1.本实用新型涉及一种地铁隧道水泥土桩施工设备，具体涉及一种隧道加固用地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统。
背景技术：2.目前，隧道（例如地铁隧道）在施工完成后，会出现需要对整个隧道或某段隧道进行加固，以提高隧道的结构稳定；但目前的隧道加固施工设备和施工方法的技术不成熟，其存在施工步骤复杂，施工效率低，施工完成的隧道加固结构的加固效果不佳等问题。有鉴于此，如何研发一种隧道加固施工设备，以提高施工效率和隧道加固效果，意义重大。
技术实现要素：3.本实用新型的目的是为了提供一种不仅能够有效提高隧道加固施工效率，而且能够对隧道进行多角度的支撑，隧道加固效果好的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统。
4.本实用新型的技术方案是：
5.一种地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，包括：
6.行走车, 行走车能够在地铁隧道内行走，行走车上设有安装平台；
7.桩机组，桩机组包括两台设置在安装平台上的用于施工斜桩的高压旋喷桩机，其中一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0-90度；另一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0-90度；所述旋喷钻杆包括钻身，钻身由若干段依次连接的连接钻管组成；
8.水泥供应装置，水泥供应装置包括设置在安装平台上的水泥供料泵及水泥搅拌器，水泥搅拌器用于搅拌水泥，水泥供料泵通过供料管道将水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。
9.本方案的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统通过行走车直接在地铁隧道内行走，并通过两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机在同时在隧道的下方施工倾斜分布的高压旋喷桩，具体的，其中旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜的一台高压旋喷桩机在隧道的左下方施工左倾高压旋喷桩，旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜的一台高压旋喷桩机在隧道的右下方施工右倾高压旋喷桩，从而通过右倾高压旋喷桩和左倾高压旋喷桩对隧道进行多角度的可靠的支撑和加固，其隧道加固效果好。另一方面，与现有技术的高压旋喷桩机每次只能够施工一根高压旋喷桩相比，本方案通过两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机在同时在隧道的下方施工两根倾斜分布的高压旋喷桩，如此还可以有效提高隧道加固施工效率。
10.作为优选，机包括安装在安装平台上的车架、设置在车架上的支撑塔杆、设置在支撑塔杆上的第一导轨、沿第一导轨滑动的滑动座、用于驱动滑动座的滑动座移动执行机构及设置在滑动座上的旋转动力头，所述旋喷钻杆还包括设置在钻身下端的钻杆头部及设置在钻身上端的钻杆尾部，所述钻杆尾部包括转动设置在滑动座上的尾部钻管、转动连接在
尾部钻管上端的转动连接头及设置在转动连接头上的水泥注浆口，所述旋转动力头用于驱动尾部钻管旋转，所述钻杆头部的下端设有钻头，钻杆头部的侧壁下部设有高压旋喷孔；所述连接钻管的一端设有多边形插接孔，连接钻管的另一端设有多边形插接管，连接钻管的外侧面上设有与多边形插接孔相连通的径向螺栓孔及与径向螺栓孔配合的锁紧螺栓，任意相邻的两根连接钻管中，其中一根连接钻管的多边形插接管插设在另一根连接钻管的多边形插接孔内，所述尾部钻管的下端也设有用于与多边形插接孔配合的多边形插接管。由于旋喷钻杆的底部设有钻头，因而高压旋喷桩机可以直接利用旋喷钻杆进行钻孔，从而带动高压旋喷孔钻入设定深度；接着直接利用旋喷钻杆进行高压喷射注浆，形成高压旋喷桩，从而将mjs工法中的引孔与高压喷射注浆这两道工序合二为一，实现引孔与高压喷射注浆的一体化操作，提高施工效率。
11.作为优选，高压旋喷桩机还包括离心锁定装置，所述连接钻管的多边形插接管和尾部钻管下端的多边形插接管的外侧面上均设有径向安装孔，离心锁定装置与径向安装孔一一对应，离心锁定装置包括设置在对应的径向安装孔内的径向滑套及滑动设置在径向滑套内的径向锁定杆，所述径向滑套的内端封闭，径向锁定杆的内端与径向滑套的内端之间通过拉簧连接，各连接钻管的多边形插接孔的内侧壁上均设有用于与径向锁定杆配合的环形卡槽；
12.当多边形插接管插设在多边形插接孔内后，该多边形插接管上的径向锁定杆朝向对应的多边形插接孔内的环形卡槽；当旋喷钻杆的转速超过设定值时，旋喷钻杆上的径向锁定杆将在离心力作用下克服拉簧的拉力，沿径向滑套往外滑动，并使径向锁定杆的外端插入对应的环形卡槽内。
