[发明专利]软岩隧道水平旋喷施工方法

权利要求书

1.一种软岩隧道水平旋喷施工方法，包括：

（1）、采用水平旋喷钻机根据预先确定的开孔位置在软岩施工区的隧道开挖面钻出具有规定深度和直径的第一型钻孔，所述水平旋喷钻机包括可移动机身、安装于所述可移动机身前端并能够独立升降的第一支撑架、安装于所述可移动机身后端并能够独立升降的第二支撑架、以及喷钻臂，其中，所述喷钻臂承托于所述第一支撑架的顶部和所述第二支撑架的顶部，并且所述喷钻臂能够相对于所述可移动机身前后移动，所述喷钻臂包括钻孔装置，所述钻孔装置包括设置于所述喷钻臂前端的钻头以及连接于钻头后端的钻杆；

（2）、在完成所述第一型钻孔后采用注浆设备将预先制备好的水泥浆供给至所述第一型钻孔的末端，使得随着钻杆退出所述第一型钻孔而沿着所述第一型钻孔由内向外形成第一型桩体，在所述钻杆完全退出所述第一型钻孔后停止水平旋喷注浆，所述注浆设备设置于所述可移动机身上并位于所述第一支撑架和所述第二支撑架之间，所述喷钻臂还包括旋喷装置，所述旋喷装置包括邻近所述钻头设置并能够绕所述喷钻臂的纵向轴线旋转的喷头以及连接于喷头后端的管线，所述注浆设备通过所述管线将浆液输送至所述旋喷装置的喷头；

（3）、采用推顶装置将预先制备的长度与所述第一型钻孔深度相同的第一型加强构件沿所述第一型钻孔插入所述第一型桩体直至所述第一型钻孔的末端，所述推顶装置能够相对于所述可移动机身前后、上下、左右运动以将所述第一型加强构件插入所述第一型桩体，所述推顶装置安装于所述可移动机身的前端；

（4）、通过控制所述第一支撑架和所述第二支撑架同步绕所述可移动机身的纵向轴线转动以改变所述喷钻臂的施工位置，重复步骤（1）至（3），获得若干个第一型钻孔以及插有第一型加强构件的第一型桩体，使得相邻的所述第一型桩体在径向方向上部分重叠，从而所述若干个第一型桩体在待形成的隧道的至少部分边缘构造出第一帷幕体系；

（5）、通过控制所述第一支撑架和所述第二支撑架同步绕所述可移动机身的纵向轴线转动以改变所述喷钻臂的施工位置，重复步骤（1）至（2），以进一步获得若干个第一型钻孔以及第一型桩体，使得相邻的所述第一型桩体在径向方向上部分重叠，从而所述若干个第一型桩体在待形成的隧道的至少部分边缘构造出第二帷幕体系，所述第一帷幕体系与所述第二帷幕体系结合成一个整体式的帷幕体系；

（6）、通过同步控制所述第一支撑架和所述第二支撑架的升降高度来缩小所述水平旋喷钻机的施工半径，以在所述整体式的帷幕体系内部钻出具有规定深度和直径的第二型钻孔；

（7）、在完成所述第二型钻孔后通过所述注浆设备将预先制备好的水泥浆供给至所述第二型钻孔的末端，使得随着钻杆退出所述第二型钻孔而沿着所述第二型钻孔由内向外形成第二型桩体，在所述钻杆完全退出所述第二型钻孔后停止水平旋喷注浆；

（8）、采用所述推顶装置将预先制备的长度与所述第二型钻孔深度相同的第二型加强构件沿所述第二型钻孔插入所述第二型桩体直至所述第二型钻孔的末端；以及

（9）、重复步骤（6）至（8），获得若干个第二型钻孔以及插有第二型加强构件的第二型桩体，使得所述若干个第二型桩体在待形成的隧道的内部形成阵列状稳定体系。

2.如权利要求1所述的软岩隧道水平旋喷施工方法，其特征在于，在步骤（2）和（7）中，控制所述注浆设备使得水平旋喷注浆的旋喷压力设定为45～50MPa。

3.如权利要求2所述的软岩隧道水平旋喷施工方法，其特征在于，在步骤（7）中，控制所述注浆设备使得在所述第二型钻孔的末端附近进行的水平旋喷注浆的旋喷压力设定为比在所述第二型钻孔的其它区段进行的水平旋喷注浆的旋喷压力高7～9MPa，使得所述第二型桩体形成为“T”形构造。

4.如权利要求3所述的软岩隧道水平旋喷施工方法，其特征在于，通过分别控制所述第一支撑架和所述第二支撑架的升降高度来控制所述喷钻臂的上扬角度，使得沿所述第一型钻孔的深度方向，所述第一型桩体相对于水平面向上倾斜3～5度，以便于在一段隧道完成后与下一段隧道的第一型桩体搭接。

5.如权利要求1～4中任一项所述的软岩隧道水平旋喷施工方法，其特征在于，在所述第一帷幕体系、所述第二帷幕体系、所述阵列状稳定体系完成后以所述整体式的帷幕体系为边界采用挖掘机进行大断面的机械开挖以形成隧道，并且还包括：

（10）、采用钻孔机沿着所述隧道的纵向轴线在所述隧道的两侧从所述隧道的壁的中部和下部分别斜向下倾斜35～40度钻出具有规定深度和直径的第三型钻孔；

（11）、在完成所述第三型钻孔后通过灌浆机将预先制备好的水泥浆供给至所述第三型钻孔从而形成第三型桩体；

（12）、采用打桩机将预先制备的长度与所述第三型钻孔深度相同的第三型加强构件沿所述第三型钻孔插入所述第三型桩体直至所述第三型钻孔的末端；以及

（13）、重复步骤（10）至（12），获得若干个第三型钻孔以及插有第三型加强构件的第三型桩体，使得所述若干个第三型桩体在所述隧道的两侧形成锁脚桩稳定体系。