地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，旨在提供一种不仅能够有效提高隧道加固施工效率，而且能够对隧道进行多角度的支撑，隧道加固效果好的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统。它包括行走车,行走车上设有安装平台；桩机组，桩机组包括两台设置在安装平台上的用于施工斜桩的高压旋喷桩机，其中一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜；另一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜；水泥供应装置，水泥供应装置包括设置在安装平台上的水泥供料泵及水泥搅拌器，水泥搅拌器用于搅拌水泥，水泥供料泵通过供料管道将水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。

【技术实现步骤摘要】
地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统


[0001]本专利技术涉及一种地铁隧道水泥土桩施工设备，具体涉及一种隧道加固用地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统。

技术介绍

[0002]目前，隧道（例如地铁隧道）在施工完成后，会出现需要对整个隧道或某段隧道进行加固，以提高隧道的结构稳定；但目前的隧道加固施工设备和施工方法的技术不成熟，其存在施工步骤复杂，施工效率低，施工完成的隧道加固结构的加固效果不佳等问题。有鉴于此，如何研发一种隧道加固施工设备，以提高施工效率和隧道加固效果，意义重大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了提供一种不仅能够有效提高隧道加固施工效率，而且能够对隧道进行多角度的支撑，隧道加固效果好的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，包括：行走车, 行走车能够在地铁隧道内行走，行走车上设有安装平台，行走车为履带式行走车或车轮式行走车或适用于在铁轨上行走的轨道行走车；桩机组，桩机组包括两台设置在安装平台上的用于施工斜桩的高压旋喷桩机，其中一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0
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90度；另一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0
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90度；所述旋喷钻杆包括钻身，钻身由若干段依次连接的连接钻管组成；水泥供应装置，水泥供应装置包括设置在安装平台上的水泥供料泵及水泥搅拌器，水泥搅拌器用于搅拌水泥，水泥供料泵通过供料管道将水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。
[0005]本方案的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统通过行走车直接在地铁隧道内行走，并通过两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机在同时在隧道的下方施工倾斜分布的高压旋喷桩，具体的，其中旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜的一台高压旋喷桩机在隧道的左下方施工左倾高压旋喷桩，旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜的一台高压旋喷桩机在隧道的右下方施工右倾高压旋喷桩，从而通过右倾高压旋喷桩和左倾高压旋喷桩对隧道进行多角度的可靠的支撑和加固，其隧道加固效果好。另一方面，与现有技术的高压旋喷桩机每次只能够施工一根高压旋喷桩相比，本方案通过两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机在同时在隧道的下方施工两根倾斜分布的高压旋喷桩，如此还可以有效提高隧道加固施工效率。
