[发明专利]岩溶区地铁隧道灰岩段注浆堵水钻孔纠偏装置及方法

说明书

本申请公开了一种岩溶区地铁隧道灰岩段注浆堵水钻孔纠偏装置及方法，纠偏装置包括：用以夹持钻杆的非闭合圆筒形套体，其由多个沿纵向铰接的刚性弧形管片单元构成，所述管片单元的首尾断开，每个所述弧形管片的内壁至少部分的设有弹性垫层；锁紧装置，用以在所述套体的首尾断开处连接相邻的所述管片单元，并在锁紧状态时实现所述套体对所述钻杆的紧密夹持；多个可沿纵向滚动的滚轮，所述滚轮通过支座沿所述套体的径向设于每个所述管片单元上，其外缘用以紧贴钻孔的内壁。该装置可以避免钻杆弯曲，确保钻孔顺直；避免钻杆与孔壁的摩擦，不影响钻孔作业排渣；安装、拆卸操作简便快捷。

技术领域

本发明属于岩土工程钻探领域，尤其涉及一种岩溶区地铁隧道灰岩段注浆堵水钻孔纠偏装置及方法。

背景技术

在岩溶区城市(如泉城济南)地铁隧道建设过程中，常遇到灰岩段岩溶水治理难题，岩溶水治理是隧道安全高效掘进中极为关键的内容。在灰岩段岩溶区打钻孔进行预注浆突涌水通道进行封堵是常采用的岩溶水治理的方法。此外，隧道施工中也常需进行钻探、抽排水、埋设测试仪器等作业，多采用地质钻头(三心钻头)造孔，具有钻进快，易于出渣等优点。但在打10米以上的深长孔时，钻杆在自身重力和钻机顶推力作用下极易产生挠度弯曲，造成钻头钻进方向偏离设计孔位，影响成孔质量，同时会造成钻杆与钻孔内壁间剧烈挤压摩擦，引起钻进困难并损伤钻杆。如图5-图7所示，现有技术中，当钻孔为短钻孔时，钻杆可保证顺直；当钻孔较长时，一般在大于10米的情况下，钻杆在自身重力和钻机顶推力作用下产生弯曲；当钻孔为长钻孔，且在大于10米后继续钻进时，钻孔容易弯曲，偏离设计孔位线。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种岩溶区地铁隧道灰岩段注浆堵水钻孔纠偏装置及方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种岩溶区地铁隧道灰岩段注浆堵水钻孔纠偏装置，包括：

用以夹持钻杆的非闭合圆筒形套体，其由多个沿纵向铰接的刚性弧形管片单元构成，所述管片单元的首尾断开，每个所述弧形管片的内壁至少部分的设有弹性垫层；

锁紧装置，用以在所述套体的首尾断开处连接相邻的所述管片单元，并在锁紧状态时实现所述套体对所述钻杆的紧密夹持；

多个可沿纵向滚动的滚轮，所述滚轮通过支座沿所述套体的径向设于每个所述管片单元上，其外缘用以紧贴钻孔的内壁。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在本申请的某些实施例中，每个所述弧形管片的外壁至少部分的设有纵向肋板，可以进一步增强纠偏装置的刚度，起到更好的纠偏效果。

在本申请的某些实施例中，所述套体的内径略大于所述钻杆的外径、内径截面长度略小于所述钻杆的外径周长。套体采用这种尺寸结构，可以更方便的使用锁紧装置实现套体结构对钻杆的紧密夹持。所述套体的长度为8～15cm。

在本申请的某些实施例中，相邻的所述管片单元之间通过沿纵向贯通的铰接柱铰接，可以增加纠偏装置的整体刚度。

在本申请的某些实施例中，所述弹性垫层为橡胶垫片，所述橡胶垫片沿所述管片单元的纵向设置。

在本申请的某些实施例中，所述滚轮为万向轮，当发生挠度弯曲的趋势时，可以根据受力情况自动调整滚轮的滑向，进一步增强纠偏效果。

进一步的，所述支座包括位于两侧的支腿，所述支座的顶部设有螺栓预留孔，所述万向轮通过所述螺栓与所述支座固定连接。

在本申请的某些实施例中，所述肋板穿过所述支座，所述肋板沿所述管片单元的中间位置纵向设置。

在本申请的某些实施例中，所述锁紧装置为配合工作的折叠锁扣。