本發(fā)明屬于巖土工程和采礦工程領(lǐng)域，涉及一種巖體鉆進(jìn)控制方法，尤其涉及一種復(fù)合巖體的精準(zhǔn)跟管鉆進(jìn)控制方法。

背景技術(shù)：

在巖土工程及采礦工程領(lǐng)域，受到地層條件的制約，在軟巖和松散體地層中，跟管鉆進(jìn)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜破碎地層快速鉆進(jìn)施工的一種主導(dǎo)工藝，目前跟管鉆進(jìn)過程基本都是直接從松散體到硬巖或只在松散體中鉆進(jìn)，且對鉆進(jìn)施工精度要求不高，基本不會出現(xiàn)卡鉆事故，也對鉆進(jìn)精度要求不高。對于從硬巖→松散體→硬巖或更加復(fù)雜的多種巖體質(zhì)量交替變化的復(fù)合巖體，目前的跟管鉆進(jìn)工藝在由硬巖到松散體交界部位極容易出現(xiàn)卡鉆事故，卡鉆事故率達(dá)到90％以上；同時(shí)，在由硬巖到松散體交界位置，由于硬巖與松散體密實(shí)度和強(qiáng)度的影響，跟管極容易出現(xiàn)大角度下沉偏斜，導(dǎo)致大概率跟管斷管事故，尤其是對于管身布置注漿孔的跟管斷管率極高，跟管鉆進(jìn)的精準(zhǔn)程度得不到保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供一種復(fù)合巖體精準(zhǔn)跟管鉆進(jìn)控制方法，該方法能夠解決在多種巖體質(zhì)量交替變化的復(fù)合巖體中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)跟管鉆進(jìn)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種復(fù)合巖體精準(zhǔn)跟管鉆進(jìn)控制方法，包括：

進(jìn)行鉆機(jī)精準(zhǔn)放樣并對鉆機(jī)牢固定位；

采用外徑與跟管匹配的普通潛孔錘鉆具將破碎巖體鉆透至松散體交界面；

在與普通潛孔錘鉆具連接處的第一根鉆桿前端鉆設(shè)鉆桿孔眼；

采用限制鉆設(shè)管身孔眼的間距及管身截面上管身孔眼個(gè)數(shù)的跟管用于對松散體進(jìn)行注漿。

本發(fā)明的有益效果為：通過鉆機(jī)精準(zhǔn)放樣與牢固定位，特定外徑的普通潛孔錘鉆具將破碎巖體鉆透至松散體交界面，以及在與普通潛孔錘鉆具連接處的第一根鉆桿前端鉆設(shè)鉆桿孔眼，并采用特定的跟管對松散體進(jìn)行注漿，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合巖體中的跟管鉆進(jìn)，保證跟管鉆進(jìn)的效率和精準(zhǔn)度，減少復(fù)合巖體中的斷管事故率，有效避免不同質(zhì)量巖體分界面中的卡鉆事故。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合巖體精準(zhǔn)跟管鉆進(jìn)控制方法示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合巖體精準(zhǔn)跟管鉆進(jìn)控制方法用鉆桿示意圖；

圖3為圖2中的I-I處剖視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的復(fù)合巖體精準(zhǔn)跟管鉆進(jìn)控制方法用鉆桿設(shè)置管身孔眼示意圖；

圖5(a)至(c)分別為圖4中II-II處、III-III處與IV-IV處剖視圖。

圖中各標(biāo)號對應(yīng)的名稱為：1-跟管；2-鉆桿；3-鉆機(jī)導(dǎo)軌；4-腳手架鋼管；5-腳手架扣件；6-U形地螺絲；7-底板浮渣；8-破碎巖體；9-破碎巖體與松散體交界面；10-松散體；11-松散體與對側(cè)硬巖交界面；12-對側(cè)硬巖；13-普通潛孔錘鉆具；14-鉆桿孔眼；15-管身孔眼。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種復(fù)合巖體精準(zhǔn)跟管鉆進(jìn)控制方法，參見圖1，包括以下步驟：

