CN111828033A - 一种应用于隧道施工的超前水平钻孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，包括以下步骤：确定掌子面布孔位置，现场技术主管标识，C6钻机操作人员根据孔位进行钻孔，钻进深度大于30m，两个循环的搭接长度不小于5m；为防止F8断层富水，地表注浆仍为封堵洞身承压水，距离F8断层最后一循环超前水平钻孔，应提前备好孔内预留导管、孔口预留快速链接止水阀措施；钻孔过程中对钻取的芯样进行留取，以便现场见证F8断层岩体情况，取芯盒宽度为1m，中线布置隔挡板；采用高清孔内摄像图，对孔内进行岩体进行摄像、留存。本发明提高了隧道施工中的稳定性，可以将隧道内的水体快速排出，避免水体积存在隧道中，可以提高排水效率，有助于保证隧道的安全。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种应用于隧道施工的超前水平钻孔方法。
背景技术
隧道施工一直是一项高技术和高难度的施工过程，不仅是由于隧道的掘进和支护难度较大，同时也会受到岩体勘探难度大的影响。
龙南隧道是全线的控制性重难点工程，隧道全长10.24km，最大埋深580m，最小埋深16m，双线单洞隧道，施工组织按照进口、1#斜井、2#斜井、出口共4工区5个工作面组织施工。
地质岩性主要以花岗岩、砂岩为主，共穿越11条断层，其中DK99+500～+620段为F8区域性大断层破碎带，长度120m，洞身水压达0.5MPa，洞身存在危岩落石、突泥涌水、岩爆、高地温、岩溶、浅埋、围岩失稳塌方等诸多风险，最大涌水量1.8万方/天，为一级风险隧道。
因此现有的施工方式无法对隧道进行施工，所以需要研发出一种应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，来解决上述的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，采用C6钻机操作人员根据孔位进行钻孔，钻进深度大于30m，两个循环的搭接长度不小于5m的作业施工，提高了隧道施工中的稳定性，采用钻孔施工15米时，立即孔内放入导管，最好防入10米以上导管，然后继续钻孔，出现富水，安装快速接头止水，可以将隧道内的水体快速排出，避免水体积存在隧道中，可以提高排水效率，有助于保证隧道的安全，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，包括以下步骤：
S1：确定掌子面布孔位置，现场技术主管标识，C6钻机操作人员根据孔位进行钻孔，钻进深度大于30m，两个循环的搭接长度不小于5m。
S2：为防止F8断层富水，地表注浆仍为封堵洞身承压水，距离F8断层最后一循环超前水平钻孔，应提前备好孔内预留导管、孔口预留快速链接止水阀措施；
S3：钻孔过程中对钻取的芯样进行留取，以便现场见证F8断层岩体情况，取芯盒宽度为1m，中线布置隔挡板；
S4：采用高清孔内摄像图，对孔内进行岩体进行摄像、留存；
S5：结合地表钻孔、降水试验数据对F8地质进行综合分析、判定，确定下步实施措施。
作为一种优选方案，步骤S1中，掌子面上部超前钻孔应有一定仰角，中部两边的超前钻孔应水平且有一定水平偏角，掌子面下部两边的超前钻孔应有一定的俯角和水平偏角。
作为一种优选方案，步骤S2中，钻孔施工15米时，立即孔内放入导管，最好防入10米以上导管，然后继续钻孔，出现富水，安装快速接头止水。
作为一种优选方案，应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，还包括，步骤S2中，加深炮眼长度为5～6米，每个开挖循环全掌子面布置43孔。
作为一种优选方案，加深炮眼采用锚杆钻机或气腿式风枪进行钻孔，上部周边孔眼仰角20°钻孔，其余为水平孔，中部周边孔眼外插40°，其余为水平孔，下部周边外插40°，底部眼俯角40°，其余为水平孔，钻孔过程中做好记录。
作为一种优选方案，应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，还包括掌子面素描，掌子面素描应每个开挖循环进行一次。
作为一种优选方案，步骤S1中的钻孔方式为：钻机就位后根据钢架预留孔进行隔孔钻孔，钻孔深度每个循环10m。
