本发明涉及地下工程勘探与施工，更具体地，本发明涉及一种基于大直径钻孔的勘探平洞掘进方法。
背景技术：
1、在工程建设和地质勘探领域，平洞掘进是一种常见的施工手段，用于开辟地下通道或进行地质勘探。传统的平洞掘进方法通常采用爆破或机械开挖的方式进行施工。爆破法虽然效率较高，但对周边岩体的扰动较大，容易引发地质灾害，且施工过程中的安全风险较高。机械开挖法虽然相对安全，但在面对复杂的地质条件时，施工效率较低，且对设备的适应性要求较高。此外，无论是爆破法还是机械开挖法，在施工过程中都需要频繁进行地质条件的监测和调整，这增加了施工的复杂性和成本。
2、随着地质勘探技术的发展，钻孔技术在平洞掘进中的应用逐渐受到关注。钻孔技术通过在地层中钻设孔洞，能够有效减少对周边岩体的扰动，同时提高施工效率。然而，现有的钻孔技术在平洞掘进中仍存在一些局限性。例如，钻孔过程中容易出现偏斜，导致施工精度难以保证；在复杂地质条件下，钻孔设备的适应性较差，容易出现卡钻、钻头磨损等问题；此外，钻孔后的洞壁支护措施不够完善，难以有效应对不稳定洞段，增加了施工风险。
3、在实现本发明实施例过程中，现有技术中至少存在如下问题或缺陷：钻孔偏斜率难以有效控制，导致施工精度不足；钻孔设备在复杂地质条件下的适应性较差，施工效率低且成本高；洞壁支护措施不够完善，无法有效应对不稳定洞段，增加了施工风险。
技术实现思路
1、本发明提供了一种基于大直径钻孔的勘探平洞掘进方法，包括：
2、根据平洞设计轴线进行测量放样，标定洞向和洞底位置；
3、在洞口布置具备调平功能和导向系统的可移动式大直径钻机平台；
4、采用地质探测技术结合前期勘探资料预判掌子面前方地质条件，划分不同地质区域；
5、对洞脸进行支护，包括清理边坡、施作锁口锚杆、架设钢拱架支护及喷射混凝土；
6、基于预判的地质条件，选择大直径钻头并进行先导钻孔施工，所述先导钻孔施工包括钻设孔口导向段和钻进主导向孔至平洞终点，并在钻进过程中实时监测钻孔偏斜率；
7、基于所述主导向孔，进行分级扩孔至设计洞径，并在扩孔过程中实时监测偏斜率；
8、在掘进过程中，识别不稳定洞段，并基于不稳定洞段的地质特征选择相应的支护方式进行支护；
9、对形成的洞壁进行清洗，使洞顶及两壁岩层、结构面地质现象清晰可见，并在洞壁面上标注洞深。
10、进一步地，所述基于预判的地质条件，选择大直径钻头并进行先导钻孔施工的步骤，进一步包括：
11、根据预判的掌子面前方地层硬度，选择适用于相应硬度地层的钻头尺寸范围；
12、在钻头内壁设置多个高压水射流喷嘴；
13、确定钻进参数，所述钻进参数包括根据地层硬度调整钻进速度、钻压和转速至安全范围；
14、钻入初始设定长度后，退出钻杆并插入钢质套管形成所述孔口导向段；
15、沿设计轴线钻进主导向孔至平洞终点，同步注入稳定孔壁并携带岩屑的泥浆；
16、实时监测钻孔偏斜率，当监测到偏斜率超过设定阈值时，调整钻进方向。
17、进一步地，所述确定钻进参数的步骤中：
18、若预判或实际钻进中遇到硬岩段，则控制钻进速度在第一安全速度范围内，钻压在第一压力范围内，转速在第一转速范围内；
19、若预判或实际钻进中遇到软岩段，则控制钻进速度在高于第一安全速度范围的第二安全速度范围内，钻压在低于第一压力范围的第二压力范围内，转速在高于第一转速范围的第二转速范围内；
20、注入的泥浆为高分子聚合物泥浆，控制泥浆黏度在稳定孔壁的有效范围内，泥浆密度在平衡地层压力的有效范围内，并维持泥浆循环利用率在设定水平以上。
21、进一步地，所述实时监测钻孔偏斜率并调整钻进方向的步骤中：
