隧道拱脚环向高压喷射加固方法及施工设备

摘要

本发明涉及一种隧道拱脚环向高压喷射加固方法及施工设备，所述设备包括机架导轨、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，通过液压油缸控制弧形钻杆的送进和回撤，送进时定喷高压水,回撤时高压喷射高压水泥浆，在隧道底部形成左搭接区、左侧环向加固底板、中间搭接区、右侧环向加固底板和右搭接区组成的封闭加固圈，有效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。

主权项

一种隧道拱脚环向高压喷射加固方法，其特征在于：步骤如下：步骤一，以已开挖的上台阶或中台阶为施工台阶面（16），用开孔器在施工台阶面（16）两侧对称隧道轴线，按设计要求开出两排弧形钻杆（10）的入地孔（14）；步骤二，将机架导轨（5）按安装尺寸固定在施工台阶面（16）的左侧，将带有固定滑架（6）和移动滑架（7）的机架（4）固定在机架导轨（5）上，同时完成第一根弧形钻杆（10）、喷头（20）和高压水管（11）、高压水泥浆管（21）的连接，然后打开移动滑架（7）顶端的夹持器（9）与弧形滑道（3）上的开合式导向限位圈（15），将第一根弧形钻杆（10）进行夹持固定； 步骤三，启动高压泵站，通过高压水管（11）向喷头（20）的前喷嘴（13）打高压水，对弧形钻杆（10）的入地孔（14）下方土体进行射流切割，松散土层，为弧形钻杆（10）入土创造条件；同时液压泵站向液压油缸（8）供油，推动移动滑架（7）及夹持器（9）使弧形钻杆（10）沿弧形轨迹入土；步骤四，液压油缸（8）伸出到行程终了后，松开夹持器（9），液压油缸（8）收缩，带动移动滑架（7）及夹持器（9）回撤到起始位置，阶次夹持第一根弧形钻杆（10）实现送进；步骤五，完成若干次送进和弧形钻杆（10）接长工作后，当弧形钻杆（10）的钻头到达设计的中间搭接区（19），高压泵站停止向前喷嘴（13）打高压水，前喷嘴结束切割；步骤六，高压泵站开始通过两根高压水泥浆管（21）向四个侧喷嘴（12）打高压水泥浆，弧形钻杆（10）在液压油缸（8）、夹持器（9）和移动滑架（7）的共同作用下按高压喷射技术要求慢速阶次回撤，侧喷嘴（12）向隧道轴线前后方实施定向高压喷射，直至左侧搭接区（2），实现与左侧水平旋喷桩的搭接，完成左侧环向加固底板（22）的施工；步骤七，弧形钻杆（10）回撤高压喷射完成后，关闭高压泵站，将弧形钻杆（10）撤至施工台阶面（16），施工设备沿机架导轨向隧道延伸方向移动到下一个入地孔（14）；步骤八，将施工设备固定后重复步骤三至步骤七直至完成隧道轴线左侧所有工位施工；步骤九，在隧道轴线右侧同样安装施工设备，重复步骤八实现弧形钻杆（10）的送进和回撤高压喷射，完成右侧环向加固底板（23）的施工，右侧环向加固底板与左侧环向加固底板在中间搭接区（19）实现搭接，与右侧水平旋喷桩在右侧搭接区（1）实现搭接，至此在隧道底部形成一系列平行的由左侧环向加固底板（22）与右侧环向加固底板（23）组成的帷幕，此帷幕与水平旋喷超前支护（24）形成封闭加固圈。