[0006]作为优选，机包括安装在安装平台上的车架、设置在车架上的支撑塔杆、设置在支撑塔杆上的第一导轨、沿第一导轨滑动的滑动座、用于驱动滑动座的滑动座移动执行机构及设置在滑动座上的旋转动力头，所述旋喷钻杆还包括设置在钻身下端的钻杆头部及设置
在钻身上端的钻杆尾部，所述钻杆尾部包括转动设置在滑动座上的尾部钻管、转动连接在尾部钻管上端的转动连接头及设置在转动连接头上的水泥注浆口，所述旋转动力头用于驱动尾部钻管旋转，所述钻杆头部的下端设有钻头，钻杆头部的侧壁下部设有高压旋喷孔；所述连接钻管的一端设有多边形插接孔，连接钻管的另一端设有多边形插接管，连接钻管的外侧面上设有与多边形插接孔相连通的径向螺栓孔及与径向螺栓孔配合的锁紧螺栓，任意相邻的两根连接钻管中，其中一根连接钻管的多边形插接管插设在另一根连接钻管的多边形插接孔内，所述尾部钻管的下端也设有用于与多边形插接孔配合的多边形插接管。由于旋喷钻杆的底部设有钻头，因而高压旋喷桩机可以直接利用旋喷钻杆进行钻孔，从而带动高压旋喷孔钻入设定深度；接着直接利用旋喷钻杆进行高压喷射注浆，形成高压旋喷桩，从而将MJS工法中的引孔与高压喷射注浆这两道工序合二为一，实现引孔与高压喷射注浆的一体化操作，提高施工效率。
[0007]作为优选，高压旋喷桩机还包括离心锁定装置，所述各连接钻管的多边形插接管和尾部钻管下端的多边形插接管的外侧面上均设有径向安装孔，离心锁定装置与径向安装孔一一对应，离心锁定装置包括设置在对应的径向安装孔内的径向滑套及滑动设置在径向滑套内的径向锁定杆，所述径向滑套的内端封闭，径向锁定杆的内端与径向滑套的内端之间通过拉簧连接，各连接钻管的多边形插接孔的内侧壁上均设有用于与径向锁定杆配合的环形卡槽；当多边形插接管插设在多边形插接孔内后，该多边形插接管上的径向锁定杆朝向对应的多边形插接孔内的环形卡槽；当旋喷钻杆的转速超过设定值时，旋喷钻杆上的径向锁定杆将在离心力作用下克服拉簧的拉力，沿径向滑套往外滑动，并使径向锁定杆的外端插入对应的环形卡槽内。
[0008]现有技术中，旋喷钻杆每钻入指定深度后，滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨上移设定距离，接着，操作者将另一根连接钻管安装到旋喷钻杆上，然后滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨下移设定距离，使尾部钻管下端的多边形插接管插入到连接钻管上端的多边形插接孔内；再接着，操作者通过拧紧锁紧螺栓，来连接相邻的两根连接钻管；但在实际施工中，存在因操作者操作不规范没有拧紧锁紧螺栓，或拧紧里不够，或锁紧螺栓的螺纹和或与锁紧螺栓配合的螺纹孔的螺纹被破坏，或者因振动导致锁紧螺栓松动，使得相邻的两根连接钻管的连接不牢靠，而导致在滑动座移动执行机构带动滑动座与旋喷钻杆沿第一导轨上移的过程中，出现钻入土层中的旋喷钻杆中某处相连的连接钻管脱开，致使该高压旋喷桩施工故障，并且一部分旋喷钻杆被脱落在土层中。为了解决上述问题，本方案设置了离心锁定装置，具体的，在旋喷钻杆施工高压旋喷桩的过程中，旋喷钻杆处于高速旋转状态，此时，径向锁定杆将在离心力作用下插入对应的环形卡槽内，如此，旋喷钻杆一边旋转，一般往回移动，以在土层内施工高压旋喷桩的过程中，即便出现两根连接钻管的锁紧螺栓未锁紧，这两根连接钻管在径向锁定杆与环形卡槽的配合作用下，也不会脱开，因而可以有效解决上述问题。另一方面，由于尾部钻管下端的多边形插接管也设有离心锁定装置，在旋喷钻杆施工高压旋喷桩的过程中，尾部钻管下端的多边形插接管上的径向锁定杆将在离心力作用下插入对应的环形卡槽内，如此，操作者无需通过拧紧与尾部钻管相邻的一个连接钻管上的锁紧螺栓，可以省去通过拧紧锁紧螺栓，来连接尾部钻管与连接钻管的操作，可以进一步简化人
工拧紧锁紧螺栓的操作步骤，在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的过程中，以及在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的设定深度后，旋喷钻杆往回移动的过程中，操作者只需要通过拧紧锁紧螺栓，来连接相邻的两根连接钻管即可，可以省去通过拧紧锁紧螺栓，来连接尾部钻管与连接钻管的操作。
[0009]作为优选，径向滑套与径向安装孔之间通过螺纹连接。如此，便于径向滑套的安装与拆卸。
[0010]作为优选，径向滑套的内壁上设有沿径向滑套的轴向延伸的限位滑槽，所述径向锁定杆的外侧面上设有与限位滑槽配合的滑块。
