專利名稱：水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的施工設(shè)備與方法，具體是一種水平旋 噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備與方法。
技術(shù)背景1969年日本NIT公司的中西涉博士，將水力采煤中的高壓水射流技術(shù)的原 理與化學(xué)注漿技術(shù)相結(jié)合，以高壓水泥漿噴射并沖擊土體，漿液與土粒相互拌 和，在地層中經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后形成堅(jiān)固的圓柱狀固結(jié)體。這種方法最初被稱為CCP 法，以單管施工，由于在施工中以旋轉(zhuǎn)的噴頭噴出高壓射流，我國(guó)稱之為髙壓 旋噴注漿法。為了不斷滿足大直徑、低成本和快速施工的要求，在20世紀(jì)70 年代中期，日本又開發(fā)出了 JSG工法，我國(guó)稱為二重管法，通過在管底部側(cè)面 的一個(gè)同軸雙重噴嘴，同時(shí)噴射出高壓漿液和空氣兩種介質(zhì)的噴射流沖擊破壞 土體，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，形成的圓柱型固結(jié)體直徑明顯增加；三 重管法是使用三重注漿管分別輸送水、氣、水泥漿三種流體，以高壓泵等高壓 發(fā)生裝置產(chǎn)生20MPa以上的高壓水噴射流，其周圍環(huán)繞一股0. 7MPa左右的圓筒 狀氣流，進(jìn)行高壓水噴射流和氣流同軸噴射沖切土體，形成較大的空隙，由泥 漿泵注入壓力為2 5MPa的漿液填充，使加固體直徑比前兩種方法有了極大的 提高，日本稱這種方法為CJP工作法；其后成功開發(fā)的超級(jí)旋噴的RJP工法以 壓縮空氣包裹高壓水流對(duì)土體進(jìn)行第一次切割，形成較大直徑的碎土空隙，再 以壓縮空氣包裹水泥漿作第二次切割并作填充與混合，使加固體直徑有了空前 的提高(達(dá)3米以上)。我國(guó)自70年代末開發(fā)成功高壓旋噴施工技術(shù)后，該工 法已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、地鐵、市政、水利和礦山建設(shè)中，也逐步開 發(fā)了能夠生成各種固結(jié)體直徑的旋噴工法。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利"軟土地層減壓水平加固工藝 (專利申請(qǐng)?zhí)?00610147753.0)"。該專利自述為"鉆孔采用麻花鉆頭鉆進(jìn)， 護(hù)套管同時(shí)跟管鉆進(jìn)，并進(jìn)行水平度檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)的速度和修正鉆進(jìn)方向；鉆孔至預(yù)定深度后，將麻花鉆桿取出，再放入水平旋噴管至預(yù)定深度后， 開啟高壓泥漿泵，空壓機(jī)，高壓清水泵，按確定的噴漿量、噴漿壓力進(jìn)行施工; 施工時(shí)，硬化材料及壓縮空氣分別從硬化材料及壓縮空氣管噴嘴噴出，鉆桿作 180°擺噴切削土體"。該發(fā)明專利雖然給出了在一定條件進(jìn)行水平鉆孔與噴射 后生成水平旋噴固結(jié)體的施工方法。但是該發(fā)明的施工方法有如下幾個(gè)不足1) 鉆桿與旋噴桿分離，設(shè)備復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差；2)護(hù)套管同時(shí)鉆孔與旋噴，使施工 工藝復(fù)雜，效率低；3)鉆桿只能做18(T擺噴切削土體，減小了加固體的范圍。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提出一種水平旋噴施工中的一次性成 孔與旋噴的施工設(shè)備與方法，通過一次成孔設(shè)備和工藝來克服上述旋噴施工的 缺陷，從而提高施工效率，加大加固范圍，節(jié)約施工開支。