸，無法控制鉆頭鉆進方向。經過研究和改進，在接駁線纜時用防水擠壓式塑膠接頭套替代普通電工膠布包裹，既方便快捷，又有較好的防水效果。

（3）線纜扭轉

信號傳輸線纜在鉆桿中隨著鉆桿轉動，前后不一致時就容易發生扭轉導致拉斷。措施是，在每根鉆桿內靠近接頭的位置焊接一個鐵環，將線纜纏繞在鐵環上，使線纜與鉆桿同軸轉動，避免了線纜扭轉拉斷。