CN110939454A - 一种隧道千米以上超前地质预报方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种隧道千米以上超前地质预报方法，包括以下步骤：S1在隧道出口或入口位置布置水平定向钻机，沿着所述隧道轴线的平行线进行水平定向钻进，钻进超过隧道开挖断面的距离达到1000米以上；S2沿着所述隧道轴线进行开挖施工，在施工至规划的隧道侧洞时，开挖隧道侧洞，并将所述水平定向钻机运输至所述隧道侧洞，使所述水平定向钻机继续沿着所述隧道轴线的平行线方向钻进，并进行取芯、检测，获取隧道开挖施工所需地质资料；S3多次重复步骤S2，直至所述水平定向钻机钻出所述隧道，完成隧道全部地质资料超前预报。本发明的有益效果：在隧道口和隧道侧洞内进行高精度超长距离超前地质钻探，获取详细的地层参数，且对隧道施工不造成任何影响。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程的地质勘察领域，尤其涉及一种隧道千米以上超前地质预报方法。
背景技术
随着我国经济飞速发展，我国公路、铁路隧道等地下空间工程建设量逐年递增。隧道工程的投资决策、线路选择、施工工法选择、设备选型及配置、支护形式及参数、工期与造价等方案确定均需要精细化和准确的工程地质、水文地质、岩体参数等勘察数据作为支撑。这些数据可以从两方面获取：传统工程地质勘察方法和传统超前地质预报。传统工程地质勘察方法均采用沿隧道轴线间隔布置的垂直孔，穿过上部覆盖层，钻达隧道轴线所在地层，然后对该孔周围隧道围岩工程特性评价。超前地质预报则是在隧道掌子面处进行勘察孔施工，获取前方几十米上百米范围内的隧道围岩情况。然而，传统地质勘查方法非必要钻进工作量大、勘察孔布点间断，不能真实、全面反映隧道围岩的地质特征，且在如高海拔山区、常年积雪的无人区等地貌和环境条件复杂、恶劣的区域，受到运输、供水、场地、人员健康及环保等因素的制约，难以正常实施，综合工程成本非常高；而隧道超前地质预报的探测深度很浅，且钻进方向不可控，对于现代隧道快速化施工意义不大，略显“鸡肋”，且超前地质预报施工时，隧道掘进施工需要中断，增加了工期和成本。因此，急需研究一种快速、适应性强、可对隧道进行超长距离地质勘察预报的技术和方法。
发明内容
针对隧道工程，采用传统超前地质预报难以获取对施工有意义的勘察数据的技术难题，本发明的实施例提供了一种隧道千米以上超前地质预报方法。
本发明的实施例提供一种隧道千米以上超前地质预报方法，包括以下步骤：
S1在隧道出口或入口位置布置水平定向钻机，由所述隧道开挖断面沿着所述隧道轴线的平行线进行水平定向钻进，钻进超过隧道开挖断面的距离达到1000米以上；
S2沿着所述隧道轴线进行开挖施工，在施工至规划的隧道侧洞时，开挖隧道侧洞，并将所述水平定向钻机运输至所述隧道侧洞，使所述水平定向钻机继续沿着所述隧道轴线的平行线方向钻进，钻进至距该隧道侧洞超过1000米位置，并进行取芯、检测，获取隧道开挖施工所需地质资料；
S3多次重复步骤S2，直至所述水平定向钻机钻出所述隧道，完成隧道沿轴线的全部地质资料超前预报。
进一步地，所述步骤S1中，所述水平定向钻机由所述钻进时，可进行取芯、检测，获得距离隧道开挖断面的距离1000米之内的开挖施工所需地质资料。
进一步地，所述隧道为双洞隧道时，所述隧道侧洞为车行通道。
进一步地，所述隧道为单洞隧道时，所述隧道侧洞为隧道侧室。
进一步地，所述水平定向钻机的钻杆包括多段可拆卸连接的钻杆段。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种隧道千米以上超前地质预报方法，本基于水平定向钻导向孔施工技术，在隧道口和隧道侧洞内进行高精度超长距离(千米以上)超前地质钻探，钻探过程中可以进行取芯、测井、现场实验等作业，获取详细的地层参数，且对隧道施工不造成任何影响，同时，水平定向钻超前地质预报过程中，如果发现不良地层，可以优先对其进行处理。与传统隧道超前地质预报相比，具有以下优点：
(1)本超前预报技术和方法可以实现沿隧道轴线平行快速钻进千米以上，并进行取芯、检测，可以为隧道快速化施工提供有施工意义的地质资料；
(2)本超前预报技术和方法可以实现隧道边施工边勘察，极大提高了隧道施工的综合效率；
(3)本超前预报技术和方法可以获得全面、真实的隧道围岩信息，解决地表物探探测深度小和垂直钻孔试样指标代表性不足的问题，大大减少对传统的地质钻探勘察的需求量，具有显著的技术优势；