本發(fā)明通過安裝有 單向閥的多功能噴頭在地下進(jìn)行水平方向的旋噴施工，通過單向項(xiàng)閥實(shí)現(xiàn)水平 旋噴施工中鉆進(jìn)和旋噴兩道施工工序的自行轉(zhuǎn)換，從而來克服上述背景技術(shù)中 的水平旋噴施工的缺陷，鉆孔與旋噴過程中不需要使用護(hù)套管，鉆噴桿到達(dá)預(yù) 定位置后不用取出，可以直接進(jìn)行旋噴施工。本發(fā)明的設(shè)備和工藝能夠大大提 高了施工效率和加固范圍，并可以盡量避免對(duì)周圍環(huán)境的影響。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明所涉及的設(shè)備包括多功能噴頭、鎢鋼合金鉆頭、單向閥。多功能噴 頭通過螺紋一端與鎢鋼合金鉆頭相連， 一端與鉆噴一體桿相連，并通過其連接 水平旋噴施工的其他外部設(shè)備。單向閥通過外部螺紋單向閥安裝在多功能噴頭 的底部中間位置，并與高壓(水)泥漿通道直接相連。所述鉤鋼合金鉆頭是由圓柱形耐磨合金鋼管以及其端部的三棱柱型鉤金合 鋼刀頭組成，用于在鉆進(jìn)過程中加速對(duì)土體的切割，提高了施工效率，使得水 平旋噴技術(shù)適用于不同硬度的地層。所述單向閥包括閥門、第一彈簧、第二彈簧、支托架、底部噴嘴、螺栓、 連接桿、水平插鞘、水平連接導(dǎo)桿、豎直連接導(dǎo)桿、按鈕，其中閥門通過連 接桿設(shè)置在支托架上部，連接桿穿過第一彈簧通過螺栓與支托架相連，底部噴 嘴設(shè)置在支托架底部，水平插鞘設(shè)置在之托架內(nèi)部，底部與第二彈簧相連，中 部與設(shè)置在支托架內(nèi)部的豎直連接導(dǎo)桿通過銷釘相連，豎直連接導(dǎo)桿通過銷釘 固定在支托架內(nèi)部并能以銷釘為中心在一定范圍內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，水平連接導(dǎo)桿設(shè)置在支托架內(nèi)部并通過銷釘與豎直連接導(dǎo)桿的尾部相連，按鈕設(shè)置在水平連接 導(dǎo)桿外側(cè)端部。所述單向閥的作用就是在鉆進(jìn)過程中導(dǎo)出高壓水，施工時(shí)，水 (漿液)的壓力在短時(shí)間內(nèi)(1 2秒)達(dá)到10 15MPa時(shí)，單向閥自行關(guān)閉鎖 緊，使得漿液(水泥漿+速凝劑)從多功能噴頭的噴嘴噴出，施工完成后，人 工按動(dòng)按鈕，通過兩個(gè)傳動(dòng)連接導(dǎo)桿使得水平插鞘從閥門的水平插口中拔出， 釋放閥門，進(jìn)而進(jìn)行下一根水平旋噴樁的施工，實(shí)現(xiàn)噴水鉆進(jìn)和旋噴時(shí)高壓噴 漿施工兩道施工工序的自行轉(zhuǎn)換。所述底部噴嘴共由6個(gè)直徑為2mm的出水孔組成。所述閥門，是一個(gè)倒圓臺(tái)形閥門，在其側(cè)面設(shè)有兩個(gè)水平插口，在旋噴鉆 進(jìn)階段閥門處于開啟狀態(tài)，旋噴施工時(shí)，通過水平插鞘在第二彈簧的作用下自 行插入水平插口，將閥門鎖住。所述支托架，是一個(gè)半封閉式圓柱形中空支托架。上部為凹槽，下部為底 部噴嘴，內(nèi)部上下設(shè)有四個(gè)對(duì)稱的水平導(dǎo)孔和兩個(gè)對(duì)稱的豎直導(dǎo)槽。上部水平 導(dǎo)孔內(nèi)設(shè)置有水平插鞘、下部水平導(dǎo)孔內(nèi)設(shè)置有水平連接導(dǎo)桿，在水平導(dǎo)孔外 側(cè)各設(shè)有一個(gè)0形密封墊圈，其作用是防在施工過程中漿液進(jìn)入水平導(dǎo)孔內(nèi)部， 支托架外部設(shè)有螺紋，并通過螺紋與多功能噴頭的高壓水(泥漿)通道相連。