22、若偏斜率超过设定阈值，则启动钻进方向调整机构；
23、调整后继续监测偏斜率，若偏斜率降至设定阈值内，则维持当前钻进方向；
24、若调整后偏斜率仍超过设定阈值或持续增大，则再次或连续调整钻进方向直至偏斜率满足要求。
25、进一步地，所述进行分级扩孔至设计洞径的步骤，进一步包括：
26、进行第一级扩孔：采用第一级扩孔器将所述主导向孔直径扩大至第一目标尺寸，控制第一级扩孔速度在安全范围内；
27、进行第二级扩孔：换装第二级扩孔器将钻孔直径扩大至设计洞径，控制第二级扩孔速度在安全范围内；
28、在扩孔过程中实时监测偏斜率，当监测到偏斜率超过设定阈值时，启动纠偏装置调整扩孔器姿态。
29、进一步地，所述进行第一级扩孔的步骤中：
30、使用阶梯式扩孔器作为所述第一级扩孔器；
31、实时监测扩孔器的扭矩和推力；
32、若监测到扭矩超过安全扭矩范围或推力超过安全推力范围，则降低扩孔速度或暂停扩孔进行检查。
33、进一步地，所述进行第二级扩孔的步骤中：
34、使用筒式扩孔器作为所述第二级扩孔器，所述筒式扩孔器内壁均匀分布有硬质合金切削齿；
35、实时监测扩孔器的温度；
36、若监测到温度超过安全温度阈值，则暂停扩孔，进行冷却处理，待温度降至安全范围以下后恢复扩孔。
37、进一步地，所述在扩孔过程中实时监测偏斜率并调整扩孔器姿态的步骤中：
38、采用高精度导向系统进行定位和偏斜监测；
39、若偏斜率超过设定阈值，则启动液压纠偏装置调整扩孔器姿态；
40、调整后继续监测偏斜率，若偏斜率降至设定阈值内，则维持当前扩孔器姿态；
41、若调整后偏斜率仍超过设定阈值或持续增大，则再次或连续调整扩孔器姿态直至偏斜率满足要求。
42、进一步地，所述识别不稳定洞段并基于地质特征选择支护方式的步骤，进一步包括：
43、识别破碎带区域：若识别到破碎带区域，则选择注浆加固方式进行支护，所述注浆加固包括在开挖轮廓线外设定范围内进行注浆；
44、识别易掉块、垮塌洞段：若识别到易掉块、垮塌洞段，则选择钢拱架支护方式进行支护，所述钢拱架支护包括架设由连接件连接的拱架，并在拱架与洞壁之间铺设防护网。
45、进一步地，所述选择注浆加固方式进行支护的步骤中，采用水泥-水玻璃双液浆作为注浆材料；
46、所述选择钢拱架支护方式进行支护的步骤中，使用螺纹钢筋加工所述拱架，拱架由分段构件通过连接套筒连接，拱架之间采用连接筋连接以形成稳定支护结构，拱架与洞壁之间铺设机编镀锌防护网，并对拱架进行防腐处理以确保耐久性。
47、根据本发明的上述实施例至少具有以下有益效果：
48、1.通过在洞口布置具备调平功能和导向系统的可移动式大直径钻机平台，并结合地质探测技术预判地质条件，能够实现钻孔的精准定位和导向，有效减少钻孔偏斜率，提高施工精度，解决了传统钻孔技术在复杂地质条件下钻孔偏斜难以控制的问题，确保了平洞掘进的施工质量和安全性。
49、2.在先导钻孔施工中，根据不同地质条件调整钻进参数，并实时监测钻孔偏斜率，能够灵活应对硬岩段和软岩段，优化钻进效率，减少钻头磨损和设备故障，同时通过注入高分子聚合物泥浆稳定孔壁并携带岩屑，有效平衡地层压力，解决了现有技术中钻孔设备在复杂地质条件下适应性差、施工效率低且成本高的问题，提升了平洞掘进的整体施工效率和经济性。
50、3.在掘进过程中识别不稳定洞段，并根据地质特征选择相应的支护方式，如注浆加固或钢拱架支护，同时对洞壁进行清洗和标注，能够有效应对不稳定地质条件，确保洞壁稳定，清晰呈现地质现象，解决了现有技术中洞壁支护措施不够完善、无法有效应对不稳定洞段的问题，降低了施工风险，提高了平洞掘进的施工安全性和可靠性。