進(jìn)行鉆機(jī)精準(zhǔn)放樣并對鉆機(jī)牢固定位；

采用外徑與跟管匹配的普通潛孔錘鉆具將破碎巖體鉆透至松散體交界面；

在與普通潛孔錘鉆具連接處的第一根鉆桿前端鉆設(shè)鉆桿孔眼；

用所述跟管對松散體進(jìn)行注漿，所述跟管采用限制鉆設(shè)管身孔眼的間距及管身截面上管身孔眼個(gè)數(shù)的跟管。

上述鉆進(jìn)控制方法中，進(jìn)行鉆機(jī)精準(zhǔn)放樣并對鉆機(jī)牢固定位，包括：

采用全站儀進(jìn)行鉆進(jìn)點(diǎn)位、控制線和錨桿鉆機(jī)方位放樣，在鉆機(jī)兩側(cè)導(dǎo)軌上分別選取兩校核點(diǎn)，采用重錘線及鋼卷尺測量兩校核點(diǎn)到兩側(cè)控制線的距離，進(jìn)行鉆機(jī)方位校核；

采用地質(zhì)羅盤進(jìn)行鉆機(jī)導(dǎo)軌傾斜角度放樣；

待鉆機(jī)位置擺正后，通過腳手架扣件將鉆機(jī)底部與腳手架鋼管牢固連接，采用U形地螺絲將腳手架鋼管與底板地質(zhì)體牢固連接，將鉆機(jī)、腳手架、地質(zhì)體牢固連接為一個(gè)整體，限制鉆機(jī)向四周的位移，完成對鉆機(jī)的精準(zhǔn)、牢固定位。

上述鉆進(jìn)控制方法中，采用U形地螺絲將腳手架鋼管與底板地質(zhì)體牢固連接，包括：

U形地螺絲穿透到底板巖體浮渣面以下不小于0.5m；

安裝時(shí)先預(yù)鉆孔，然后采用LR便攜式旋緊機(jī)旋入；

腳手架鋼管采用螺栓與U形地螺絲連接。

上述鉆進(jìn)控制方法中，采用外徑與跟管匹配的普通潛孔錘鉆具將破碎巖體鉆透至松散體交界面，包括：

采用外徑比跟管外徑大3～5mm的普通潛孔錘鉆具，利用錨桿鉆機(jī)應(yīng)用該普通潛孔錘鉆具將破碎巖體鉆透至松散體交界面。

上述鉆進(jìn)控制方法中，在與普通潛孔錘鉆具連接處的第一根鉆桿前端鉆設(shè)鉆桿孔眼，包括：

在與普通潛孔錘鉆具連接處的第一根鉆桿前段鉆設(shè)成120°分布的三個(gè)鉆桿孔眼，使普通潛孔錘鉆具前端處風(fēng)流經(jīng)三個(gè)鉆桿孔眼后呈三維流動狀態(tài)。

上述鉆進(jìn)控制方法中，跟管采用限制鉆設(shè)管身孔眼的間距及管身截面上管身孔眼個(gè)數(shù)的跟管為：

跟管上鉆設(shè)管身孔眼的間距不小于30cm，鉆設(shè)孔眼截面上鉆設(shè)一個(gè)管身孔眼。

具體的，本發(fā)明的鉆進(jìn)控制方法具體如下：

(1)采用全站儀進(jìn)行鉆進(jìn)點(diǎn)位和鉆機(jī)方位放樣，采用重錘線及鋼卷尺進(jìn)行鉆機(jī)方位校核，采用地質(zhì)羅盤進(jìn)行鉆機(jī)導(dǎo)軌傾斜角度放樣。待鉆機(jī)位置擺正后，通過腳手架扣件將鉆機(jī)與腳手架鋼管牢固連接，采用U形地螺絲將腳手架鋼管與底板硬巖地質(zhì)體牢固連接，最終實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的精準(zhǔn)、牢固定位。

(2)利用錨桿鉆機(jī)應(yīng)用合理外徑的普通潛孔錘鉆具將破碎巖體鉆透至松散體交界面，為了控制后續(xù)跟管的偏斜度以避免大概率斷管事故，普通潛孔錘鉆具外徑比跟管外徑大3～5mm為宜。

(3)為了避免硬巖與松散體交界面處的高事故率的卡鉆事故，須在與普通潛孔錘鉆具連接處的第一根鉆桿前段鉆設(shè)成120°分布的三個(gè)鉆桿孔眼，實(shí)現(xiàn)普通潛孔錘鉆具附近風(fēng)流由原來未鉆設(shè)前的一維流動狀態(tài)變?yōu)殂@設(shè)孔眼后的三維流動狀態(tài)，吹動硬巖松散體交界面處巖粉、松散體被充分吹處孔外，以便施工人員識別鉆進(jìn)進(jìn)程是否到達(dá)交界面位置。

