[发明专利]一种隧道洞外超长距离水平定向钻的地质勘察方法

说明书

本发明公开了一种隧道洞外超长距离水平定向钻的地质勘察方法，包括以下步骤：步骤1：根据所需隧道勘探区段设计钻进曲线，确定入土点；步骤2：根据钻孔轨迹放出钻机场地边线及设备摆放位置线；步骤3：在入土点布置洞外施工场地；步骤4：在入土点设置套管来隔离不良地层；步骤5：按照设计曲线用钻进装置进行试钻，当钻进20m时检查各部位运行情况，若检测到参数正常，则正常进行钻进工作；步骤6：根据设计曲线钻导向孔，实时跟踪测量并做好记录，在穿越曲线上每间隔9.5m设数据控制点；步骤7:导向完成后，对整个导向孔进行1‑2次洗孔作业，不受工作场地限制，能真实全面的反映围岩地质情况。

技术领域

本发明涉及隧道和地下工程勘察设计与施工技术领域，具体涉及一种隧道洞外超长距离水平定向钻的地质勘察方法。

背景技术

近些年来，随着我国经济发展的需要，大规模的铁路、公路、市政隧道、地下管廊、水利水电隧洞、地下储库等地下工程大量出现，其地质条件极为复杂，不良工程地质问题的不确定性对工程建设有着极大的制约。隧道勘察的目的是查明隧道所处位置的工程地质条件、水文地质条件以及隧道施工和运营对环境的影响，为规划、设计、施工提供所需的勘察资料,并对存在的岩土工程问题、环境问题进行分析评价,提出合理的设计方案和施工措施,使隧道工程施工经济合理、安全可靠。但是,传统的垂直钻孔地质勘察方法用于类似川藏地区的高海拔、大埋深等恶劣环境条件时，存在以下不足：钻孔离散，偏差较大，不能真实、全面地反映地层特性；勘察孔布点间断,在特殊环境、特殊区域无法实施；无效钻进较多,浪费巨大；施工周期长、效率低、成本高。因此，急需一种地质勘察技术来改变目前隧道工程地质勘察的现状。

发明内容

本发明目的在于提供一种隧道洞外超长距离水平定向钻的地质勘察方法，不受工作场地限制，能真实全面的反映围岩地质情况。

本发明通过下述技术方案实现：

一种隧道洞外超长距离水平定向钻的地质勘察方法，包括以下步骤：

步骤一：根据所需隧道勘探区段设计钻进曲线，确定入土点；

步骤二：根据钻孔轨迹放出钻机场地边线及设备摆放位置线；

步骤三：在入土点布置洞外施工场地；

步骤四：在入土点设置套管来隔离不良地层；

步骤五：按照设计曲线用钻进装置进行试钻，当钻进20m时检查各部位运行情况，若检测到参数正常，则正常进行钻进工作；

步骤六：根据设计曲线钻导向孔，实时跟踪测量并做好记录，在穿越曲线上每间隔9.5m设数据控制点，以此控制导向孔的精确度，判断并控制导向孔钻进的速度和准确率；

步骤七：导向完成后，对整个导向孔进行1-2次洗孔作业；

步骤八：洗孔作业完成后，开始井下电视作业，判断围岩的岩性变化、断裂破碎带的分布以及隧道涌水情况，在隧道施工前,需要对沿线工程地质、水文地质等信息进行详细勘察。但是该隧道具有长距离、高海拔、大埋深等特性,传统垂直钻探勘察方法很难满足对该隧道活动断裂破碎带的勘察要求。因此，采用水平定向钻进技术从隧道洞外导向钻进至断裂破碎带位置并进行地质勘察，不受工作场地限制，能真实全面的反映围岩地质情况；

进一步地，在步骤五中，钻进装置包括钻机，钻机采用地锚系统固定，确保钻进时钻机不发生移动，保障钻进方向准确无误。

进一步地，步骤5中还包括以下子步骤：

步骤5.1：当钻进装置施工至取芯位置前1.5m时，在孔底位置旋转冲孔至确保返水无煤渣，冲孔的水压不超过3.5MPa；

步骤5.2：将钻具装置取出，更换取芯器；

步骤5.3：取芯器进入取芯位置后，使用静压水旋转钻进1.7-2.4m；