所述第一彈簧，根據(jù)噴嘴內(nèi)徑和設(shè)計(jì)壓力為單向閥匹配不同勁度系數(shù)的彈 簧，其中勁度系數(shù)S^F/S，其中，F(xiàn)為作用在單向閥的力，S為單向閥在關(guān)閉過程中豎向移動(dòng)的距離，F(xiàn)為作用在倒圓臺(tái)形閥門上的最小漿液壓力；本發(fā)明所涉及的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工方法，具體步 驟如下① 設(shè)備匹配；并根據(jù)噴嘴內(nèi)徑與設(shè)計(jì)壓力為單向閥匹配相適應(yīng)勁度系數(shù)的 第二彈簧，其勁度系數(shù)按下式計(jì)算SE=F/S,其中，F(xiàn)為旋噴階段為作用在倒 圓臺(tái)形閥門上的最小漿液壓力；S為閥門在關(guān)閉過程中移動(dòng)的距離。② 噴水鉆孔；在高壓水(水泥漿)通道輸入壓力為2 5MPa，流量為30 60升/分的高壓清水，髙壓清水通過開啟的閥門進(jìn)入單向閥并從底部噴嘴噴出，對(duì)鎢鋼合金鉆頭起到潤(rùn)滑作用，使得鉆進(jìn)速度提高2~3倍。③ 單向閥關(guān)閉；鉆孔達(dá)到預(yù)定位置后，提高清水壓力在1 2秒內(nèi)達(dá)到10 25MPa，流量達(dá)100升/分以上，在高壓作用下，閥門順著連接桿方向向下移動(dòng) 并于支托架的凹槽吻合，此時(shí)水平插鞘在第二彈簧的作用下插入閥門的水平插口中，將閥門鎖住，防止在變參數(shù)施工條件下，水泥漿液進(jìn)入單向閥，造成單 向閥的磨損。④ 旋噴施工；單向閥關(guān)閉后，在水泥漿通道直接輸入10 40MPa的水泥漿 液，旋轉(zhuǎn)并以20 70cm/min的速度回拔鉆噴桿，直至第一根樁施工完成，從而 完成了噴水鉆孔和旋噴施工的自行轉(zhuǎn)換，提高了施工效率，節(jié)省了護(hù)套管，綜 合施工成本降低30%。⑤ 單向閥第一彈簧復(fù)位； 一根樁施工完成后，按動(dòng)單向閥底部按鈕使得水 平插鞘從閥門插口中拔出，在第一彈簧的作用下，閥門再次開啟，并輸入高壓 清水對(duì)內(nèi)部通道及單向闊清洗。⑦鉆機(jī)移位、后續(xù)施工；重復(fù)步驟① ⑤直至施工全部完成。 施工前對(duì)場(chǎng)地做現(xiàn)場(chǎng)勘査，以確定施工地層的物理性質(zhì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選 擇合理的施工參數(shù)，并確保各設(shè)備之間連接密封良好，并正常運(yùn)轉(zhuǎn)；施工準(zhǔn)備 完畢后開始進(jìn)行水平旋噴施工，在鉆進(jìn)過程中， 一邊使鉆噴一體桿緩慢旋轉(zhuǎn)， 使多功能噴頭上的鎢鋼合金鉆頭對(duì)土體進(jìn)行切割，同時(shí)，在多功能噴頭的中間 通道輸入水流，使之在多功能噴頭單向閥上的底部噴嘴噴出，松弛和軟化土體， 并對(duì)鎢鋼合金鉆頭在切割土體時(shí)起潤(rùn)滑作用，從而大大加快了鉆噴一體桿的鉆 進(jìn)速度，當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)位置后，通過控制水平旋噴施工的外部設(shè)備高 壓泵，使高壓清水(水泥漿)通道的漿液流壓力驟然升高，通過作用在倒圓臺(tái) 形閥門上的壓力來關(guān)閉單向閥，此時(shí)水平插鞘將自動(dòng)插入倒圓臺(tái)形閥門的水平 插口中，將閥門鎖住，防止在變參數(shù)情況下施工時(shí)閥門再次開啟，使液流從側(cè) 面兩個(gè)噴嘴噴出，回拔并旋轉(zhuǎn)鉆噴一體桿，從而實(shí)現(xiàn)了水平旋噴施工的鉆進(jìn)和 旋噴兩個(gè)施工工序的自行轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到快速加固土體的目的。