(4)在換用跟管鉆具從鉆進(jìn)過程中，須對松散體進(jìn)行注漿的跟管，為了防止跟管鉆進(jìn)從硬巖到松散體交界面處的頻繁斷管事故，在以上控制的同時(shí)，限制跟管上鉆設(shè)管身孔眼的間距不小于30cm，鉆設(shè)孔眼截面上僅限鉆設(shè)1個(gè)管身孔眼。

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的控制方法作進(jìn)一步說明。

(1)本發(fā)明所述的實(shí)施例示意圖如圖1所示。本實(shí)施例所述的跟管鉆進(jìn)的復(fù)合巖體依次由破碎巖體→松散體→對側(cè)硬巖巖體組成。

(2)為了保證跟管鉆進(jìn)精準(zhǔn)度，采用全站儀進(jìn)行鉆進(jìn)點(diǎn)位、控制線和錨桿鉆機(jī)方位放樣，在鉆機(jī)兩側(cè)導(dǎo)軌上分別選取兩校核點(diǎn)，采用重錘線及鋼卷尺測量兩校核點(diǎn)到兩側(cè)控制線的距離，完成鉆機(jī)方位校核；采用地質(zhì)羅盤進(jìn)行鉆機(jī)導(dǎo)軌傾斜角度放樣。

(3)待鉆機(jī)位置擺正后，將鉆機(jī)通過腳手架扣件將鉆機(jī)底部與腳手架鋼管牢固連接，采用U形地螺絲將腳手架鋼管與底板地質(zhì)體牢固連接，將鉆機(jī)、腳手架、地質(zhì)體牢固連接為一個(gè)整體，限制鉆機(jī)向四周的位移，最終實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的精準(zhǔn)、牢固定位。

(4)U形地螺絲在底板巖體中安裝，必須穿透到浮渣面以下不小于0.5m。安裝時(shí)首先預(yù)鉆孔，然后采用LR便攜式旋緊機(jī)輕松旋入。

(5)采用Φ130普通潛孔錘鉆具進(jìn)行破碎巖體階段的鉆進(jìn)。鉆進(jìn)至破碎巖體與松散體交界面時(shí)是整個(gè)鉆進(jìn)關(guān)鍵和難點(diǎn)。須在與普通潛孔錘鉆具連接處的第一根鉆桿前段鉆設(shè)成120°分布的三個(gè)鉆桿孔眼(參見圖2、3)，實(shí)現(xiàn)普通潛孔錘鉆具附近風(fēng)流由原來未鉆設(shè)前的一維流動狀態(tài)變?yōu)殂@設(shè)孔眼后的三維流動狀態(tài)，吹動硬巖松散體交界面處巖粉、松散體被充分吹處孔外，以便施工人員識別鉆進(jìn)進(jìn)程是否到達(dá)交界面位置。

(6)待采用Φ130普通潛孔錘鉆具穿透到破碎巖體和松散體交界面后，退出Φ130普通潛孔錘鉆具，換用Φ127跟管鉆具進(jìn)行松散體中的鉆進(jìn)。當(dāng)鉆進(jìn)至松散體和對側(cè)硬巖交界面時(shí)，如果判斷不準(zhǔn)，容易造成跟管斷裂、管靴脫落、跟管脫扣等跟管事故。松散體和對側(cè)硬巖交界面需要從以下兩點(diǎn)進(jìn)行綜合判斷：①跟管鉆進(jìn)速度明顯變慢；②孔口噴出灰塵明顯變大。

(7)在換用跟管鉆具從鉆進(jìn)過程中，對于須對松散體進(jìn)行注漿的跟管，為了防止跟管鉆進(jìn)從硬巖到松散體交界面處的頻繁斷管事故，在以上控制的同時(shí)，限制跟管上鉆設(shè)管身孔眼的間距不小于30cm(參見圖4、圖5(a)-(c))，且管身孔眼采用梅花形布置，鉆設(shè)孔眼截面上僅限鉆設(shè)1個(gè)管身孔眼。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。