[发明专利]隧道内浆固碎石桩施工机械及施工方法

权利要求书

1.隧道内浆固碎石桩施工机械，其特征在于：包括所述钻孔系统、注浆系统、行走控制室(1)和履带系统(2)；

所述钻孔系统、注浆系统和行走控制室(1)均设置在履带系统(2)上；

所述钻孔系统包括卷扬机(3)、主机(4)、施工机架(5)、钻杆(6)和电机系统(7)；所述卷扬机(3)与施工机架(5)连接，施工机架(5)上连接有钻杆(6)；所述钻杆(6)的外表面设置有薄壁钢套管(8)；

所述注浆系统包括注浆压力系统(9)、输送软管(10)和浆液存储系统(11)；所述浆液存储系统(11)与注浆压力系统(9)连接；所述注浆压力系统(9)连接有输送软管(10)。

2.根据权利要求1所述的隧道内浆固碎石桩施工机械，其特征在于：所述施工机架(5)包括呈倾斜状的滑动槽(501)，滑动槽(501)的上端连接有液压马达(504)，液压马达(504)的输出端和滑动槽(501)的下端之间缠绕有传动链条；所述传动链条上设有滑动块(503)，滑动块(503)安装在滑动槽(501)内；所述卷扬机(3)安装在滑动块(503)上，卷扬机(3)的输出端连接钻杆(6)，所述钻杆(6)与滑动槽(501)平行。

3.根据权利要求1所述的隧道内浆固碎石桩施工机械，其特征在于：所述钻杆(6)为分段式钻杆，分段式钻杆通过公母卡扣进行分段连接；每段所述钻杆(6)的长度为1.5～2m。

4.根据权利要求1所述的隧道内浆固碎石桩施工机械，其特征在于：所述履带系统(2)包括履带(201)和底盘(202)；所述底盘(202)的上表面连接有回转装置(12)；所述回转装置(12)的上表面连接有矩形底板(13)；所述钻孔系统、注浆系统和行走控制室(1)均安装在矩形底板(13)的上表面。

5.根据权利要求4所述的隧道内浆固碎石桩施工机械，其特征在于：所述矩形底板(13)下表面的四个边角处均连接有具有收缩和打开功能的角支撑(14)。

6.根据权利要求1所述的隧道内浆固碎石桩施工机械，其特征在于：所述薄壁钢套管(8)的外径为300～600mm，厚度为1～5mm，每段薄壁钢套管(8)的长度为1.5～2m。

7.基于权利要求1所述的隧道内浆固碎石桩施工机械的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)施工定位：施工机械前进至设计的位置，将每个所述角支撑(14)打开，支撑到地面，在设计位置进行放样，并予以复核、定位；

2)钻孔施工：复核无误后，使用所述钻杆(6)进行机械钻孔；钻孔时慢档钻进，保证钻孔倾斜角不变，最大偏差不超过1％；

3)连接施工：第N段钻杆施工结束时，用公母卡扣将第N+1段所述钻杆(6)与第N段钻杆(6)连接，并将第N+1段薄壁套管(8)与第N段薄壁套管(8)焊接成一个整体,所述N为自然数；焊接完成后，继续钻进施工，直至钻孔深度达到设计要求；

4)投放碎石：将所述钻杆(6)提出来并进行拆解，所述薄壁套管(8)留在孔中，形成套管护壁，防止塌孔；将注浆管(15)正对钻孔中央，并下放到钻孔内部；下方过程中，将若干注浆管(15)焊接在一起形成分段式注浆管；所述注浆管(15)到达钻孔底部后，使用碎石填满注浆管(15)和薄壁套管(8)之间的空隙；

5)注浆施工：将所述输送软管(10)与注浆管(15)连接；所述注浆压力系统9将浆液存储系统11中的浆液通过输送软管(10)与注浆管(15)注入碎石体中；

6)移动机械：注浆完成后，将所述输送软管(10)与注浆管(15)断开，所述注浆管(15)留在浆固碎石桩内作为劲芯加筋体；所述履带(201)带动施工机械进行位置移动，进行下一根桩的施工。

8.根据权利要求7所述的隧道内浆固碎石桩施工机械的施工方法，其特征在于：所述注浆管(15)为多孔的预应力管或多孔钢管。

9.根据权利要求7所述的隧道内浆固碎石桩施工机械的施工方法，其特征在于：步骤5)所述的浆液为水泥浆液或高聚物材料浆液。