施工完畢后， 人工按動(dòng)單向閥下部按鈕，通過傳動(dòng)連接導(dǎo)桿使水平插鞘從倒圓臺(tái)閥門上的水平插口中拔出，使得閥門再次開啟，進(jìn)而進(jìn)行第二根水平旋噴樁的施工。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的設(shè)備需在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上在多功能噴頭的底 部安裝鎢鋼合金鉆頭與單向閥，設(shè)備加工可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。使用本發(fā)明的設(shè)備 進(jìn)行水平旋噴施工具有如下優(yōu)點(diǎn)1)通過在多功能安裝鎢鋼合金鉆頭，從而使 鉆進(jìn)速度大大提高；2)從單向閥噴出的的水流起到了松弛土體和潤(rùn)滑鉆頭的作 用，使鉆進(jìn)阻力大大減??；3)通過漿液壓力控制單向閥的關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)水平旋噴 鉆進(jìn)和旋噴施工兩道工序的自行轉(zhuǎn)換，使旋噴施工速度提高二倍以上，從而大大提高了施工效率，綜合施工成倍大大降低；4)節(jié)省護(hù)套管，通過水平旋噴一 次成孔與旋噴施工設(shè)備與工藝能夠防止鉆孔的坍塌，增大了水平旋噴施工的加 固范圍，5)本發(fā)明設(shè)備可以在單管法、二重管法、三重管法、四重管法等多種 旋噴工法中使用，大大提高了水平旋噴工法的施工效率和應(yīng)用范圍。


圖1為本發(fā)明中多功能噴頭在鉆進(jìn)與旋噴過程中的流體通道圖。 圖2為本發(fā)明中多功能噴頭、單向閥安裝正視圖。 圖3為本發(fā)明中單向閥裝置構(gòu)造的縱斷面圖。圖中多功能噴頭l、第一通道2、第二通道3、第三通道4、后部噴嘴5、 前部噴嘴6、單向閥7、鎢鋼合金鉆頭8。單向閥7的部件闊門9、第一彈簧IO、連接桿ll、支托架12、底部噴嘴 13、螺栓14、第二彈簧15、水平插鞘16、豎直連接導(dǎo)桿17、水平連接導(dǎo)桿18、 按鈕19、水平插口20、外部螺紋21、兩個(gè)0型密封橡膠圈22和23。
具體實(shí)施方式
下面以三重管法為例結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施例的設(shè)備與工藝本實(shí)施 例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體操作 過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。圖1顯示了多功能噴頭1在鉆進(jìn)過程中雙液水平旋噴的流體輸送方式，包 括第一通道2、第二通道3、第三通道4、前部噴嘴5、后部噴嘴6、單向閥7、 鎢剛合金鉆頭8，第一通道2輸入壓縮空氣；第二通道3輸入速凝劑(如水玻璃 等)，第三通道4輸入水泥漿或清水。多功能噴頭通過螺紋一端與鴇鋼合金鉆 頭8相連， 一端與鉆噴一體桿相連，并通過其連接水平旋噴施工的其他外部設(shè) 備，單向閥7通過外部螺紋21安裝在多功能噴頭的底部中間位置，并與第一通 道2直接相通。圖2、圖3顯示了多功能噴頭1、鎢鋼合金鉆頭8和單向閥7的安裝方式。 如圖3所示，單向閥7包括閥門9、第一彈簧IO、連接桿IO、支托架12、 底部噴嘴13、螺栓14、第二彈簧15、水平插鞘16、豎直連接導(dǎo)桿17、水平連 接導(dǎo)桿18、按鈕19、水平插口20、外部螺紋21、 0型密封橡膠圈22和23。