海聚科技之超前钻机——概述
1、应用领域：盾构/TBM施工——地铁隧道、铁路隧道、公路隧道、水利涵洞等隧道施工。2、应用背景：盾构/TBM施工过程中，盾构机在地下穿行，步步惊心，处处危险；一旦遇到空洞、水体、岩石破碎带或岩爆地层等没有预先探测清楚的地质灾害，就可能酿成重大安全事故：轻则盾构机损毁、隧道线路被毁，重则众多人员伤亡。西方发达国家的隧道施工中“超前钻机”是标配，要求施工方每台盾构/TBM必须配备“超前钻机”。而国内目前仅有5%的盾构/TBM配备了“超前钻机”，隧道施工存在安全隐患。3、用途：为“盾构机/TBM”保驾护航——独立装置，安装在盾构机的“环形梁”上，透过刀盘/盾构壳体，超前钻探，探明前方地质条件，判断是否有地质灾害；如果有灾害，就要先做地质加固处理然后才能继续向前进行隧道掘进。海聚科技之超前钻机1、为什么要用超前钻机隧道施工安全：为盾构机/TBM“保驾护航”隧道施工安全的基础技术条件——超前钻探：超前钻探、排水和注浆、前方地层涌水处理、地质加固及地质状况探测和预报、岩爆地层岩层地应力释放处理、溶洞定位和溶洞注浆加固、岩心采样、地质调查、……盾构/TBM施工，作为隧道施工的首选方案的同时，也面临很多施工风险（具体风险及解决方案见滚动窗）：
风险
海聚的解决方案
1.1
事故种类：路面塌陷、隧道塌方、地表建筑沉降，甚至建筑倾倒。
事故原因：在隧道盾构掘进前，未对前方地质进行有效探测，在未加固的不稳定地质状况下，进行隧道掘进，必然存在造成地质不稳而塌陷的风险。
事故后果：施工受挫，盾构机损坏，引发其它事故。人员重大伤亡。
盾构机/TBM超前钻机可以提供解决方案，盾构机行驶前，先用超前钻机探明前路状态，发现地址灾害并用适当方法（灌浆加固、液氮冷冻等方法）进行地质加固。
1.2
事故种类：遇到溶洞或不明原因地下洞穴等意外地质灾害，当溶洞受扰动塌陷时既能造成盾构机沉陷、管环破裂等严重施工安全事故，也往往会引起周围地层剧烈沉降、地面建筑物开裂倒塌等严重的社会风险安全事故。
事故原因：在隧道盾构掘进前，未对前方地质进行有效探测，在未加固地质灾害上施工，就会出事故。
事故后果：盾构机陷落、管片破裂、盾构机损毁、项目工程作废（处理灾害之后，须重新规划线路，工程重新做）、地面建筑沉降或倒塌、人员重大伤亡。
为规避以上施工安全风险和社会风险，在盾构机到达溶洞前必须对溶洞进行加固处理。(常规做法是通过地面钻孔注浆，对地下溶洞进行加固处理；而当地面条件受限时，可采用盾构机超前上配置的超前钻探注浆系统，在盾构机上进行溶洞超前钻探、注浆加固等工作。)
1.3
事故种类：瓦斯爆炸事故。
事故原因：掘进前未对前方地质进行有效探测，无从得知前方地质是否有瓦斯。
事故后果：轻则引发人员中*窒息，重则发生瓦斯爆炸，隧道损毁、盾构机损毁、人员重大伤亡。
若是通过超前探测到前方有瓦斯，则预先将瓦斯排放掉，既是保障施工人员安全，也保障隧道内不会聚集高浓度瓦斯导致瓦斯爆炸事故的发生。
1.4
事故种类：隧道涌水、涌泥事故
事故原因：掘进前未对前方地质进行有效探测，未能提前探测到前方有空洞水体（有大量地下水）、地下河流支脉、承压淤泥等地质灾害结构，就可能产生事故。
事故后果：隧道被淹、盾构机损毁、人员重大伤亡。
可预先对前方地质进行预处理，对前方空洞进行填补，并采取合适的方式引走地下水，不至于在盾构掘进时突然涌出大量地下水而使盾构和施工人员被淹在水中，从而能避免人员伤亡事故和盾构施工设备损毁事件的发生。
1.5
事故种类：因淤泥沉降、或硬岩挤压而产生偏向。
事故原因：掘进前未对前方地质进行有效探测，未能提前探测到前方有大块岩石或淤泥地带，导致盾构壳体受重力牵引而沉降，或被岩石挤压而偏离隧道中心线，导致盾构机无法自行纠偏，最后施工失败。
