[發(fā)明專利]隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910050557.9
• 申請日: 2019-01-19
• 公開（公告）號: CN109578023A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉斐然
• 申請（專利權(quán)）人: 王琪
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法，是由標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向架、平板軌道車、多只機械手、安全監(jiān)測與檢測裝置、信息處理器、多臺旋噴注漿機具、自動制漿機、臥式貯料倉、發(fā)機電、隧道結(jié)構(gòu)臨時支撐架、施工操作室、抽排泥漿收集箱和工具材料箱組成。其特征是：所述機械手具有精準(zhǔn)RV關(guān)節(jié)、電傳執(zhí)行PLC既定指令來控制其動作；所述安全監(jiān)測與檢測裝置是由紅外測距防撞系統(tǒng)、激光制導(dǎo)測量定位系統(tǒng)、壓力與荷重傳感系統(tǒng)和視頻傳輸系統(tǒng)組成；所述信息處理器將施工設(shè)計要求、檢測數(shù)據(jù)及監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理，向施工操作室輸送信息；所述旋噴注漿機具由置換式旋噴注漿控制器、高壓注漿泵、抽排泥漿機、置換式旋噴鉆桿和鉆頭組成；所述旋噴注漿是按對稱旋噴注漿方式多點同時作業(yè)；所述的隧道加固是通過預(yù)埋注漿管，對隧道管片外圍地層進行置換式旋噴注漿加固；所述旋噴注漿孔是隧道管片中預(yù)埋的注漿管；所述的隧道結(jié)構(gòu)臨時支撐架是一種可施加預(yù)應(yīng)力的自動支撐鋼架。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法，其特征是所述的機械手在X、Z方向上的移動量為0～5m；在X方向是沿平臺車的軸向移動，以隧道內(nèi)預(yù)埋的注漿管為定位基點，根據(jù)控制室的指令實現(xiàn)精準(zhǔn)的施工定位；機械手在隧道內(nèi)能自動完成鉆桿安裝、鉆孔、旋噴注漿、抽排泥漿等動作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法，其特征是所述的隧道結(jié)構(gòu)臨時支撐架，位于臺車上有多個對稱支撐加壓裝置，支撐加壓裝置的一端支承在隧道的管片結(jié)構(gòu)上，另一端支頂在臺車的車架上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法，其特征是所述信息處理器將根據(jù)施工計劃、設(shè)計要求，對本次的施工材料和施工設(shè)備進行備料檢查，發(fā)出定位信息和施工任務(wù)信息；通過牽引車將該臺車拖至工作面后，臺車將自動固定，并向各只機械手發(fā)出施工執(zhí)行指令，在給定的窗口時間內(nèi)完成施工任務(wù)，經(jīng)檢查驗收后回撤到安全區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法，其特征在于所述的自動制漿機是根據(jù)信息控制器下達(dá)的指令參數(shù)，自動完成旋噴加固漿液的制備。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法，其特征在于所述的泥漿抽排收集箱是一種能貯存、分離廢棄泥漿的裝置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法，其特征在于所述的隧道加固是一種置換式旋噴注漿，其旋噴鉆桿為多孔管，能將旋噴加固的高壓漿液、壓縮空氣輸送到鉆頭的噴嘴處；將產(chǎn)生的廢泥漿抽排出來到泥漿抽排收集箱中；對隧道襯砌結(jié)構(gòu)外側(cè)2m厚度范圍的地層進行加固；使加固體在1小時內(nèi)達(dá)到初凝；使軟土加固體終凝時的單軸抗壓強度達(dá)到2MPa以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道維修加固的置換式旋噴注漿臺車與施工方法，其特征是，包括以下施工步驟：

(1)、由牽引車將旋噴注漿臺車移動到需維修加固的施工位置；

(2)、檢測裝置和信息處理器啟動工作，控制臺車自動定位和固定；

(3)、隧道結(jié)構(gòu)臨時支撐架自動擴展支撐臂，啟動預(yù)壓裝置，將支撐架與隧道襯砌頂緊；

(4)、2臺以上的機械手同時啟動，先在預(yù)埋的注漿管上或在鉆孔孔口處安裝防噴裝置；

(5)、轉(zhuǎn)換機械手拿起旋噴鉆具，插入到防噴裝置內(nèi)，向隧道襯砌外側(cè)土層中鉆進；

(6)、2臺以上的機械手同時操作控制旋噴鉆具，在孔口水平面以上地層中加固時，采用前推旋噴注漿地層加固方法，是從孔口處將旋噴鉆頭由近向遠(yuǎn)處旋轉(zhuǎn)推進，一邊前推鉆進，一邊噴射注漿，高壓射流切削地層，將破碎的地層泥土與固化漿液拌合混和，上浮的泥漿位于噴嘴的上部，將吸漿口設(shè)置在噴嘴的前部，便于及時抽吸排廢泥浮漿；在孔口水平面以下地層中加固時，采用提拔旋噴注漿地層加固方法，使旋噴鉆頭由遠(yuǎn)向近處提拔的旋噴方法，將吸漿口設(shè)置在噴嘴的上部，隨著旋噴鉆桿的提拔，切削產(chǎn)生的廢漿浮于上部，廢漿被高效排出到臺車上的集漿箱中；

(7)、在旋噴鉆具上安裝有壓內(nèi)探頭，通過監(jiān)測加固區(qū)域的內(nèi)壓，以控制抽排出的泥漿量和旋噴注漿區(qū)的地壓力。

(8)、旋噴鉆具抽出注漿管后，及時關(guān)閉防噴閥，待旋噴注漿加固體達(dá)初凝后松開臨時支撐架，再打開臺車的固定裝置，并由牽引車將臺車?yán)x加固位置，滿足運營隧道在窗口期內(nèi)完成加固的施工要求。