(4)水平定向钻机布置在隧道进洞口和隧道侧洞处，避免了设备在复杂地形下的搬迁，同时可结合孔内物探技术对隧道沿线岩体参数进行分析，具有显著的经济优势。
附图说明
图1是本发明一种隧道千米以上超前地质预报方法的示意图。
图2是双洞隧道千米以上超前地质预报方法的原理图；
图3是单洞隧道千米以上超前地质预报方法的原理图。
图中：1-隧道、2-水平定向钻机、3-隧道开挖断面、4-钻杆、5-钻孔、6-隧道侧洞、7-车行通道、8-隧道侧室。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种隧道千米以上超前地质预报方法，包括以下步骤：
S1隧道1开挖施工之前，在隧道1出口或入口位置布置水平定向钻机2，所述水平定向钻机2布置的位置根据实际施工方向确定。启动所述水平定向钻机2，使所述水平定向钻机2沿着所述隧道1轴线的平行线进行水平定向钻进，钻进超过隧道开挖断面3的距离达到1000米以上，形成平行于所述隧道1轴线的钻孔5。在钻进过程中，可通过所述水平定向钻机2的钻杆4进行取芯、检测，进而获得距离隧道开挖断面3的距离1000米以上的开挖施工所需地质资料。
S2沿着所述隧道1轴线进行开挖施工，为了避免所述水平定向钻机2的钻杆4对施工造成影响，拆卸所述水平定向钻机2的钻杆4。在施工至规划的隧道侧洞6时，开挖隧道侧洞6，并将所述水平定向钻机2运输至所述隧道侧洞6，使所述水平定向钻机2继续沿着所述隧道1轴线的平行线方向钻进，钻进至距该隧道侧洞6超过1000米位置，并进行取芯、检测，获取隧道1开挖施工所需地质资料；
请参考图2和3，这里所述隧道侧洞6为车行通道7或隧道侧室8。具体的，在所述隧道侧洞6为双洞隧道时，所述隧道侧洞6为车行通道7，所述水平定向钻机2被运输至所述双洞隧道中间的车行通道7；所述隧道为单洞隧道时，所述隧道侧洞6为隧道侧室8，所述水平定向钻机2被运输至所述单洞隧道一侧的隧道侧室8；使所述水平定向钻机2的钻杆4伸入沿所述钻孔5，继续沿着所述钻孔5方向进行钻进，至适当深度后，拆卸所述水平定向钻机2的钻杆4，收藏于所述车行通道7或隧道侧室8内，为下一步隧道1施工做准备。
S3多次重复步骤S2，直至所述水平定向钻机2钻穿所述隧道1，这样所述水平定向钻机2于每一所述隧道侧洞6处，均向前钻进，使钻进至的深度应距离该隧道侧洞6超过1000米，即在每一所述隧道侧洞6处，可获得距离该隧道侧洞6千米之外的隧道1开挖施工所需地质资料，最终完成隧道1沿轴线的全部地质资料超前预报。
为了便于所述水平定向钻机2在所述隧道1内运输，以及在所述水平定向钻机2在隧道1施工时的收藏，所述水平定向钻机2的钻杆4应选择多段钻杆段可拆卸连接构成。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种隧道千米以上超前地质预报方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1在隧道出口或入口位置布置水平定向钻机，由所述隧道开挖断面沿着所述隧道轴线的平行线进行水平定向钻进，钻进距离达到1000米以上；
S2沿着所述隧道轴线进行开挖施工，在施工至规划的隧道侧洞时，开挖隧道侧洞，并将所述水平定向钻机运输至所述隧道侧洞，使所述水平定向钻机继续沿着所述隧道轴线的平行线方向钻进，钻进至距该隧道侧洞超过1000米位置，并进行取芯、检测，获取隧道开挖施工所需地质资料；
S3多次重复步骤S2，直至所述水平定向钻机钻出所述隧道，完成隧道沿轴线的全部地质资料超前预报。
2.如权利要求1所述的一种隧道千米以上超前地质预报方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述水平定向钻机由所述钻进时，可进行取芯、检测，获得距离隧道开挖断面的距离1000米之内的开挖施工所需地质资料。
3.如权利要求1所述的一种隧道千米以上超前地质预报方法，其特征在于：所述隧道为双洞隧道时，所述隧道侧洞为车行通道。
4.如权利要求1所述的一种隧道千米以上超前地质预报方法，其特征在于：所述隧道为单洞隧道时，所述隧道侧洞为隧道侧室。
5.如权利要求1所述的一种隧道千米以上超前地质预报方法，其特征在于：所述水平定向钻机的钻杆包括多段可拆卸连接的钻杆段。
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