其 中閥門9設(shè)置在支托架12上部，連接桿12穿過第一彈簧10通過螺栓14與支 托架12相連，底部噴嘴13設(shè)置在支托架12底部，底部噴嘴13共6個(gè)直徑為2mm的出水孔，所述單向閥7的作用就是在水(漿液)的壓力在短時(shí)間內(nèi)(1 2 秒)分別達(dá)到10 15MPa時(shí)自行關(guān)閉，此時(shí)，水平插鞘16插入閥門9上的水平 插口20中，將閥門9鎖住，使得漿液(水泥漿+速凝劑)從多功能噴頭的側(cè)面 噴嘴噴出，實(shí)現(xiàn)噴水鉆進(jìn)和旋噴施工的自行轉(zhuǎn)換，固定于單向閥上的兩個(gè)O形 密封橡膠圈22和23分別設(shè)置在水平插鞘16與水平連接導(dǎo)桿17的外部，其作 用為防止在施工過程中雜物(或漿液)進(jìn)入兩個(gè)連接導(dǎo)桿17和18及水平插鞘 16的活動(dòng)空間，造成堵塞，影響正常使用。施工完畢后，按動(dòng)單向閥7下部的 按鈕19，通過兩個(gè)連接導(dǎo)桿17和18將水平插鞘16從水平插口20中拔出，繼 而進(jìn)行第二根水平旋噴樁的施工。試驗(yàn)性施工現(xiàn)場(chǎng)為上海地鐵11號(hào)線白麗新村站盾構(gòu)出洞口的地基加固工 程。經(jīng)地質(zhì)勘察，確認(rèn)該區(qū)基礎(chǔ)多為軟弱土層，上部土層多由雜填土、素填土、 淤泥質(zhì)填土組成，這部分土結(jié)構(gòu)松散，天然含水量高，壓縮性大，抗剪強(qiáng)度低， 物理狀態(tài)多呈軟塑至流塑，因此工程性能極差。在7米 15米為淤泥質(zhì)粘土， 含水量在45 50%，為上海地區(qū)的第④層土，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為34.5MPa。水 平旋噴在該土層中實(shí)施，深度為-10米 -14米，設(shè)計(jì)水平旋噴樁長(zhǎng)為15米， 目標(biāo)直徑為0800mm,設(shè)計(jì)目標(biāo)強(qiáng)度為1.0MPa。施工中固化劑為普通波特蘭水 泥與無環(huán)境污染問題的硅酸鹽類速凝劑水玻璃。使用鉆噴一體桿及一次成孔與 施工工藝。施工前對(duì)場(chǎng)地做現(xiàn)場(chǎng)勘察，以確定施工地層的物理性質(zhì)， 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選 擇合理的施工參數(shù)，并確保各設(shè)備之間連接密封良好，并正常運(yùn)轉(zhuǎn)； 具體施工步驟如下① 設(shè)備匹配；并根據(jù)噴嘴內(nèi)徑與設(shè)計(jì)壓力為單向閥匹配相適應(yīng)勁度系數(shù)的 第二彈簧，其勁度系數(shù)按下式計(jì)算SE=F/S=0.5kN/mm.，其中，F(xiàn)—作用在倒 圓臺(tái)形閥門上的作用力，F(xiàn)=10MPaXA=12.56 kN。 S—閥門在關(guān)閉過程中移動(dòng) 的距離(25mm)。② 噴水鉆孔；在高壓水(水泥漿)通道輸入壓力為3MPa，流量為40升/分 的高壓清水，高壓清水通過開啟的閥門進(jìn)入單向閥并從底部噴嘴噴出，對(duì)鎢鋼合金鉆頭起到潤(rùn)滑作用，使得鉆進(jìn)速度提高2 3倍。③ 單向閥關(guān)閉；鉆孔達(dá)到預(yù)定位置后，提高清水壓力在1 2秒內(nèi)達(dá)到15 MPa，流量達(dá)110升/分以上，在高壓作用下，閥門順著連接桿方向向下移動(dòng)并于支托架的凹槽吻合，此時(shí)水平插鞘在第二彈簧的作用下插入閥門的水平插口 中，將閥門鎖住，防止在變參數(shù)施工條件下，水泥漿液進(jìn)入單向閥，造成單向 閥的磨損。④ 旋噴施工；單向閥關(guān)閉后，在水泥槳通道直接輸入15MPa的水泥漿液， 旋轉(zhuǎn)并以50cm/min的速度回拔鉆噴桿，直至第一根樁施工完成，從而完成了噴 水鉆孔和旋噴施工的自行轉(zhuǎn)換，提高了施工效率，節(jié)省了護(hù)套管，綜合施工成 本降低30%。⑤ 單向閥第一彈簧復(fù)位； 一根樁施工完成后，按動(dòng)單向閥底部按鈕使得水 平插鞘從閥門插口中拔出，在第一彈簧的作用下，閥門再次開啟，并輸入高壓 清水對(duì)內(nèi)部通道及單向閥清洗。