摘要：铁路新线的大规模修建,促使大量的隧道工程不断涌现。隧道施工段中的不良地质情况极易造成坍塌、涌水、突泥等安全事故。因此,对隧道前方的地质情况进行预报和评估,进而采取合理的施工方案,对保障施工安全具有重要意义,而隧道超前水平取芯钻探是一种最为直接、有效的地质探测方法之一。随着管棚支护法在隧道工程中的广泛应用,管棚钻机成为了隧道施工中最关键的设备之一。目前,国外具有取芯功能的多功能钻机价格昂贵,数量引进有限,无法满足国内隧道施工需求；而国内岩芯钻机功能单一,无法满足其它隧道施工需求。基于以上情况,本文提出了JGZ型管棚钻机取芯功能的研究,主要内容如下：(1)JGZ型管棚钻机取芯方法研究。通过对隧道勘测取芯重要性、取芯质量要求、高效取芯原则的分析,以及各种取芯方法的对比,结合JGZ型管棚钻机现场施工情况,确定了JGZ型管棚钻机采用绳索取芯钻进方法。(2)JGZ型管棚钻机取芯方案设计。根据JGZ型管棚钻机近水平孔取芯钻进的特点,选用回转取芯钻进原理,对取芯钻进能力参数、钻进技术参数和钻进动力参数进行设计计算。(3)JGZ型管棚钻机取芯功能实体设计。从取芯功能结构设计入手,对动力头、绳索取芯钻具以及液压卷扬机进行选型,设计了绳索取芯钢丝绳导向机构。在此基础上,对取芯钻具与钻杆整体进行模态分析,得到了不同钻进深度下的共振频率,且随着取芯钻进深度的增加,固有频率均显著减小。最后根据各装置在取芯过程中的功用,对各取芯装置进行了总体布置设计。(4)JGZ型管棚钻机取芯工艺研究。从钻孔结构、工艺参数、冲洗液选择、堵漏工艺以及钻孔防斜几个方面对相关取芯钻进工艺进行研究,并详细介绍了取芯操作的具体步骤,对其中的常见故障及排除方法进行了说明。