[实用新型]隧道拱脚环向高压喷射加固施工设备

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种隧道施工中超前加固施工中的设备，特别是一种确保拱脚部位安全的超前加固施工中的设备。

背景技术

目前软弱围岩隧道施工还是一个难题，特别是在类似饱和粉细砂岩这种地层中，由于其低渗透性及弱胶结性，采用通常的注浆方法难有效果，开挖时地层因受扰动出现涌水涌砂而失稳。对此种地层一种有效的超前加固方法是采用水平旋喷工艺，即在隧道开挖前在开挖轮廓线外施工一环或多环水平旋喷桩形成拱形支护并起隔水防渗作用。但是此超前加固方法由于机械设备的限制及造价原因通常水平旋喷只能施工在拱部位置，这样拱脚的水平旋喷桩同围岩的结合部是此种加固方法的薄弱点。如果不能很好的解决拱脚部位的超强加固问题，将会大大影响施工进度。通常的做法是在拱脚部位增加了很多桩以应对拱脚不稳，但因为水平旋喷没有形成封闭，下台阶或仰拱部位有出水出泥或地层溜塌,导致上台阶及中台阶开挖后下台阶及仰拱部位实际施工异常困难。

为了能在软弱围岩隧道中更好的应用水平旋喷工艺，解除水平旋喷工艺的防护死角，为软弱围岩隧道施工提供更好的安全保障,必须寻找一种方法和施工设备,既能加强水平旋喷桩同围岩在拱脚结合部的稳定性,又能形成一闭合帷幕，起到阻水挡土固砂的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种隧道拱脚环向高压喷射加固施工设备，要解决在软弱围岩隧道施工采用环向水平旋喷桩超前支护时，既能加强水平旋喷桩同围岩在拱脚结合部的稳定性,又能形成一闭合帷幕，起到阻水挡土固砂作用的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种隧道拱脚环向高压喷射加固施工设备，包括机架导轨、机架、弧形滑道、移动滑架、固定滑架、液压油缸、弧形钻杆、高压泵站和液压泵站，所述机架导轨平行于隧道轴线方向按安装尺寸要求设置在靠近拱脚的施工台阶面上，所述机架架设在机架导轨上，所述机架顶面架设有弧形滑道，所述弧形滑道顶面连接有开合式导向限位圈，其立面上间隔开设有定位孔，所述移动滑架和固定滑架套入弧形滑道，其中，所述移动滑架的顶部连接有夹持器，所述固定滑架通过销轴插入定位孔与弧形滑道固定，所述移动滑架与弧形滑道活动连接，固定滑架和移动滑架之间通过液压油缸连接，所述液压油缸外接有液压泵站；

所述弧形钻杆和弧形滑道的轴心线平行，其通过夹持器的夹持与移动滑架固定，并通过开合式导向限位圈对其进行导向限位；所述弧形钻杆内插有一根高压水管和两根高压水泥浆管，所述高压水管的头部与弧形钻杆前端的喷头上的前喷嘴连通，所述高压水泥浆管的头部与弧形钻杆前端的喷头上的侧喷嘴连通，所述高压水管和两根高压水泥浆管的尾部均与高压泵站连接。

所述弧形滑道由H型钢按设计尺寸拉弯制成。

所述侧喷嘴在喷头上隔180°各设置两个，施工时喷射方向平行于隧道轴线方向。

所述喷头的侧壁凹槽内固定有无线位置传感器，所述无线位置传感器通过无线发射装置将位置信号发送给定位仪。

与现有技术相比本实用新型具有以下特点和有益效果： 首先，采用本实用新型进行隧道拱脚环向喷射加固，利用已经开挖出的上台阶或中台阶形成的施工平台，避开了传统施工中采用水平旋喷桩的加固方法在下台阶和仰拱位置实施的难点，同时采用本加固方法，可在隧道底部形成左搭接区、中间搭接区和右搭接区组成的封闭加固圈，同时还可与隧道拱部已施工完成的水平旋喷帷幕共同形成圆筒状闭合支护体，有效的解决了软弱围岩特别是饱和粉细砂岩情况，下隧道拱脚及仰拱部位的加固问题。

其次，采用本实用新型进行隧道拱脚环向喷射加固，同隧道底部的水平旋喷方法相比在实现隧道底部良好隔水固沙帷幕作用的同时，由于加固帷幕的厚度要比旋喷加固的小，能有效减少加固费用和缩短施工工期，提高施工效率。

再者，本实用新型提出了整套的施工设备，通过采用弧形钻杆并将其与移动滑架固定，实现弧形钻杆灵活的送进与回撤，同时在弧形钻杆端部设置功能不同的前喷嘴和侧喷嘴，在施工过程中无需更换钻杆，提高施工效率。

另外， 弧形钻杆的前端钻头部位安装角度传感器可进一步保证施工精度，使隧道拱脚环向喷射加固方法沿隧道方向可靠搭接，保证底部闭合圈的完整。

本实用新型可广泛应用于软弱围岩隧道台阶法施工中超前支护。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

图1是施工设备详图。

图2是施工设备工作原理图。

图3是加固效果图。

图4是喷头详图。

图5是图4的右视图。