[发明专利]一种拱形注浆装置及方法

权利要求书

1.一种拱形注浆装置，其特征在于，包括旋喷钻、护筒、伞状支撑装置；旋喷钻的钻杆后部套装上下调控杆，上下调控杆下部固定第一连接件；伞状支撑装置包括至少两组相对于钻杆轴线对称设置的支撑装置，每组支撑装置包括第一刚性支架和第二刚性支架；第一刚性支架的一端与第一连接件铰接，第一连接件与套装在上下调控杆外的护筒内壁配合；第一刚性支架另一端与第二刚性支架一端铰接；第二刚性支架的另一端与第二连接件铰接，第二连接件固定在护筒下部；在第一刚性支架和第二刚性支架上均设置前后注浆系统；在第一刚性支架上还设置左右旋喷系统；所述的前后注浆系统包括伞状注浆头和耐压注浆管，所述耐压注浆管穿过所述钻杆连接地面高压注浆泵，所述注浆头之间连线形成预设注浆拱拱轴线。

2.如权利要求1所述的拱形注浆装置，其特征在于，所述的注浆头包括多个，多个注浆头安装在第一刚性支架和第二刚性支架上，且位置可调整。

3.如权利要求1所述的拱形注浆装置，其特征在于，所述耐压注浆管承受压强大于10Mpa。

4.如权利要求1所述的拱形注浆装置，其特征在于，所述左右旋喷系统由伞状注浆头和耐压注浆管组成，耐压注浆管承受压强大于10MPa，伞状注浆头间距为0.15m-25cm，耐压注浆管穿过所述钻杆连接地面高压注浆泵。

5.如权利要求4所述的拱形注浆装置，其特征在于，所述的伞状注浆头包括多个，多个伞状注浆头安装在第一刚性支架上。

6.如权利要求1所述的拱形注浆装置，其特征在于，所述护筒为圆柱形钢结构，在所述护筒左右两侧开设有定位槽和矩形孔，所述定位槽用于对第一连接件进行定位，矩形孔用于支撑装置的伸出或缩进。

7.如权利要求1所述的拱形注浆装置，其特征在于，所述的第一连接件为梯形法兰；所述第二连接件为矩形法兰。

8.如权利要求1所述的拱形注浆装置，其特征在于，所述的第一刚性支架、第二刚性支架为变截面刚性支架。

9.如权利要求1-8任一所述的拱形注浆装置进行注浆的方法，其特征在于，如下：

步骤1.根据物探方法结合钻孔取芯结果确定采空区三维形状、尺寸和走向，结合拟建工程实际需求明确采空区加固范围，计算采空区注浆拱拱脚位置、拱轴线方程和拱厚，并进行稳定性计算分析；

步骤2.明确采空区裂隙带和弯曲带位置，在弯曲带进行试探性注浆，采用钻孔法检查桩效果，确定注浆压力与注浆范围之间数学关系；

步骤3.根据上述勘测结果和试探性注浆结果，确定护筒和伞状支撑装置尺寸；根据拱轴线方程和注浆范围确定地面注浆孔位置和数量；根据拱轴线方程调整前后注浆系统中伞状注浆头在支架上位置，使其连线形成设计拱轴线；

步骤4.根据设计尺寸在拱脚位置处注浆；

步骤5.按照设计拱轴线方程、拱厚度确定每个注浆孔钻孔深度和注浆位置；采用高压旋喷方式钻孔至指定位置后，打开左右高压旋喷系统，采用水切割方式切割左右两侧土体；

步骤6.切割完成后，下压上下调控杆至指定位置，使前后注浆系统的伞状注浆头连线形成设计拱轴线；

步骤7.连接前后注浆系统中耐压注浆管与地面水泥高压注浆泵，打开注浆系统进行注浆，直至该断面注浆全部完成形成完整注浆拱；

步骤8.将注浆系统移动至下一个断面，按照上述步骤进行注浆，直至注浆拱前后尺寸满足设计要求。