基于隧道掌子面炮孔钻进的超前地质预报技术研究

发布时间：2020-12-14 09:09

　　钻孔过程中钻具与岩土体进行直接接触,钻具响应信息综合反映了岩土体的力学性质,钻具响应信息中隐藏的大量地质资料,可用于分析、测定岩土体的力学参数和空间分布,是进行地层界面识别和围岩级别划分的重要参考指标。现阶段在岩土工程领域的钻具响应信息并没有被收集,造成了数据资源的极大浪费。为充分利用隧道炮孔钻进中的相关参数信息,采集并建立参数与围岩质量的关系,结合掌子面地质情况,对掌子面前方围岩级别进行预报。依托贵州三独高速开展基于隧道掌子面炮孔钻进的超前地质预报技术研究并得到以下成果。研究证明了岩石的可钻性与钻进速度、振动加速度以及振动频率有直接的关系。在此基础上完成了隧道掌子面炮孔钻进短距离地质预报的理论研究;研发了一套随钻监测设备,应用于气动凿岩机,随钻设备可采集钻机钻进速率、振动加速度的实时数据;将采集到的钻进速率,振动加速度进行分析研究,构建了岩体级别和钻进信息的定量关系;通过在依托工程中的应用,初步建立了基于围岩岩石类型为石英砂岩的不同级别围岩的岩石抗钻系数标准数据库。并与开挖现场的地质报告进行比对,完善了数据库。 

【文章来源】：公路交通科技. 2020年07期 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

设备示意图

分析钻进试验中典型的振动加速度波形图(图2),由图可以看出,整个凿岩过程可以用一系列振动加速度的波形进行体现。从振动加速度波形中可以看出,每次冲击波形的持续时间与YT-28气动凿岩机的冲击周期相一致,大约为25～30 ms,可以反映振动加速度传感器采集的数据具有可靠性。在凿岩机单次冲击破岩过程中,钻杆的运动状态可以分为冲击段、钻杆回程段和再次冲击段3个阶段,为准确建立振动加速度与围岩级别的关系,本研究选取冲击段作为主体数据进行分析研究。对3个炮孔的典型振动加速度波形进行比较发现,紫林山掌子面ZK36+177炮孔、罗平掌子面YK27+077炮孔、罗平断层ZK26+670炮孔,3者的振动加速度均值和振动加速度极值均依次减小,根据凿岩机破岩原理的分析研究,可知振动加速度越大,凿岩机破岩所做冲击功越多,围岩强度越大,围岩级别就好。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2916178