CN112459718A - 砂土层隧道超前支护全液压水泥浆水平搅拌桩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的砂土层隧道超前支护全液压水泥浆水平搅拌桩机，是在机座上设置控制箱和动力系统，在机座与铰接托架之间铰连铰接支架，在机座与连铰接支架及铰接支架与铰接托架之间铰连变幅油缸，铰接托架上连接支撑架及滑道，动力头卡扣在滑道内并铰连传动链条，动力头外侧连接注浆管接头，内侧连接空心钻杆及钻头，在空心钻杆固定搅拌齿处开有出浆孔。本发明采用全液压控制，针对不同硬度地层采取不同钻进速度，变幅油缸定位快速准确，钻进效率高，能力强，操作方便灵活，水泥浆用量少，绿色环保，设备占地位置小，充分固化砂土层且强度均匀，是一种理想的砂土层隧道超前支护全液压水泥浆水平搅拌桩机。
Description
技术领域
本发明涉及一种砂土地层隧道超前支护桩机，具体是一种砂土层隧道超前支护全液压水泥浆水平搅拌桩机，属于隧道工程领域。
背景技术
在隧道工程施工中，不可避免的会遇到各种复杂多变的地质地层，特别是遇到流砂、砂土松散及土质松软地层时，在隧道开挖前必须进行超前支护，超前支护是一项非常重要的技术环节，一般采用水平桩形成一定强度的桩体，于掌子面前方构筑拱形刚性体，减轻掌子面和支护上的荷载，以便提高砂土层的整体性和稳定性，并增强隧道围岩的抗震性能，满足隧道后续工程施工的安全性。
目前在隧道超前支护水平桩施工中常用的有高压旋喷桩机，是以旋转的喷嘴将水泥浆高压喷射入砂土体，对砂土体进行劈裂切割，使水泥浆与砂土体均匀搅拌形成混合体，待凝结硬化后形成整体，达到加固的效果。而高压旋喷桩机的缺点是高压旋喷的压力较大会对周围砂土体有影响，施工工艺复杂，施工技术控制参数多不容易掌握，设备配备要求高，水泥浆的用量及排放量大，成本较高，污染环境。所以在流砂、砂土松散及土质松软地层进行水平桩作业时，选用水泥浆用量小、又经济环保、对隧道围岩周围砂土体影响较小的钻机是隧道超前支护桩施工中面临的重大困难，目前尚未见报道较理想的砂土层隧道超前支护水平搅拌桩机。
发明内容
本发明的目的是克服目前所用高压旋喷桩机存在的缺陷，而公开一种砂土层隧道超前支护全液压水泥浆水平搅拌桩机。
本发明是通过以下技术方案实现的：
在机座下面设置行走总成，机座上面设置控制箱和动力系统，在机座与铰接托架之间铰连铰接支架，在机座与连铰接支架及铰接支架与铰接托架之间分别铰连变幅油缸，铰接托架上连接支撑架，在支撑架上固定滑道，通过动力油缸连通动力系统的动力头卡扣在滑道内并铰连传动链条，动力头外侧连接注浆管接头，内侧通过锥螺纹连接空心钻杆,在空心钻杆顶端连接钻头，在空心钻杆固定搅拌齿处开有出浆孔。
本发明采用全液压控制，所有部件均无级变速，钻孔动力头在传动链条的驱动下在滑道上自由进退，在动力头的驱动下空心钻杆带动钻头及搅拌齿旋转钻进，针对不同硬度的地层采取不同的钻进速度，对不同砂土地质适应性强，变幅油缸定位快速准确，钻进效率高，能力强，操作方便灵活，采用柴电双动力系统切换使用，柴油机动力可满足行走及野外独立作业，电机动力可减少隧道内尾气排放污染，提高隧道砂土层的施工效率，充分固化砂土层且强度均匀，水泥浆用量少，实现绿色环保施工，是一种理想的砂土层隧道超前支护全液压水泥浆水平搅拌桩机。
附图说明
附图1为本发明的主视结构示意图。
附图2为本发明的左视结构示意图。
附图标记说明如下：