13.现有技术中，旋喷钻杆每钻入指定深度后，滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨上移设定距离，接着，操作者将另一根连接钻管安装到旋喷钻杆上，然后滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨下移设定距离，使尾部钻管下端的多边形插接管插入到连接钻管上端的多边形插接孔内；再接着，操作者通过拧紧锁紧螺栓，来连接相邻的两根连接钻管；但在实际施工中，存在因操作者操作不规范没有拧紧锁紧螺栓，或拧紧里不够，或锁紧螺栓的螺纹和或与锁紧螺栓配合的螺纹孔的螺纹被破坏，或者因振动导致锁紧螺栓松动，使得相邻的两根连接钻管的连接不牢靠，而导致在滑动座移动执行机构带动滑动座与旋喷钻杆沿第一导轨上移的过程中，出现钻入土层中的旋喷钻杆中某处相连的连接钻管脱开，致使该高压旋喷桩施工故障，并且一部分旋喷钻杆被脱落在土层中。为了解决上述问题，本方案设置了离心锁定装置，具体的，
14.在旋喷钻杆施工高压旋喷桩的过程中，旋喷钻杆处于高速旋转状态，此时，径向锁定杆将在离心力作用下插入对应的环形卡槽内，如此，旋喷钻杆一边旋转，一般往回移动，以在土层内施工高压旋喷桩的过程中，即便出现两根连接钻管的锁紧螺栓未锁紧，这两根连接钻管在径向锁定杆与环形卡槽的配合作用下，也不会脱开，因而可以有效解决上述问题。另一方面，由于尾部钻管下端的多边形插接管也设有离心锁定装置，在旋喷钻杆施工高压旋喷桩的过程中，尾部钻管下端的多边形插接管上的径向锁定杆将在离心力作用下插入对应的环形卡槽内，如此，操作者无需通过拧紧与尾部钻管相邻的一个连接钻管上的锁紧螺栓，可以省去通过拧紧锁紧螺栓，来连接尾部钻管与连接钻管的操作，可以进一步简化人工拧紧锁紧螺栓的操作步骤，在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的过程中，以及在高
压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的设定深度后，旋喷钻杆往回移动的过程中，操作者只需要通过拧紧锁紧螺栓，来连接相邻的两根连接钻管即可，可以省去通过拧紧锁紧螺栓，来连接尾部钻管与连接钻管的操作。
15.作为优选，径向滑套与径向安装孔之间通过螺纹连接。如此，便于径向滑套的安装与拆卸。
16.作为优选，径向滑套的内壁上设有沿径向滑套的轴向延伸的限位滑槽，所述径向锁定杆的外侧面上设有与限位滑槽配合的滑块。
17.作为优选，两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机之间的安装平台上还设有钻管安装装置，该钻管安装装置包括设置在安装平台上的钻管放置架及机械手，其中钻管放置架用于放置旋喷钻杆的连接钻管，机械手用于将钻管放置架上的连接钻管搬运并安装到用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上，或者用于将用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上的连接钻管拆下并放置到钻管放置架上。这样高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的过程中，旋喷钻杆每钻入指定深度后，可以通过机械手将钻管放置架上的连接钻管搬运并安装到高压旋喷桩机的旋喷钻杆上；在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的设定深度后，旋喷钻杆往回移动的过程中，旋喷钻杆每回移指定长度后，可以通过机械手将高压旋喷桩机的旋喷钻杆上的连接钻管拆下并放置到钻管放置架上；如此，在施工高压旋喷桩的过程中，无需人工手动搬运来安装或拆卸旋喷钻杆的连接钻管，以减少人工操作，降低劳动强度，并提高隧道加固的施工效率。
18.作为优选，钻管放置架包括设置在安装平台上的底架、通过竖直轴杆转动设置在底架上的转动支架及驱动转动支架绕竖直轴杆转动的旋转驱动装置，所述转动支架上设有若干绕竖直轴杆周向均匀分布竖向插装孔，竖向插装孔用于插装旋喷钻杆的连接钻管。