[0011]作为优选，两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机之间的安装平台上还设有钻管安装装置，该钻管安装装置包括设置在安装平台上的钻管放置架及机械手，其中钻管放置架用于放置旋喷钻杆的连接钻管，机械手用于将钻管放置架上的连接钻管搬运并安装到用于施工斜桩的高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，包括：行走车, 行走车上设有安装平台,行走车能够在地铁隧道内行走，行走车为履带式行走车或车轮式行走车或适用于在铁轨上行走的轨道行走车；桩机组，桩机组包括两台设置在安装平台上的用于施工斜桩的高压旋喷桩机，其中一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0
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90度；另一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0
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90度；所述旋喷钻杆包括钻身，钻身由若干段依次连接的连接钻管组成；水泥供应装置，水泥供应装置包括设置在安装平台上的水泥供料泵及水泥搅拌器，水泥搅拌器用于搅拌水泥，水泥供料泵通过供料管道将水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。2.根据权利要求1所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述高压旋喷桩机包括安装在安装平台上的车架、设置在车架上的支撑塔杆、设置在支撑塔杆上的第一导轨、沿第一导轨滑动的滑动座、用于驱动滑动座的滑动座移动执行机构及设置在滑动座上的旋转动力头，所述旋喷钻杆还包括设置在钻身下端的钻杆头部及设置在钻身上端的钻杆尾部，所述钻杆尾部包括转动设置在滑动座上的尾部钻管、转动连接在尾部钻管上端的转动连接头及设置在转动连接头上的水泥注浆口，所述旋转动力头用于驱动尾部钻管旋转，所述钻杆头部的下端设有钻头，钻杆头部的侧壁下部设有高压旋喷孔；所述连接钻管的一端设有多边形插接孔，连接钻管的另一端设有多边形插接管，连接钻管的外侧面上设有与多边形插接孔相连通的径向螺栓孔及与径向螺栓孔配合的锁紧螺栓，任意相邻的两根连接钻管中，其中一根连接钻管的多边形插接管插设在另一根连接钻管的多边形插接孔内，所述尾部钻管的下端也设有用于与多边形插接孔配合的多边形插接管。3.根据权利要求2所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述高压旋喷桩机还包括离心锁定装置，所述各连接钻管的多边形插接管和尾部钻管下端的多边形插接管的外侧面上均设有径向安装孔，离心锁定装置与径向安装孔一一对应，离心锁定装置包括设置在对应的径向安装孔内的径向滑套及滑动设置在径向滑套内的径向锁定杆，所述径向滑套的内端封闭，径向锁定杆的内端与径向滑套的内端之间通过拉簧连接，各连接钻管的多边形插接孔的内侧壁上均设有用于与径向锁定杆配合的环形卡槽；当多边形插接管插设在多边形插接孔内后，该多边形插接管上的径向锁定杆朝向对应的多边形插接孔内的环形卡槽；当旋喷钻杆的转速超过设定值时，旋喷钻杆上的径向锁定杆将在离心力作用下克服拉簧的拉力，沿径向滑套往外滑动，并使径向锁定杆的外端插入对应的环形卡槽内。4.根据权利要求1或2或3所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机之间的安装平台上还设有钻管安装装置，该钻管安装装置包括设置在安装平台上的钻管放置架及机械手，其中钻管放置架用于放置旋喷钻杆的连接钻管，机械手用于将钻管放置架上的连接钻管搬运并安装到用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上，或者用于将用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上的连接钻管拆下并放
置到钻管放置架上。5.根据权利要求4所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述钻管放置架包括设置在安装平台上的底架、通过竖直轴杆转动设置在底架上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家正，胡黎，雷小峰，吴克山，况海龙，
申请(专利权)人：浙江大通建设科技有限公司，
类型：发明
国别省市：