[发明专利]一种大直径超深高压喷射注浆装置及其注浆工艺

权利要求书

1.一种大直径超深高压喷射注浆装置，其特征在于所述注浆装置包括设置于钻具底端的注浆组件，所述注浆组件自上而下依次设置有水切削段、返浆段、地压测试段、喷浆段以及钻头；所述水切削段包括至少一个水切削段主体，所述水切削主体上设置有至少一个切削喷嘴，所述喷浆段包括至少一个喷浆段主体，所述喷浆段主体上设置有至少一个水泥浆喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种大直径超深高压喷射注浆装置，其特征在于所述水切削段主体内设置有切削段水道，所述切削段水道的一端与所述切削喷嘴相连通、另一端与高压水体输送管道相连通；所述水切削段主体内还设置有一气道，每个所述切削喷嘴的周缘均设置有气帽，所述气道的一端与所述气帽相连通、另一端与高压气体输送管道相连通。

3.根据权利要求1所述的一种大直径超深高压喷射注浆装置，其特征在于所述喷浆段主体内设置有喷浆通道，所述喷浆通道的一端与所述水泥浆喷嘴相连通、另一端与高压水泥浆输送管道相连通；所述喷浆段主体内还设置有一气道，每个所述水泥浆喷嘴的周缘均设置有气帽，所述气道的一端与所述气帽相连通、另一端与高压气体输送管道相连通。

4.根据权利要求1所述的一种大直径超深高压喷射注浆装置，其特征在于至少一所述切削喷嘴呈倾斜向下设置，所述水泥浆喷嘴呈倾斜向上设置。

5.一种根据权利要求1-4任一所述的大直径超深高压喷射注浆装置的注浆工艺，涉及直径为2000mm-5000mm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，所述钻具的下端部具有水切削段和喷浆段，所述水切削段位于所述喷浆段的上部，运行所述旋喷机械，在回转上提所述钻具的同时使其上的所述水切削段以5-30MPa的压力向外喷射切削水，以对所述钻具周围的土体进行切削成泥浆，所述喷浆段以5-40MPa的压力、85-100L/min的流量向外喷射水泥浆，以在所述钻具周围形成所述旋喷桩体。

6.根据权利要求5所述的一种大直径超深高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于所述水切削段与所述喷浆段之间设置有返浆段，在回转上提所述钻具的同时，利用所述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。

7.根据权利要求6所述的一种大直径超深高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于所述返浆段与所述喷浆段之间还设置有地压测试段，在回转上提所述钻具的过程中，所述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。

8.根据权利要求5所述的一种大直径超深高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于所述水切削段上具有水平设置的切削喷嘴，所述喷浆段上具有水平设置的水泥浆喷嘴，在所述水切削段水平喷射切削水、所述喷浆段水平喷射水泥浆的过程中，所述水切削段以0.7～1.2MPa的压力同步向外喷射高压空气，所述喷浆段以0.7～1.2MPa的压力和1.0～2.0m³/min的流量同步外喷射高压空气，以对所述钻具周围的土体进行切割破碎。

9.根据权利要求5所述的一种大直径超深高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于所述水切削段上具有倾斜向下设置的切削喷嘴，所述喷浆段上具有倾斜向上设置的水泥浆喷嘴，通过分别调节所述切削喷嘴与所述水泥浆喷嘴的倾斜设置角度，以控制所述水泥浆喷嘴向外喷射的水泥浆与所述切削喷嘴向外喷射的高压水流交汇于设计直径位置处，以在所述钻具周围形成设计直径的旋喷桩体。

10.根据权利要求9所述的一种大直径超深高压喷射注浆装置的注浆工艺，其特征在于所述水切削段上还具有呈水平向设置的切削喷嘴。