[发明专利]隧道内浆固碎石桩施工机械及施工方法

说明书

本发明公开了隧道内浆固碎石桩施工机械及施工方法，隧道内浆固碎石桩施工机械包括钻孔系统、注浆系统、行走控制室和履带系统。所述钻孔系统包括卷扬机、主机、施工机架、钻杆和电机系统，卷扬机与施工机架连接，施工机架上连接有钻杆，钻杆的外表面设置有薄壁钢套管。所述注浆系统包括注浆压力系统、输送软管和浆液存储系统。施工机械的操作方法包括：施工定位、钻孔施工、连接施工、投放碎石、注浆施工和移动机械。本发明将钻孔施工机械与注浆机械一体化，克服了隧道内限高和空间不足的困难，解决了现有技术中一次性钻孔及成桩困难的问题，同时避免了倾斜向成桩过程中易塌孔的问题，进一步提高了浆固碎石桩的抗剪能力。

技术领域

本发明涉及土木建筑工程领域，具体涉及隧道内浆固碎石桩施工机械及施工方法。

背景技术

在桥梁、隧道及道路等工程中，桩基得到广泛应用。目前砂桩、碎石桩等散体材料桩为最常见的桩基形式之一。由于其竖向承载能力相对较低，有很多方式可以提高其刚度，其中对碎石桩进行注浆固化处理为一种有效的措施，固化后的桩体为浆固碎石桩。

隧道中进行浆固碎石桩的施工往往受到隧道本身高度的限制。现有的常规钻孔机架钻孔一般为一次性钻进，对机架本身所占的高度就有高度要求。且隧道中浆固碎石桩若为倾斜向的桩基，还需考虑护壁及连接的施工工艺问题。故需要结合施工机械对隧道内浆固碎石桩的施工方法提出进一步的优化与改进。

浆固碎石桩的施工往往需要先进行钻孔施工，后进行骨料投放，最后为注浆程序。而隧道中由于受到空间限制，要进行多种机械的反复进场施工，对施工空间提出较大要求且工作量较大。因此，结合隧道工程建设实际情况，改进技术合理、经济高效的浆固碎石桩施工机械及施工工艺为迫切的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道内浆固碎石桩施工机械及其施工方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，隧道内浆固碎石桩施工机械，包括钻孔系统、注浆系统、行走控制室和履带系统。

所述钻孔系统、注浆系统和行走控制室均设置在履带系统上。

所述钻孔系统包括卷扬机、主机、施工机架、钻杆和电机系统。所述卷扬机与施工机架连接，施工机架上连接有钻杆。所述钻杆的外表面设置有薄壁钢套管。

所述注浆系统包括注浆压力系统、输送软管和浆液存储系统。所述浆液存储系统与注浆压力系统连接。所述注浆压力系统连接有输送软管。

进一步，所述施工机架包括呈倾斜状的滑动槽，滑动槽的上端连接有液压马达，液压马达的输出端和滑动槽的下端之间缠绕有传动链条。所述传动链条上设有滑动块，滑动块安装在滑动槽内。所述卷扬机安装在滑动块上，卷扬机的输出端连接钻杆，所述钻杆与滑动槽平行。

进一步，所述钻杆为分段式钻杆，分段式钻杆通过公母卡扣进行分段连接。每段所述钻杆的长度为1.5～2m。

进一步，所述履带系统包括履带和底盘。所述底盘的上表面连接有回转装置。所述回转装置的上表面连接有矩形底板。所述钻孔系统、注浆系统和行走控制室均安装在矩形底板的上表面。

进一步，所述矩形底板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。

进一步，所述薄壁钢套管的外径为300～600mm，厚度为1～5mm，每段薄壁钢套管的长度为1.5～2m。

基于上述的隧道内浆固碎石桩施工机械的施工方法，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％。