事故后果：整条隧道作废，重新开线。
盾构机行驶前，先用超前钻机探明前路状态，发现地址灾害并用适当方法（灌浆加固、液氮冷冻等方法）进行地质加固。
事故种类：岩爆。
事故原因：因遭遇地层挤压导致硬岩内应力巨大，超过岩石的强度，导致施工作业面遭遇岩石爆炸。爆炸产生巨大的破坏力和岩石堆积。
事故后果：机毁人亡。
事先探测，并钻孔泄压、注水泄压、预先防护。
纵观国内外施工技术通用工法，使用超前钻机来解决此类问题都是最有效、最安全的方案。
2、超前钻机是什么超前钻机是一种固定在盾构环形梁上的一种全液压凿岩装备，是集机、电、液、软件和控制于一体的用于隧道工程施工的机械装备。该设备既能探测前方地质状况，又能在一定条件下加固地层，是一种通用装备。超前钻机便是地质预报的一种设备，通过打孔对隧道开挖前方的地质进行预测和预报分析，对涌水、塌方、岩爆等地质灾害提前探测和处理。3、海聚的超前钻机3.1PDF顶驱（锤）式钻机规格、参数顶驱（锤）式钻机：PDFL，PDFL-，PDFL-等（1）超前钻机（孔径51-76mm，孔深30～50米）（2）超前钻注一体机（孔径51-76mm，孔深30～50米）（3）锚杆钻机（孔径28-64mm，孔深2～15米）3.2PDF顶驱（锤）式钻机优点：智能化操控------易于操控，降低对操作者的要求，降低劳动强度；无线遥控------确保更安全、更高效的作业；定制化设计------根据盾构机/TBM的结构和空间专门设计；多功能-------可提供注浆配套设备，钻孔、注浆一机完成；大数据采集分析------钻孔运行数据可显示储存，用于超前地质分析预判。3.3WPD潜孔式水锤钻机规格、参数
潜孔式水锤钻机：WPD50S，WPD70S，WPD80S-等（1）水锤超前钻机（孔径60～mm，孔深可达50～米）（2）水锤注浆孔钻机（孔径mm或mm，孔深可达50～米）（3）水锤超前跟管钻机（套管直径～mm，孔深30～50米）3.4WPD潜孔式水锤钻机优点：设备多功能性------具备超前钻探、管棚支护、取芯、注浆加固能力；
卓越的钻进性能------大功率输出源于高频冲击，适合富水区等各种复杂地质条件钻孔；钻孔深度大------单孔钻进深度可达米，减少盾构机停机频率，提高施工率；成孔精度高------钻孔偏差小于3%，对地扰动小；速度稳定------钻孔速度不随孔深增加而降低；经济环保------驱动功率低，能耗低，无需润滑油，无尘无污染。4、为什么要推荐海聚海聚产品特点、优点、领先性:十年专注，工匠精神，国际领先水平。4.1海聚致力于先进的智能钻孔技术和智能钻机产品开发，为改变超前钻机市场被国外供应商垄断的现状，海聚开始研制超前钻机，打破了外企在国内市场一统天下的局面，从而让国内隧道施工单位才有了可选的本土品牌。我国盾构施工地质条件相当复杂，盾构主机厂商及盾构掘进的隧道一线施工单位获得了大量的一线超前钻机使用经验。通过对一线超前钻机经验数据的整合分析与应用，目前海聚已实现在超前钻机研发应用领域弯道超车，并彻底打破了国外技术垄断，使得海聚超前钻机在隧道工程行业拥有了良好的口碑和知名度。4.2依托以国千孙威博士为主导的研发团队，技术上紧跟国际科技发展前沿，而且基于其在留芬期间积累的技术资源和产业资源的支撑，有力地保证公司在产品研发能力和技术水平上的国际领先水平。4.3灵活适应我国盾构机施工工况的超前钻机结构设计，产品是应用了海聚的专利技术的高端工程机械装备，集机电液于一体的用于隧道工程施工的具有高技术含量的机械装备。由于盾构/TBM隧道施工专用智能钻机的制造工艺复杂，目前中国生产盾构/TBM隧道施工专用智能钻机的企业只有海聚一家。