行走总成1，机座2，控制箱3，动力系统4，铰接支架5，变幅油缸6，铰接托架7，支撑架8，滑道9，动力头10，注浆管接头11，空心钻杆12，搅拌齿13，钻头14。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明做进一步详细描述：
在机座2下面设置行走总成1，机座2上面设置控制箱3和动力系统4，在机座2与铰接托架7之间铰连铰接支架5，在机座2与连铰接支架5及铰接支架5与铰接托架7之间分别铰连变幅油缸6，铰接托架7上连接支撑架8，在支撑架8上固定滑道9，通过动力油缸连通动力系统的动力头10卡扣在滑道9内并铰连传动链条，动力头10外侧连接注浆管接头11，内侧通过锥螺纹连接空心钻杆12,在空心钻杆12顶端连接钻头14，在空心钻杆12固定搅拌齿13处开有出浆孔，连接空心钻杆12的锥螺纹可以为左旋式或右旋式。
本发明在工作时，通过行走总成行进至隧道掌子面位置，在注浆管接头外端连接高压水泥浆泵管，通过控制变幅油缸的伸缩改变支撑架的角度，待钻头对准隧道掌子面设定钻进点位后，开启动力油缸通过传送链条驱动动力头沿滑道滑动，并同步驱动空心钻杆带动钻头及搅拌齿旋转钻进，待第一根空心钻杆全部钻入时，拆卸空心钻杆顶端与动力头连接处的锥螺纹，动力头空载后退连接第二根空心钻杆，再利用锥螺纹将第二根空心钻杆的底端与已钻入砂土的空心钻杆顶端连接，再次开启动力油缸驱动空心钻杆带动钻头及搅拌齿旋转对砂土继续进行钻进，依次循环直至钻头钻进到设定深度。此时在反向旋转退出的同时开启水泥压浆泵压入水泥浆与砂土搅拌，待反向旋转退出2米后，再次正向旋转搅拌钻进2米关闭水泥浆泵，再反向旋转退出至第一次退出位置，第一段桩体搅拌完成。照此流程开始第二段桩体搅拌，每段桩体与上段桩体搭接30公分,依次循环完成第一根桩体的搅拌施工，再采用间隔跳桩施工完成全部水平桩体，桩体为水泥浆及砂土混和体，混和体内的水泥和砂土发生一系列物理化学反应，使原砂土改性并硬化，最终形成具有一定强度的桩体，同时不影响周围砂土，使隧道开挖面周边形成整体性较好的支护体，保证隧道开挖施工安全高效。
Claims (2)
1.砂土层隧道超前支护全液压水泥浆水平搅拌桩机,其特征在于：在机座（2）下面设置行走总成（1），机座（2）上面设置控制箱（3）和动力系统（4），在机座（2）与铰接托架（7）之间铰连铰接支架（5），在机座（2）与连铰接支架（5）及铰接支架（5）与铰接托架（7）之间分别铰连变幅油缸（6），铰接托架（7）上连接支撑架（8），在支撑架（8）上固定滑道（9），通过动力油缸连通动力系统的动力头（10）卡扣在滑道（9）内并铰连传动链条，动力头（10）外侧连接注浆管接头（11），内侧通过锥螺纹连接空心钻杆（12）,在空心钻杆（12）顶端连接钻头（14），在空心钻杆（12）固定搅拌齿（13）处开有出浆孔。
2.根据权利要求1所述的砂土层隧道超前支护全液压水泥浆水平搅拌桩机，其特征在于：连接空心钻杆（12）的锥螺纹可以为左旋式或右旋式。
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| CN115262605A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-11-01 | 中煤科工集团西安研究院有限公司 | 一种矿山超深侧向截水帷幕构筑方法 |
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