作为一种优选方案，在所述确定掌子面布孔位置时，还需要对掌子面前方进行地质数据采集，数据采集的内容为：在测试前将掌子面及周围危岩彻底排除，并对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的藕合，在掌子面附近应没有其它的金属物体，六部CD法开挖，分别在导坑掌子面各布置一条横测线，一条纵线，为保证探测结果的准确，应在同一测线上进行至少两次的重复探测，测点间距一般不大于0.2m。
本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：
1、采用C6钻机操作人员根据孔位进行钻孔，钻进深度大于30m，两个循环的搭接长度不小于5m的作业施工，提高了隧道施工中的稳定性，采用钻孔施工15米时，立即孔内放入导管，最好防入10米以上导管，然后继续钻孔，出现富水，安装快速接头止水，可以将隧道内的水体快速排出，避免水体积存在隧道中，可以提高排水效率，有助于保证隧道的安全。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明实施例中应用于隧道施工的超前水平钻孔方法的布孔位置示意图。
图2是本发明实施例中应用于隧道施工的超前水平钻孔方法的加深炮眼示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例：
本实施例提供一种应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，包括以下步骤：
S1：确定掌子面布孔位置，现场技术主管标识，C6钻机操作人员根据孔位进行钻孔，钻进深度大于30m，两个循环的搭接长度不小于5m，提高了隧道施工中的稳定性(如图1所示)；
S2：为防止F8断层富水，地表注浆仍为封堵洞身承压水，距离F8断层最后一循环超前水平钻孔，应提前备好孔内预留导管、孔口预留快速链接止水阀措施，可以起到快速降水的作用；
S3：钻孔过程中对钻取的芯样进行留取，以便现场见证F8断层岩体情况，取芯盒宽度为1m，中线布置隔挡板，作为样本，一方面方便后期观察芯样的状况，另一方面方便后期的检测；
S4：采用高清孔内摄像图，对孔内进行岩体进行摄像、留存，可以方便观察孔内的状况，根据采集出来的图像信息，施工人员进行分析，方便施工人员进行下一步操作，并且还可以实时掌握打孔的状况，有助于施工，保证施工的正常进行；
S5：结合地表钻孔、降水试验数据对F8地质进行综合分析、判定，确定下步实施措施。
本实施例提供的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，步骤S1中，掌子面上部超前钻孔应有一定仰角，中部两边的超前钻孔应水平且有一定水平偏角，掌子面下部两边的超前钻孔应有一定的俯角和水平偏角，可以起到一个摩擦的作用，当后期安装时，可以使其结构更加坚固。
本实施例提供的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，步骤S2中，钻孔施工15米时，立即孔内放入导管，最好防入10米以上导管，然后继续钻孔，出现富水，安装快速接头止水，可以方便降水。
本实施例提供的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，还包括，步骤S2中，加深炮眼长度为5～6米，每个开挖循环全掌子面布置43孔，当安装时，可以使其结构更加坚固(如图2所示)。
本实施例提供的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，加深炮眼采用锚杆钻机或气腿式风枪进行钻孔，上部周边孔眼仰角20°钻孔，其余为水平孔，中部周边孔眼外插40°，其余为水平孔，下部周边外插40°，底部眼俯角40°，其余为水平孔，钻孔过程中做好记录。
本实施例提供的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，还包括掌子面素描，掌子面素描应每个开挖循环进行一次。
本实施例提供的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，步骤S1中的钻孔方式为：钻机就位后根据钢架预留孔进行隔孔钻孔，钻孔深度每个循环10m。
