[發明專利]用于60米長隧道大管棚鉆孔中的鉆進糾偏方法

在審

• 申請號: 201410458209.2
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104373041A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 李衛兵;高周俊;李建新;陳杰華;胡亮;郭雷;婁建民;馬率
• 申請（專利權）人: 中鐵十六局集團第五工程有限公司
• 主分類號: E21B7/10
• 分類號: E21B7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于隧道洞口段長大管棚鉆孔過程中的糾偏方法，具體地說是一種用于60米長隧道大管棚鉆孔中的鉆進糾偏方法，屬于隧道鉆孔領域。

背景技術

目前，常見的洞口管棚施工，尤其是在隧道洞口段長大管棚鉆孔過程中，多存在以下缺點：(1)一次施工的管棚長度短，一般10～30米；(2)管棚施工過程中鉆孔長度越長，由于鉆頭和鉆桿的自重以及地質情況等方面的原因，鉆孔的位置和方向無法得到保證；(3)傳統的鉆孔糾偏只能通過鉆桿的方向、角度反算理論上鉆頭的位置，不確定因素很多，導致鉆孔質量無法保證。常用的鉆孔糾偏方法為：鉆孔時鉆機要求與已設定好的孔口管方向平行，使用全站儀、掛線、鉆桿導向相結合的方法，反復調整，確保鉆機鉆桿軸線與孔口管軸線相吻合，核定鉆機位置。鉆機開鉆時，調整為低速低壓，待成孔10m后可根據地質情況逐漸調整鉆速及風壓。鉆進過程中經常用測斜儀測定其位置，并根據鉆機鉆進的狀態判斷成孔質量，及時處理鉆進過程中出現的偏差。

發明內容

為了解決上述問題，本發明設計了一種用于60米長隧道大管棚鉆孔中的鉆進糾偏方法，達到60米鉆孔一次成型，而且還可以通過鉆頭上面的檢測探頭將實時數據反映到監視器上面，隨時掌握鉆頭的位置，極大的保證了鉆孔的質量。

本發明的技術方案為：

用于60米長隧道大管棚鉆孔中的鉆進糾偏方法，具體操作為：

由裝在鉆頭后部的導向探頭監測面向角的朝向和鉆頭的偏斜方位，(該導向探頭為常規結構，市場均有銷售，不再贅述)，再通過穿過鉆機鉆管的信號線連接到位于鉆機操作臺的顯示屏，由顯示屏顯示鉆頭的傾角即水平角度，以及面向角即導向板的方向；

根據顯示屏顯示的鉆頭的傾角和面向角來調整鉆進方向，把鉆頭楔面調至已經偏斜的方向，鉆機停止回轉后加力頂進，鉆頭由于斜面的作用向相反的方向偏斜，從而調整鉆進的方向，使終孔偏差控制在5‰以內。

當角度偏下時，把鉆頭調到12點方向，即導向板朝上，直接頂進，此時由于導向板底板斜面面積大，受到一個向上的力，鉆頭軌跡就會朝上運動；同理，在6點方向糾偏為鉆頭軌跡朝下，9點方向、3點方向分別是為左、右糾偏方向；當角度合適時，鉆機會勻速旋轉鉆進，此時鉆桿軌跡為平直的。所以導向鉆頭是上下糾偏的關鍵；至于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。

進一步地，本發明由于采用跟管鉆進法，鋼管安裝和鉆機進尺是同一過程。鉆頭采用與鉆管等徑的楔型鉆頭，楔板回轉半徑略大于鉆管半徑，鉆頭前端有直徑12～15mm的水眼，當鉆頭正常回轉鉆進時鉆管沿直線前進。當鉆頭由于某種原因偏離預定軌跡偏向某一方向時，就需要糾偏了。

進一步地，本發明為保證粉質黏土情況下鉆孔成型質量，選擇了泥漿或水為鉆進循環液的水平鉆機。

本發明在鉆孔過程中通過傳統和導向探頭相結合的糾偏方法控制鉆孔的位置和方向，保證鉆孔質量。

本發明的優點在于：

(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；

(2)保證了鉆孔質量，為下一步的施工提供了安全保證；

(3)通過鉆頭上面的檢測探頭將實時數據反映到監視器上面，隨時掌握鉆頭的位置，極大的保證了鉆孔的質量。

下面結合附圖和實施對本發明作進一步說明。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖；

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

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于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1

用于60米長隧道大管棚鉆孔中的鉆進糾偏方法，具體操作為：

由裝在鉆頭后部的導向探頭監測面向角的朝向和鉆頭的偏斜方位均，(該導向探頭為常規結構，市場均有銷售，不再贅述)，再通過穿過鉆機鉆管的信號線2連接到位于鉆機操作臺的顯示屏3，由顯示屏3顯示鉆頭的傾角即水平角度，以及面向角即導向板1的方向，導向板1朝上即為12點方向，如同鐘面；

根據顯示屏3顯示的鉆頭的傾角和面向角來調整鉆進方向，把鉆頭楔面調至已經偏斜的方向，鉆機停止回轉后加力頂進，鉆頭由于斜面的作用向相反的方向偏斜，從而調整鉆進的方向，使終孔偏差控制在5‰以內。