19.作为优选，高压旋喷桩机还包括尾部钻管分离防转对正装置，所述滑动座包括滑动设置在第一导轨上的第一滑座、设置在第一滑座上并与第一导轨相平行的第二导轨、设置在第一滑座上的滑座上限位块与滑座下限位块及滑动设置在第二导轨上并位于滑座上限位块与滑座下限位块之间的第二滑座，所述滑动座移动执行机构用于驱动第一滑座沿第一导轨移动；所述尾部钻管分离防转对正装置包括扭簧、固定设置在尾部钻管下部的固定套、若干周向均匀分布在固定套的外侧面下部的轴向锁定槽、套设尾部钻管下部上的锁定套、连接锁定套与第一滑座的连接件、设置在锁定套内壁上的锁定板容纳槽、用于与轴向锁定槽配合的锁定板及设置在锁定板容纳槽内的锁定板限位件，所述固定套的外侧面、锁定套与尾部钻管的旋转轴三者同轴分布，轴向锁定槽沿尾部钻管的旋转轴方向延伸，且轴向锁定槽的下端与固定套的下端面连通，所述锁定板的上部位于锁定板容纳槽内，且锁定板的上部通轴杆转动设置锁定板容纳槽内，锁定板限位件位于锁定板的外侧，所述扭簧用于驱动锁定板的下部绕轴杆往锁定套的轴线方向转动；当第二滑座抵在滑座下限位块上时，锁定套套设固定套外，锁定板的下部在扭簧作用下抵在固定套的外侧面上部，且锁定板位于锁定板容纳槽的上方；当第二滑座抵在滑座上限位块上时，固定套位于锁定套的上方。
20.作为优选，高压旋喷桩机还包括通过水平轴转动设置在车架上的转动座及用于驱动转动座旋转的转动座旋转执行机构，所述支撑塔杆固定在转动座上。如此，可以通过调节旋喷钻杆的倾斜角度，以适应不同倾斜角度的高压旋喷桩的施工需要。
21.作为优选，水泥搅拌器包括用于搅拌水泥的上搅拌桶、设置在上搅拌桶的底部的
下料管、设置在下料管上的第一开关阀门、位于上搅拌桶下方的水泥浆存储桶及设置在水泥浆存储桶底部的出料管，水泥浆存储桶用于接收由下料管排出的水泥浆，所述供料管道包括连接水泥供料泵的进口与出料管的供料输入管、与水泥供料泵的出口连接的供料输出管及若干支路管道，支路管道与桩机组的高压旋喷桩机一一对应，支路管道的一端与供料输出管连接，支路管道的另一端与对应的高压旋喷桩机的水泥注浆口连接。本方案通过上搅拌桶来搅拌水泥，将搅拌好的水泥浆通过下料管输出到水泥浆存储桶，并通过水泥供料泵和供料管道将水泥浆存储桶内的水泥浆供给高压旋喷桩机；如此，可以通过上搅拌桶的连续工作，上搅拌桶每搅拌好一桶水泥，就可以根据需要将上搅拌桶内搅拌好的水泥浆通过下料管输出到水泥浆存储桶，以保证水泥浆存储桶内的水泥浆能够满足高压旋喷桩机的连续工作的需要。
22.作为优选，桩机组还包括一台设置在安装平台上的用于施工竖桩的高压旋喷桩机，两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机位于用于施工竖桩的高压旋喷桩机的同一侧，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆呈竖直分布，且安装平台上设有竖向过孔，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆穿过竖向过孔，所述旋喷钻杆包括钻身，钻身由若干段依次连接的连接钻管组成。如此，可以通过用于施工竖桩的高压旋喷桩机在隧道的下方施工竖直分布的竖直高压旋喷桩，其与两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机配合，同时在隧道的下方施工竖直高压旋喷桩和两根倾斜分布的高压旋喷桩对隧道进行多角度的可靠的支撑和加固，其隧道加固效果好。
23.作为优选，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的一侧的安装平台上也设有钻管安装装置，该钻管安装装置包括设置在安装平台上的钻管放置架及机械手，其中钻管放置架用于放置旋喷钻杆的连接钻管，机械手用于将钻管放置架上的连接钻管搬运并安装到用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上，或者用于将用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上的连接钻管拆下并放置到钻管放置架上。
24.本实用新型的有益效果是：不仅能够有效提高隧道加固施工效率，而且能够对隧道进行多角度的支撑，隧道加固效果好。
附图说明
25.图1是本实用新型的具体实施例一的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统的一种结构示意图。
26.图2是本实用新型的具体实施例一的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统中的一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机和钻管安装装置的一种局部结构示意图。
27.图3是图1中a向的一种局部视图。
28.图4是图2中b处的局部放大图。
29.图5是本实用新型的具体实施例一的旋喷钻杆的一种局部结构示意图。
30.图6是本实用新型的具体实施例一的钻管放置架处的一种结构示意图。
31.图7是本实用新型的具体实施例三的离心锁定装置处的一种局部结构示意图。
32.图8是图7中c处的局部放大图。
33.图9是本实用新型的具体实施例四的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统的一种局部结构示意图，该图中第二滑座抵在滑座下限位块上。
