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纪录 | 安百拓千米级水平取心钻孔交出完美成绩单!

在公路和铁路隧道正式施工之前,充分了解工程地质情况,对施工人员和设备安全非常重要。

2020年,在某大型隧道工程的前期勘探施工中,两台安百拓Diamec Smart 8全液压智能岩心钻机表现惊人,成功完成3个千米级别取心钻孔,充分验证了长距离取心的速度、精度可以满足相关工艺要求,刷新了千米级水平超深孔取心作业的新纪录!

该铁路工程面对诸如地层岩性复杂多变、高地温、高应力等严苛工况,面对如此复杂棘手的情况,设备如何满足每百米孔斜不超过3°、岩心采取率不小于90%的高勘探精度的要求?这为钻孔的设计和施工带来了不小的挑战。经过设计、设备、工艺等多角度筹划,最终,安百拓的领先技术和可靠产品不负众望,取得了耀眼的成绩。
得益于钻机的优异表现,促成了第3台 Diamec Smart 8 钻机的采购。目前该设备已运抵项目现场,处于安装调试过程中。未来,这台设备将持续投身长距离水平钻探工艺研究和施工项目中。

第一根孔于2020年4月26日开工,作为重要地质预报孔,该孔承担着验证 “长距离水平地质预报与长距离隧道掘进相结合”工艺可行性的重要任务,同时也是国内高度自动化、智能化岩心钻进的一次全新而成功的尝试。

Diamec Smart 8全液压智能岩心钻机历时28天,以29.3 m/天的惊人速度成功完成803.4 m 水平钻进任务,顺利终孔,创造国内800 m 以上水平超深孔取心作业最快纪录!

安百拓 Diamec Smart 8 在施工现场

该孔经过20 m覆盖层,并穿过角砾土、板岩、风化砂质板岩、砂质绢云板岩、变砂岩和节理密集带及断层破碎带。其中节理发育处碳质板岩发育,强风化,多呈粉末状。孔内见多个断裂带,涌水量高达10000 m3/天,大量涌水造成内管投送困难,并伴随着钻孔破碎以及坍塌现象。

然而,久经验证的Diamec Smart 8 钻机机身结构能够确保在长时间、深孔钻进时,推进梁和动力头不产生振动,机身稳如泰山。该钻机仅重4吨,钻机动力头最大转速1400 r/min 运行,最大扭矩达2425 Nm,强大的脱困能力保证动力持续高效输出,最终全孔岩心采取率达到96.75%。

强风化带的高采取率

卡盘式动力头与氮气弹簧夹持器连锁运动,起/下钻速度高达11秒一根钻杆,与传统全液压钻机相比,该孔节省了30% 辅助时间。基于CanBUS 串行总线的第4代RCS电脑控制系统保证了该孔钻进过程中,未出现设备故障停机时间,为工程施工节省了大量宝贵时间。

第1根孔的成功,验证了Diamec Smart 8可以通过“长隧短打”的方式,与TBM或钻爆法隧道掘进工艺做深度结合。钻机可在导坑内快速钻进,不影响正断面掘进,超前获取地质信息,有效缩短隧道贯通时间。

长隧短打工艺示意图

随着第1根孔的成功,为后续分别在6月23日和9月19日开工的两根孔的顺利钻进提供了宝贵的经验。其中第2根孔在短短66天内取得了高达1616.8 m的进尺纪录,平均钻孔速度高达24.5 m/天,突破了同类设备在该进尺级别的极限,是设备高效率和高稳定性的最好例证。
针对公路、铁路隧道施工的地质预报,快速水平取心钻进可取代大部分地表垂直钻孔,并大幅提高岩心代表性、降低岩心钻进总进尺;与长隧短打工艺结合的千米级超前地质预报,更是对长度2公里以上隧道掘进工艺的完善和优化。 

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