⑦鉆機(jī)移位、后續(xù)施工；重復(fù)步驟① ⑤直至施工全部完成。本實(shí)施例利用安裝在鉆噴桿端部的多功能噴頭在雙液水平旋噴施工過程中 實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)和旋噴施工一次性完成的原理，以髙壓泵輸送高壓清水至多功能噴頭 的單向閥配合旋轉(zhuǎn)的鎢鋼合金鉆頭對(duì)土體進(jìn)行快速切割，達(dá)到預(yù)定深度后通過 壓力控制關(guān)閉單向閥，進(jìn)行旋噴施工，從而達(dá)到鉆噴一體化的目的，大大提高 了施工效率和加固范圍。用鉆噴一次成孔工藝與設(shè)備進(jìn)行水平旋噴施工的水平加固體，大大提高了 施工效率，節(jié)約了施工成本，在施工后14天靜力觸探試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)取芯試驗(yàn)結(jié)果 顯示，抗壓強(qiáng)度達(dá)1.0 1.2MPa，樁徑達(dá)LO米以上。本實(shí)施例克服了現(xiàn)有水平旋噴技術(shù)效率低下、加固范圍小等缺陷實(shí)現(xiàn)了旋 噴技術(shù)鉆進(jìn)和旋噴兩道施工工序的自行轉(zhuǎn)換，大大提高了施工效率，節(jié)約了施 工成本；同時(shí)，使用本實(shí)施例使鉆噴桿能夠?qū)崿F(xiàn)360°回轉(zhuǎn)，大大增大了加固范 圍；本發(fā)明施工方法簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
權(quán)利要求
1、一種水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備，包括多功能噴頭、鎢鋼合金鉆頭、單向閥，多功能噴頭通過螺紋一端與鎢鋼合金鉆頭相連，一端與鉆噴一體桿相連，單向閥安裝在多功能噴頭的底部中間位置，其特征在于，所述單向閥包括閥門、第一彈簧、第二彈簧、支托架、底部噴嘴、螺栓、連接桿、水平插鞘、水平連接導(dǎo)桿、豎直連接導(dǎo)桿、按鈕，其中閥門通過連接桿設(shè)置在支托架上部，連接桿穿過第一彈簧與支托架相連，底部噴嘴設(shè)置在支托架底部，水平插鞘設(shè)置在支托架內(nèi)部，水平插鞘底部與第二彈簧相連，水平插鞘中部與設(shè)置在支托架內(nèi)部的豎直連接導(dǎo)桿通過銷釘相連，豎直連接導(dǎo)桿通過銷釘固定在支托架內(nèi)部并能以銷釘為中心自由旋轉(zhuǎn)，水平連接導(dǎo)桿設(shè)置在支托架內(nèi)部與豎直連接導(dǎo)桿尾部相連，按鈕設(shè)置在水平連接導(dǎo)桿外側(cè)端部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備， 其特征是，所述底部噴嘴共由6個(gè)直徑為2mm的出水孔組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備， 其特征是，所述鎢鋼合金鉆頭是由圓柱型耐磨合金鋼管以及其端部的三棱柱型鎢金合鋼刀頭組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備，其特征是，所述閥門，是一個(gè)倒圓臺(tái)形閥門，在其側(cè)面設(shè)有兩個(gè)水平插口，通 過水平插鞘自行插入水平插口，將閥門鎖住。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備， 其特征是，所述支托架，是一個(gè)半封閉式圓柱形中空支托架，上部為凹槽，下 部為底部噴嘴，內(nèi)部設(shè)有四個(gè)對(duì)稱的水平導(dǎo)孔和兩個(gè)對(duì)稱的豎直導(dǎo)槽，上部水 平導(dǎo)孔內(nèi)設(shè)置有水平插鞘，下部水平導(dǎo)孔內(nèi)設(shè)置有水平連接導(dǎo)桿。