[发明专利]冲击钻进式超前旋喷管棚施工装置及施工方法

摘要

本发明提出一种冲击钻进式超前旋喷管棚施工装置及施工方法，所述施工装置包括空气压缩机、高压注浆泵、锚杆机、钻杆和冲击器，钻杆包括钻进工具管和旋喷工作管，钻进工具管前端连接于冲击器后端，旋喷工作管上安装有旋喷喷嘴；当施工装置进行旋喷管棚时，锚杆机动力头连接于高压注浆泵，旋喷工作管后端连接于锚杆机动力头，旋喷工作管的前端封闭并连接于钻进工具管的后端。采用本发明对管棚进行旋喷施工，冲击器及冲击钻头能够破碎掉大块石等障碍物，解决了杂填土无水安全钻进的难题，同时将钻进、注浆、扩孔组合为一体化施工工艺，减少了施工设备，简化了施工工艺，提高了施工效率，节约了工程成本，无泥浆污染，实现了节能环保的施工要求。

主权项

一种基于冲击钻进式超前旋喷管棚施工装置的超前旋喷管棚施工方法，所述冲击钻进式超前旋喷管棚施工装置，包括空气压缩机、高压注浆泵、锚杆机、钻杆和前端安装有冲击钻头的冲击器，所述钻杆包括钻进工具管和旋喷工作管，所述钻进工具管的前端连接于所述冲击器的后端，所述旋喷工作管上安装有与其管内空间连通的旋喷喷嘴；当所述施工装置进行钻进打孔时，所述锚杆机的动力头连接于所述空气压缩机，且所述钻进工具管的后端连接于所述锚杆机的动力头；当所述施工装置进行旋喷管棚时，所述锚杆机的动力头连接于所述高压注浆泵，且所述旋喷工作管的后端连接于所述锚杆机的动力头，所述旋喷工作管的前端封闭并连接于所述钻进工具管的后端；其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：（1）锚杆机就位，将钻进工具管安装在锚杆机的动力头上，并将钻进工具管的前端与安装有冲击钻头的冲击器连接，同时，锚杆机的动力头通过风管连接空气压缩机；（2）移动锚杆机对孔位，测量并调整施工入射角度，使其比设计管棚角度大1°‑2°，启动空气压缩机，高压风通过风管进入锚杆机的动力头，并依次进入钻进工具管、冲击器、冲击钻头，冲击钻进，锚杆机的动力头提供推进力和旋转力，钻进杂填土，若遇块石障碍物时，冲击钻头对其进行冲击破碎，继续钻进；（3）当冲击器及冲击钻头穿出地层对面切口后，停止钻进，将钻进工具管的后端拆离锚杆机的动力头，并在该钻进工具管的后端连接旋喷工作管，并将旋喷工作管的后端连接在锚杆机的动力头上，启动锚杆机，将旋喷工作管向前旋转推进地层50‑60cm后，卸除空气压缩机，并将高压注浆泵连接在锚杆机的动力头上；（4）对入射口旋喷工作管壁四周的空隙进行封堵处理阻止高压注浆时水泥浆流出，并保证旋喷工作管在锚杆机的动力头驱动下仍可以前后滑动不影响钻进；（5）锚杆机的动力头推进旋喷工作管进行高压旋喷，待冲击器完全露出地层对面切口后，卸除冲击器和冲击钻头，并同样对地层对面切口管壁四周进行封堵处理；（6）旋喷工作管高压旋喷钻进的同时，相应卸除对面切口处穿出的钻进工具管；（7）高压旋喷至地层对面切口时，停止旋喷，进一步封堵入射口和对面切口，避免流浆，卸除高压注浆泵，移机到下一位置施工旋喷管棚；（8）全部旋喷管棚施工完毕，撤离施工装置，管棚两端外露的部分浇筑钢筋混凝土圈梁，拟开挖通道两侧浇筑钢筋混凝土支撑柱，然后进入暗挖工序。