本实用新型介绍一种创新的孔壁支撑系统及地质勘探设备,应用于水平定向钻进工程地质勘察技术。该系统由气囊、充气设备和支撑骨架组成,充气设备与气囊相连。支撑骨架沿特定方向布置,包裹气囊外部,由多个交替排列的杆件和铰接结构组成。每个杆件两端均连接有铰接结构,而每个铰接结构包含多个圆盘铰,杆件则由多个连接杆组成,连接杆两端与圆盘铰对应连接。当气囊充气时,连接杆转动,支撑骨架展开,为破碎岩层提供稳定支撑,防止塌陷。
背景技术
随着西部大开发、长江经济带等一系列战略规划的启动,我国超大埋深、超长距离隧道的建设量正呈爆发式增长。隧道工程设计施工需要准确探明沿线围岩体地应力、岩性、不良地质情况(如断裂带发育、岩溶地层、涌水等)等信息,避免在穿越断层、破碎带、岩溶发育区等不良地质时发生突涌水、塌方、卡机等灾害事故。传统的地质勘察主要是由地表向下的钻孔取芯,或采用高密度电法、地震反射法等物探方法,在高海拔山区实施难度大、测点数量有限、精度难以保证且造价高。非开挖水平定向钻技术(Horizontal DirectionalDrilling,简称HDD)作为一种成熟的非开挖管道建设技术,拥有高效的导向、控向手段可实现沿预先设计轨迹钻孔,在基于水平定向钻技术的隧道地质勘察中,将传统地质勘探中的垂直钻孔改为沿隧道轴线的水平孔,再结合取芯、钻孔综合物探等技术手段和仪器装备,可大幅度提高探测线路的精度,为隧道施工提供更加有效、精准的地质数据。
破碎带,作为地质钻探中的一大难题,常常给钻探工作带来诸多挑战。在钻探过程中,破碎带的存在往往意味着更高的风险与不确定性,其中最为常见的便是卡钻和孔壁坍塌的问题。
在破碎带中,由于岩石的破碎和松散,孔壁失去足够的支撑力,容易发生坍塌,孔壁坍塌不仅可能导致钻孔报废,还可能危及钻探设备的安全,此外,孔壁坍塌还会破坏钻孔的完整性,影响后续的钻探和采样工作。
实现思路