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備， 其特征是，所述水平導(dǎo)孔外側(cè)內(nèi)部各設(shè)有一個(gè)O形密封墊圈。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工 設(shè)備，其特征是，所述支托架外部設(shè)有螺紋，通過螺紋與多功能噴頭的高壓水 通道相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備， 其特征是，所述第一彈簧，其効度系數(shù)Se-F/8，其中，F(xiàn)為作用在單向閥的力， 3為單向閥在關(guān)閉過程中豎向移動(dòng)的距離。
9. 一種水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工方法，其特征在于，包 括步驟如下① 設(shè)備匹配；并根據(jù)噴嘴內(nèi)徑與設(shè)計(jì)壓力為單向閥匹配相適應(yīng)勁度系數(shù)的 第二彈簧，其勁度系數(shù)按下式計(jì)算SE=F/S，其中，F(xiàn)為旋噴階段為作用在倒 圓臺(tái)形閥門上的最小漿液壓力，S為閥門在關(guān)閉過程中移動(dòng)的距離；② 噴水鉆孔；在高壓水通道輸入壓力為2MPa 5MPa，流量為30升/分 60 升/分的高壓清水，高壓清水通過開啟的閥門進(jìn)入單向閥并從底部噴嘴噴出；③ 單向閥關(guān)閉；鉆孔達(dá)到預(yù)定位置后，提高清水壓力在1 2秒內(nèi)達(dá)到10 MPa 25 MPa，流量達(dá)100升/分以上，在高壓作用下，閥門順著連接桿方向向下移動(dòng)并于支托架的凹槽吻合，此時(shí)水平插鞘在第二彈簧的作用下插入閥門的 水平插口中，將閥門鎖??；④ 旋噴施工；單向閥關(guān)閉后，在水泥漿通道直接輸入10 40MPa的水泥漿 液，旋轉(zhuǎn)并以20cm/min 70cm/min的速度回拔鉆噴桿，直至第一根樁施工完成；⑤ 單向閥第一彈簧復(fù)位， 一根樁施工完成后，按動(dòng)單向閥底部按鈕使得水 平插鞘從閥門插口中拔出，在第一彈簧的作用下，閥門再次開啟，并輸入高壓 清水對(duì)內(nèi)部通道及單向閥清洗；⑦鉆機(jī)移位、后續(xù)施工，重復(fù)步驟① ⑤直至施工全部完成。
全文摘要
一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的水平旋噴施工中的一次性成孔與旋噴的施工設(shè)備與方法，設(shè)備包括多功能噴頭、鎢鋼合金鉆頭、單向閥，單向閥中閥門通過連接桿設(shè)置在支托架上部，連接桿穿過第一彈簧與支托架相連，底部噴嘴設(shè)置在支托架底部，水平插鞘設(shè)置在支托架內(nèi)部，水平插鞘底部與第二彈簧相連，水平插鞘中部與設(shè)置在支托架內(nèi)部的豎直連接導(dǎo)桿通過銷釘相連，豎直連接導(dǎo)桿通過銷釘固定在支托架內(nèi)部并能以銷釘為中心自由旋轉(zhuǎn)，水平連接導(dǎo)桿設(shè)置在支托架內(nèi)部與豎直連接導(dǎo)桿尾部相連，按鈕設(shè)置在水平連接導(dǎo)桿外側(cè)端部。本發(fā)明的設(shè)備和方法能夠大大提高了施工效率和加固范圍，并可以盡量避免對(duì)周圍環(huán)境的影響。
文檔編號(hào)E02D3/12GK101275397SQ200810037410
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者彭少杰, 沈水龍, 領(lǐng) 王, 云 白, 金龍縣 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)