本实施例提供的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，F8断层为复杂区段，地质雷达预测长度为20m，搭接长度不小于5米，由技术主管负责联系超报单位，确保搭接里程满足要求，超报单位应在收到信息当天抵达现场检测，第二天数据发送至施工项目工程部，在所述确定掌子面布孔位置时，还需要对掌子面前方进行地质数据采集，数据采集的内容为：在测试前将掌子面及周围危岩彻底排除，并对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的藕合，在掌子面附近应没有其它的金属物体，六部CD法开挖，分别在导坑掌子面各布置一条横测线，一条纵线，为保证探测结果的准确，应在同一测线上进行至少两次的重复探测，测点间距一般不大于0.2m。
资料整理和处理要求：雷达记录应清晰，反射波形、同相轴明显，不合格的记录应重测。对合格的记录应根据记录的情况进行必要的处理如：编辑、滤波、增益、褶积、道分析、速度分析和消除背景干扰等，求得时间剖面。在时间剖面中应标出探测对象的反射波组、反射体的形态和规模、钻孔验证的位置和深度。解释确定反射体的位置、形态，推断其充填情况。必要时应制作模型进行反演解释。
F8断层超前水平钻孔共涉及5孔，分别分部在六部CD法导坑内，采用C6钻孔取芯，并进行孔内摄像，由项目部实施；超报单位现场根据芯样及孔内出水分析，并现场记录、签认。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)
1.一种应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：确定掌子面布孔位置，现场技术主管标识，C6钻机操作人员根据孔位进行钻孔，钻进深度大于30m，两个循环的搭接长度不小于5m；
S2：为防止F8断层富水，地表注浆仍为封堵洞身承压水，距离F8断层最后一循环超前水平钻孔，应提前备好孔内预留导管、孔口预留快速链接止水阀措施；
S3：钻孔过程中对钻取的芯样进行留取，以便现场见证F8断层岩体情况，取芯盒宽度为1m，中线布置隔挡板；
S4：采用高清孔内摄像图，对孔内进行岩体进行摄像、留存；
S5：结合地表钻孔、降水试验数据对F8地质进行综合分析、判定，确定下步实施措施。
2.根据权利要求1所述的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，其特征在于：步骤S1中，掌子面上部超前钻孔应有一定仰角，中部两边的超前钻孔应水平且有一定水平偏角，掌子面下部两边的超前钻孔应有一定的俯角和水平偏角。
3.根据权利要求1所述的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，其特征在于：步骤S2中，钻孔施工15米时，立即孔内放入导管，最好防入10米以上导管，然后继续钻孔，出现富水，安装快速接头止水。
4.根据权利要求1所述的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，其特征在于：还包括，步骤S2中，加深炮眼长度为5～6米，每个开挖循环全掌子面布置43孔。
5.根据权利要求4所述的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，其特征在于：加深炮眼采用锚杆钻机或气腿式风枪进行钻孔，上部周边孔眼仰角20°钻孔，其余为水平孔，中部周边孔眼外插40°，其余为水平孔，下部周边外插40°，底部眼俯角40°，其余为水平孔，钻孔过程中做好记录。
6.根据权利要求4所述的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，其特征在于：还包括掌子面素描，掌子面素描应每个开挖循环进行一次。
7.根据权利要求5所述的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，其特征在于：步骤S1中的钻孔方式为：钻机就位后根据钢架预留孔进行隔孔钻孔，钻孔深度每个循环10m。
8.根据权利要求1所述的应用于隧道施工的超前水平钻孔方法，其特征在于：在所述确定掌子面布孔位置时，还需要对掌子面前方进行地质数据采集，数据采集的内容为：在测试前将掌子面及周围危岩彻底排除，并对掌子面进行平整处理，使雷达天线与掌子面能有较好的藕合，在掌子面附近应没有其它的金属物体，六部CD法开挖，分别在导坑掌子面各布置一条横测线，一条纵线，为保证探测结果的准确，应在同一测线上进行至少两次的重复探测，测点间距一般不大于0.2m。
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