[發(fā)明專利]隧道超前探孔取芯設(shè)備及其施工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110649060.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113356874A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白士新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶交通建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/10
• 分類號(hào): E21D9/10;E21D9/12;E21B25/00
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 袁文婷;張娓娓

本發(fā)明提供了一種隧道超前探孔取芯設(shè)備及其施工方法，其中的設(shè)備包括鉆進(jìn)平臺(tái)、動(dòng)力站平臺(tái)以及操作平臺(tái)；其中，所述鉆進(jìn)平臺(tái)包括可調(diào)支座和設(shè)置在所述可調(diào)支座上的取芯鉆機(jī)，所述可調(diào)支座用于調(diào)節(jié)所述取芯鉆機(jī)的鉆進(jìn)傾角；在所述動(dòng)力站平臺(tái)的內(nèi)部設(shè)置有液壓泵站和冷卻泵站，所述液壓泵站用于為所述鉆進(jìn)平臺(tái)提供液壓能，所述冷卻泵站所述鉆進(jìn)平臺(tái)提供冷卻水；所述操作平臺(tái)用于控制所述鉆進(jìn)平臺(tái)和所述動(dòng)力站平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)。利用上述隧道超前探孔取芯設(shè)備及其施工方法能夠精準(zhǔn)判斷隧道掌子面的地質(zhì)情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道挖掘技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種隧道超前探孔取芯設(shè)備及其施工方法。

背景技術(shù)

目前隨著我國(guó)公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，所面臨的施工環(huán)境日趨復(fù)雜，特別是在我國(guó)西南地區(qū)，其地形地貌復(fù)雜，山高谷深、溝壑縱橫。在施工過(guò)程中各種隧道長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)，埋深越來(lái)越大，在這些復(fù)雜隧道的施工過(guò)程中，常遇到富水軟弱斷層破碎帶、富水巖溶發(fā)育區(qū)、煤層瓦斯發(fā)育區(qū)、重大物探異常區(qū)等地質(zhì)條件復(fù)雜地段，給施工過(guò)程帶來(lái)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此在制定施工工藝前確定前方地質(zhì)條件，對(duì)可能在作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題作出預(yù)判并制定相應(yīng)的施工方案，提高作業(yè)安全及效率是隧道施工過(guò)程中亟需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

目前常用的判斷隧道掌子面前方不良地質(zhì)情況的主要方法為人工經(jīng)驗(yàn)判斷法，具體表現(xiàn)為：①在采用沖擊鉆時(shí)，孔中不斷有巖粉被高壓風(fēng)吹出，通過(guò)鑒定巖粉的成分，可了解前方地層的巖性；②相同鉆壓下鉆機(jī)在相同巖層中的鉆進(jìn)速度是均一的，結(jié)合隧隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)道開(kāi)挖揭示的地層巖性，根據(jù)鉆機(jī)在鉆進(jìn)過(guò)程中的速度變化、是否有卡鉆等現(xiàn)象，可粗略判斷前方巖體的強(qiáng)度、完整程度以及是否存在不良地質(zhì)體等。③鉆機(jī)在鉆進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)沖洗液顏色的變化，可粗略判斷巖體的完整程度及地下水發(fā)育情況。

然而，人工經(jīng)驗(yàn)判斷法仍然是憑借這有經(jīng)驗(yàn)的工作人員進(jìn)行主觀判斷的，無(wú)法客觀準(zhǔn)確的反映隧道掌子面的地質(zhì)情況，很容易為隧道的開(kāi)挖埋下了重大的安全隱患。

鑒于上述技術(shù)問(wèn)題，亟需一種能夠精準(zhǔn)判斷隧道掌子面的地質(zhì)情況的方法。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠精準(zhǔn)判斷隧道掌子面的地質(zhì)情況的隧道超前探孔取芯設(shè)備及其施工方法。

本發(fā)明提供的隧道超前探孔取芯設(shè)備包括鉆進(jìn)平臺(tái)、動(dòng)力站平臺(tái)以及操作平臺(tái)；其中，所述鉆進(jìn)平臺(tái)包括可調(diào)支座和設(shè)置在所述可調(diào)支座上的取芯鉆機(jī)，所述可調(diào)支座用于調(diào)節(jié)所述取芯鉆機(jī)的鉆進(jìn)傾角；在所述動(dòng)力站平臺(tái)的內(nèi)部設(shè)置有液壓泵站和冷卻泵站，所述液壓泵站用于為所述鉆進(jìn)平臺(tái)提供液壓能，所述冷卻泵站所述鉆進(jìn)平臺(tái)提供冷卻水；所述操作平臺(tái)用于控制所述鉆進(jìn)平臺(tái)和所述動(dòng)力站平臺(tái)的運(yùn)行狀態(tài)。

此外，優(yōu)選的方案是，所述可調(diào)支座包括支撐板和設(shè)置在所述支撐板的上方的導(dǎo)軌，所述取芯鉆機(jī)設(shè)置在所述導(dǎo)軌上；并且，

在所述支撐板的一端固定有支撐柱，在所述支撐柱的頂部設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，所述支撐柱通過(guò)所述轉(zhuǎn)軸與所述導(dǎo)軌的底部的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；在所述支撐板的上表面的中部與所述導(dǎo)軌的底部的遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一側(cè)之間連接有變幅油缸，其中，所述變幅油缸的支撐端通過(guò)第一連接耳與所述支撐板的上表面的中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述變幅油缸的輸出端通過(guò)第二連接耳與所述導(dǎo)軌的底部轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

此外，優(yōu)選的方案是，在所述導(dǎo)軌上滑動(dòng)連接有托板，所述取芯鉆機(jī)固定在所述托板上；并且，

在所述導(dǎo)軌的內(nèi)部設(shè)置有加壓油缸，所述加壓油缸的輸出端與所述托板相連。

此外，優(yōu)選的方案是，在所述支撐板遠(yuǎn)離所述支撐柱的一端與所述導(dǎo)軌遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端之間設(shè)置有支撐機(jī)構(gòu)，所述支撐機(jī)構(gòu)包括支撐桿、固定在所述支撐板的上表面的第三連接耳以及設(shè)置在所述導(dǎo)軌的底端的鎖環(huán)；其中，

所述支撐桿的一端與所述第三連接耳鉸接，所述支撐桿的另一端通過(guò)所述鎖環(huán)與所述導(dǎo)軌鎖緊固定。