[发明专利]一种直径可控高压喷射注浆装置及其注浆工艺

权利要求书

1.一种直径可控高压喷射注浆装置，其特征在于所述注浆装置包括一注浆组件，所述注浆组件固定设置于一钻具的底端，所述注浆组件从上往下依次为：水切削段、返浆段、地压测试段、喷浆段和钻头；所述喷浆段上设置有至少一组喷嘴组，所述喷嘴组包括位于上端且向下倾斜的喷嘴以及位于下端且向上倾斜的喷嘴，两者位于同一竖向直线上。

2.根据权利要求1所述的一种直径可控高压喷射注浆装置，其特征在于所述水切削段的外侧壁上设置有切削喷嘴和气帽，所述切削喷嘴同所述切削段内部的环形槽和切削段水道依次连接，所述气帽同所述切削段内部的气道相连通。

3.根据权利要求1所述的一种直径可控高压喷射注浆装置，其特征在于所述返浆段内设置有一真空返浆通道，所述返浆段的外侧壁上设置有一返浆口，所述返浆口上设置有一网状挡板，所述返浆口与所述真空返浆通道连通；所述真空返浆通道连接一泥浆传输管道，所述泥浆传输管道还连接一泥浆处理池。

4.根据权利要求1所述的一种直径可控高压喷射注浆装置，其特征在于所述喷浆段内设置有喷浆通道，所述喷浆通道的一端与所述喷嘴相连通、另一端与水泥浆高压输送管道相连通；在所述喷浆段侧壁上对应于各所述喷嘴的设置位置，分别设置有气帽，所述气帽与设置于所述喷浆段内的气道相连通。

5.一种涉及权利要求1-4中任一所述直径可控高压喷射注浆装置的注浆工艺，涉及直径为2000mm-2600mm的旋喷桩体的施作，其特征在于所述注浆工艺包括以下步骤：将旋喷机械的钻具下放至一孔底，运行所述旋喷机械，在回转上提所述钻具的同时，使所述钻具底端部喷浆段上的各喷嘴分别沿其倾斜设置方向以35-45MPa的压力、85-100L/min的流量向外喷射水泥浆并交汇于设计半径处，以在所述钻具周围形成直径可控的所述旋喷桩体。

6.根据权利要求5所述的一种直径可控高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于在所述喷浆段上，各所述喷嘴的外缘部设置有连接气道的气帽，在所述喷嘴向外喷射水泥浆的同时，各所述气帽向外以0.7-1.2MPa的压力以及1.0～2.0m³/min的流量向外高压喷射空气。

7.根据权利要求5所述的一种直径可控高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于在回转上提所述钻具的同时，使所述钻具底端部水切削段上的切削喷嘴以5-30MPa的压力向外喷射高压水流以对所述钻具周围的土体进行切削和稀释形成泥浆，并使所述水切削段上的气帽以0.7-1.2MPa的压力向外喷射高压空气以对所述钻具周围的土体进行切削。

8.根据权利要求5所述的一种直径可控高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于在回转上提所述钻具的同时，使所述钻具底端部的返浆段进行真空倒吸泥，倒吸泥压力为0～20MPa，倒吸泥流量为0～60L/min。

9.根据权利要求8所述的一种直径可控高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于在回转上提所述钻具的过程中，使所述钻具底端部的地压测试段实时监测所述钻具周围的地层压力系数，若地层压力系数介于1.3-1.6之间，则保持所述返浆段的倒吸泥压力和倒吸泥流量参数不变；若地层压力系数大于1.6，则所述返浆段提高倒吸泥压力和倒吸泥流量以提高泥浆的抽排速率；若地层压力系数小于1.3，则所述返浆段降低倒吸泥压力和倒吸泥流量以降低泥浆的抽排速率。

10.根据权利要求5所述的一种直径可控高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于通过控制所述喷浆段上的喷嘴组中两所述喷嘴之间的间距以及所述喷嘴的倾斜角度以控制水泥浆喷射时的交汇位置，计算公式为：；其中，D为所述喷嘴组喷射水泥浆在交汇位置处所形成的所述旋喷桩体的直径；L为所述喷嘴组中两所述喷嘴之间的间距；α为所述喷嘴与竖直方向之间的夹角。