[实用新型]一种羽状定向软岩隧道超前注浆预加固结构

说明书

一种羽状定向软岩隧道超前注浆预加固结构，属于地下工程与岩土工程施工领域。加固结构，包括羽状定向注浆钻孔(1)、柔性钻具(2)、定向钻头(3)、钻头导向控制器(4)；其中，羽状定向注浆钻孔(1)包括中心钻孔和向四周分散的多个分支钻孔，中心钻孔为钻机预打与隧道轴长方向一致的长钻孔，在长钻孔内下入保护井壁的钢护筒，分支钻孔为从中心钻孔向四周延伸出多个弯曲的指向隧道(6)内壁的钻孔，分支钻孔在中心钻孔的周向为2‑6个，且分支钻孔沿中心钻孔的轴长方向均匀分布，中心钻孔和分支钻孔整体结构呈羽毛状结构；向分支钻孔内注浆形成加固结构。

技术领域

本实用新型涉及一种羽状定向软岩隧道超前注浆预加固方法，属于地下工程与岩土工程施工领域。

背景技术

对于软岩隧道由于围岩强度低、自稳能力差，容易产生坍塌和大变形等施工风险和施工质量问题，在隧道开挖前常采用注浆加固方法对掌子面前方围岩进行全断面注浆预加固处理，在掌子面梅花形布置注浆孔，采用钻孔注入水泥浆加固前方围岩。但由于隧道掌子面空间有限，施工设备就位困难，给施工带来很大困难，同时需要施工大量的注浆孔，造成工程量浪费和材料浪费，经济效益较差。

本实用新型为一种羽状定向软岩隧道超前注浆预加固结构和方法，施工少量钻孔，进行羽状定向造孔和定向注浆，对隧道掌子面前方围岩进行全断面注浆预加固，有效地控制施工风险和提高工程质量。

实用新型内容

本实用新型一种羽状定向软岩隧道超前注浆预加固方法为软岩隧道全断面注浆加固结构，包括羽状定向注浆钻孔(1)、柔性钻具(2)、定向钻头(3)、钻头导向控制器(4)；其中，羽状定向注浆钻孔(1)包括中心钻孔和向四周分散的多个分支钻孔，中心钻孔为钻机预打与隧道轴长方向一致的长钻孔，在长钻孔内下入保护井壁的钢护筒，分支钻孔为从中心钻孔向四周延伸出多个弯曲的指向隧道(6)内壁的钻孔，分支钻孔在中心钻孔的周向为2-6个，且分支钻孔沿中心钻孔的轴长方向均匀分布，中心钻孔和分支钻孔整体结构呈羽毛状结构；

柔性钻具(2)包括连接丝扣(2.1)、连接体(2.2)、耳片(2.3)、销钉/孔(2.4)和外壁橡胶高压防护结构(2.5)；连接体(2.2)的一端为连接丝扣(2.1)，另一端为耳片(2.3)，耳片(2.3)上设有销钉/孔(2.4)，多个连接体(2.2)首位相连，相连处为：连接丝扣(2.1) 与耳片(2.3)连接采用销钉/孔(2.4)固定，形成柔性长连接体，柔性长连接体的外周为外壁橡胶高压防护结构(2.5)；柔性长连接体一端伸入到钻孔内用于钻孔和注浆，另一端位于钻孔外用于与注浆泵连接；伸入钻孔内的一端端部为定向钻头(3)；

所述连接体(2.2)置于柔性钻具内，为钻具的主体部分，起传递压力和扭矩作用；

所述销钉/孔(2.4)置于柔性钻具内，为钻具的主体部分，连接和固定连接体(2.2)；

所述外壁橡胶高压防护结构(2.5)，钻具连接体限位、注入循环泥浆和水泥浆液，耐压等级大于注浆压力；

所述定向钻头(3)包括钻头本体和钻头导向控制器(4)，钻头导向控制器(4)固定到钻头本体上，通过地面控制系统控制导向器(4)，测量钻头位置和控制钻头钻进方向；

所述钻孔直径大于钻孔护筒外径；

所述护筒外径大于定向钻头(3)外径；

本实用新型适用于软岩(8)隧道(6)内掌子面(7)的前方进行围岩(8)预加固。

本实用新型一种羽状定向软岩隧道超前注浆预加固方法为软岩隧道全断面注浆加固方法，包括以下步骤：

第一步：现场放样确定注浆孔位置，安装水平钻机设备；

第二步：采用水平定向钻机施工水平钻孔至注浆区(A)区的深度即中心钻孔的起始端区域A区，打入护筒；