[发明专利]一种适用于砂土层浅埋隧道超前预注浆装置及施工工艺

权利要求书

1.一种适用于砂土层浅埋隧道超前预注浆装置，其特征在于：包括辅助套管和注浆内管，所述的辅助套管套装在注浆内管的外层；辅助套管套的头部安装止浆尖帽，中间部分布设阻止浆液回流的单向出浆孔；注浆内管和辅助套管之间形成的环状区域内套装有两个阻隔件，在两个阻隔件之间的注浆内管段设有出浆孔，所述阻隔件保证浆液只在其所夹区段间扩散，且注浆内管通过在辅助套管内的移动实现对不同深度砂土层的加固。

2.如权利要求1所述的适用于砂土层浅埋隧道超前预注浆装置，其特征在于：所述单向出浆孔由出入口、可移动的阀片、固定阀片的阀钉组成，所述的阀片安装在出入口，且通过阀钉固定在辅助套管上。

3.如权利要求1所述的适用于砂土层浅埋隧道超前预注浆装置，其特征在于：两个所述的阻隔件包括一个橡胶活塞和一个法兰，所述法兰焊接在注浆内管上，其外径小于辅助套管内径；所述橡胶活塞套装在注浆内管上，与法兰相邻设置，且橡胶活塞设置在浆液的注入侧。

4.如权利要求3所述的适用于砂土层浅埋隧道超前预注浆装置，其特征在于：两个所述的法兰按照设定的距离焊接于注浆内管尾端。

5.如权利要求3所述的适用于砂土层浅埋隧道超前预注浆装置，其特征在于：所述橡胶活塞采用丁腈橡胶材料。

6.如权利要求1所述的适用于砂土层浅埋隧道超前预注浆装置，其特征在于：所述辅助套管为加厚钢管，其尾端焊接尾部法兰，所述的尾部法兰与封口法兰相连接，实现对辅助套管内部注浆。

7.如权利要求1所述的适用于砂土层浅埋隧道超前预注浆装置，其特征在于：所述注浆内管由至少两个钢管通过直通阀门连接而成。

8.一种利用如权利要求1所述的装置进行施工的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.钻孔布设与开孔：沿隧道开挖轮廓线内周边设置一排钻孔，孔径略大于辅助套管外径，钻孔完毕后，清理孔内的余渣，用岩芯管扫孔；

步骤2.地层及辅助套管内注浆：将辅助套管打入钻孔之中，通过注浆内管进行后退式注浆，即先对钻孔底部区段进行注浆，当注浆量或注浆压力达到规定值即暂停注浆，将注浆内管向后拉出设定距离，继续注浆至注浆量或注浆压力达到规定值，如此循环至注完钻孔全长后，取出注浆内管，辅助套管尾端连接封孔法兰，向辅助套管注浆至辅助套管内充满浆液；

步骤3.依次按照步骤1、2对每个钻孔进行注浆。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于：所述步骤2中，对地层加固的注浆材料选用初凝时间短的浆液，保证浆液在辅助套管周围扩散；辅助套管中注浆选用干缩小、强度高的注浆材料。

10.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于：在步骤3完成后，开挖距离为注浆加固距离的3/4～4/5，开挖过程中辅助套管不随岩体一块挖出，通过与初衬钢拱架焊接作为支撑骨架，与辅助套管间浆脉形成整体帷幕，实现对地层的加固堵水。