[发明专利]隧道超前探孔取芯设备及其施工方法

说明书

本发明提供了一种隧道超前探孔取芯设备及其施工方法，其中的设备包括钻进平台、动力站平台以及操作平台；其中，所述钻进平台包括可调支座和设置在所述可调支座上的取芯钻机，所述可调支座用于调节所述取芯钻机的钻进倾角；在所述动力站平台的内部设置有液压泵站和冷却泵站，所述液压泵站用于为所述钻进平台提供液压能，所述冷却泵站所述钻进平台提供冷却水；所述操作平台用于控制所述钻进平台和所述动力站平台的运行状态。利用上述隧道超前探孔取芯设备及其施工方法能够精准判断隧道掌子面的地质情况。

技术领域

本发明涉及隧道挖掘技术领域，更为具体地，涉及一种隧道超前探孔取芯设备及其施工方法。

背景技术

目前随着我国公路基础设施建设的快速发展，所面临的施工环境日趋复杂，特别是在我国西南地区，其地形地貌复杂，山高谷深、沟壑纵横。在施工过程中各种隧道长度越来越长，埋深越来越大，在这些复杂隧道的施工过程中，常遇到富水软弱断层破碎带、富水岩溶发育区、煤层瓦斯发育区、重大物探异常区等地质条件复杂地段，给施工过程带来潜在的安全风险。因此在制定施工工艺前确定前方地质条件，对可能在作业过程中出现的问题作出预判并制定相应的施工方案，提高作业安全及效率是隧道施工过程中亟需解决的关键技术问题。

目前常用的判断隧道掌子面前方不良地质情况的主要方法为人工经验判断法，具体表现为：①在采用冲击钻时，孔中不断有岩粉被高压风吹出，通过鉴定岩粉的成分，可了解前方地层的岩性；②相同钻压下钻机在相同岩层中的钻进速度是均一的，结合隧隧道超前地质预报道开挖揭示的地层岩性，根据钻机在钻进过程中的速度变化、是否有卡钻等现象，可粗略判断前方岩体的强度、完整程度以及是否存在不良地质体等。③钻机在钻进过程中，通过冲洗液颜色的变化，可粗略判断岩体的完整程度及地下水发育情况。

然而，人工经验判断法仍然是凭借这有经验的工作人员进行主观判断的，无法客观准确的反映隧道掌子面的地质情况，很容易为隧道的开挖埋下了重大的安全隐患。

鉴于上述技术问题，亟需一种能够精准判断隧道掌子面的地质情况的方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种能够精准判断隧道掌子面的地质情况的隧道超前探孔取芯设备及其施工方法。

本发明提供的隧道超前探孔取芯设备包括钻进平台、动力站平台以及操作平台；其中，所述钻进平台包括可调支座和设置在所述可调支座上的取芯钻机，所述可调支座用于调节所述取芯钻机的钻进倾角；在所述动力站平台的内部设置有液压泵站和冷却泵站，所述液压泵站用于为所述钻进平台提供液压能，所述冷却泵站所述钻进平台提供冷却水；所述操作平台用于控制所述钻进平台和所述动力站平台的运行状态。

此外，优选的方案是，所述可调支座包括支撑板和设置在所述支撑板的上方的导轨，所述取芯钻机设置在所述导轨上；并且，

在所述支撑板的一端固定有支撑柱，在所述支撑柱的顶部设置有转轴，所述支撑柱通过所述转轴与所述导轨的底部的一端转动连接；在所述支撑板的上表面的中部与所述导轨的底部的远离所述转轴的一侧之间连接有变幅油缸，其中，所述变幅油缸的支撑端通过第一连接耳与所述支撑板的上表面的中部转动连接，所述变幅油缸的输出端通过第二连接耳与所述导轨的底部转动连接。

此外，优选的方案是，在所述导轨上滑动连接有托板，所述取芯钻机固定在所述托板上；并且，

在所述导轨的内部设置有加压油缸，所述加压油缸的输出端与所述托板相连。

此外，优选的方案是，在所述支撑板远离所述支撑柱的一端与所述导轨远离所述转轴的一端之间设置有支撑机构，所述支撑机构包括支撑杆、固定在所述支撑板的上表面的第三连接耳以及设置在所述导轨的底端的锁环；其中，

所述支撑杆的一端与所述第三连接耳铰接，所述支撑杆的另一端通过所述锁环与所述导轨锁紧固定。