海聚超前钻机产品打破了阿特拉斯等国际超前钻机品牌在这个领域的垄断，已获得多项国内发明专利。海聚超前钻机比进口品牌更经济，又为国内盾构量身定制。海聚超前钻机与国外进口品牌的超前钻机相比，经济可靠，为盾构/TBM隧道施工用户节约了使用成本。4.4海聚盾构/TBM隧道施工专用智能钻机技术先进，拥有多项发明专利和丰富的技术应用经验。4.5海聚发明的在隧道钻孔施工时通过钻杆边后退边注浆的超前钻孔注浆一体式的施工工艺属于国内首创。4.6海聚超前钻机产品经中国检验认证集团检验有限公司检测，各项性能指标符合行业标准和企业标准；通过了CE认证，出口到欧洲发达国家。4.7服务体系完整：工程施工具有丰富的经验，超前钻机更加适合国内的工程的施工；从售后服务上，海聚公司人员经过专门的技术培训和多年的实践经验，不论是技术上和时间上，都能够为客户提供优质的服务，客户的选择也更加方便。4.8荣誉和资质浙江海聚科技有限公司，通过自主研发获得国内外发明专利21项，实用新型专利23项，外观专利7项。制定企业标准1项《盾构/TBM专用钻机》年“超前钻机”项目入选了年杭州市重大科技创新专项项目年12月通过国家高新技术企业认定年通过了国家高新技术企业重新认定年12月通过浙江省科技型中小企业认定年3月通过杭州市余杭区科技企业研发中心认定4.9海聚超前钻机应用案例序号
产品
项目应用地点
数量
1
超前钻注一体机
内蒙古台格庙神话集团斜井双护盾项目
2
2
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马来西亚盾构
1
3
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新加坡泥水盾构
1
4
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大连海底湾隧道
1
5
水锤超前跟管钻机
引汉济渭隧道
1
6
水锤超前跟管钻机
滇中引水工程
2
7
水锤超前跟管钻机
澳大利亚雪山工程
2
8
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新疆水利隧道工程
3
9
超前钻注一体机
佛莞城际8.8米土压平衡盾构项目
4
10
锚杆钻机
安徽淮南矿务局TBM项目
3
11
二次注浆钻注一体机
南宁地铁项目
1
12
超前钻注一体机
兰州水源地双护盾TBM项目
1
13
超前钻注一体机
新加坡土压平衡盾构
1
14
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以色列地铁项目
1
15
超前钻注一体机
印度孟买地铁3号线项目
1
16
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新加坡地铁
3
17
超前钻注一体机
土耳其伊兹密尔市地铁项目
1
18
锚杆钻机
贵州龙鼎TBM项目
2
19
锚杆钻机
山东能源集团陕西高家堡TBM项目
6
20
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白云机场新白广项目
1
21
水锤超前钻机
卡塔尔多哈地铁
1
22
超前钻注一体机
迪拜地铁
1
23
超前钻注一体机
高黎贡山隧道
1
24
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重庆松澡煤矿TBM
2
25
超前钻注一体机
新加坡地铁
3
……
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