34.图10是9中d处的局部放大图。
35.图11是本实用新型的具体实施例四地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统的另一种局部结构示意图，该图中第二滑座抵在滑座上限位块上。
36.图中：
37.行走车1；
38.高压旋喷桩机2：
39.旋喷钻杆2.1，连接钻管2.11，多边形插接管2.111，多边形插接孔2.112，尾部钻管2.12，钻杆头部2.13，钻头2.131，高压旋喷孔2.132，转动连接头2.14，水泥注浆口2.15；
40.车架2.2；支撑塔杆2.3；旋转动力头2.4；转动座2.5；
41.滑动座2.6，第一滑座2.61，第二导轨2.62，第二滑座2.63，滑座上限位块2.64，滑座下限位块2.65；
42.转动座旋转执行机构2.7；第一导轨2.8；
43.离心锁定装置2.9，径向滑套2.91，径向锁定杆2.92，拉簧2.93，限位滑槽2.94，滑块2.95；
44.水泥供应装置3，水泥供料泵3.1，水泥搅拌器3.2，上搅拌桶3.21，水泥浆存储桶3.22，供料输入管3.3，供料输出管3.4；
45.钻管放置架4，钻管放置架4.1，下安装平板4.11，上安装平板4.12，旋转驱动装置4.2；
46.机械手4a；
47.尾部钻管分离防转对正装置5，固定套5.1，锁定套5.2，轴向锁定槽5.3，锁定板容纳槽5.4，锁定板5.5，轴杆5.6。
具体实施方式
48.为使本实用新型技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
49.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本实用新型方案的限制。
50.参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
51.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特
定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是表示一个或者多个。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
53.具体实施例一：如图1 、图2、图3、图4、图5所示，一种地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，包括行走车1、桩机组及水泥供应装置3。行走车能够在地铁隧道内行走，行走车上设有安装平台。行走车为履带式行走车，或车轮式行走车，或适用于在铁轨上行走的轨道行走车，本实施例中，行走车为适用于在铁轨上行走的轨道行走车，如此，行走车可以直接在施工好的地铁隧道内的铁轨上行走，以适应对施工好的地铁隧道径向加固。
54.桩机组包括两台设置在安装平台上的用于施工斜桩的高压旋喷桩机2，其中一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆2.1往安装平台的左侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0-90度，例如，该旋喷钻杆的倾斜角度为10度或20度或30度或40度或50度或60度或70度或80度；本实施例中，该旋喷钻杆的倾斜角度为60度；另一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆2.1往安装平台的右侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0-90度，例如，该旋喷钻杆的倾斜角度为10度或20度或30度或40度或50度或60度或70度或80度；本实施例中，该旋喷钻杆的倾斜角度为60度。
55.本实施例中，两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机沿行走车的前后方向依次分布。
56.高压旋喷桩机2还包括车架2.2、设置在车架上的支撑塔杆2.3、设置在支撑塔杆上的第一导轨2.8、沿第一导轨滑动的滑动座2.6、用于驱动滑动座的滑动座移动执行机构及设置在滑动座上的旋转动力头2.4。滑动座移动执行机构为设置在支撑塔杆上的油缸或电缸或直线滑轨或其他移动执行机构，本实施例中，滑动座移动执行机构为设置在支撑塔杆上的链传动机构，滑动座与链传动机构的链条相连接。高压旋喷桩机通过车架安装在安装平台上。
57.旋喷钻杆包括钻身、设置在钻身下端的钻杆头部及设置在钻身上端的钻杆尾部。钻身由若干段依次连接的连接钻管2.11组成。钻杆尾部包括转动设置在滑动座上的尾部钻管2.12、转动连接在尾部钻管上端的转动连接头2.14及设置在转动连接头上的水泥注浆口2.15。旋转动力头2.13用于驱动尾部钻管旋转。本实施例中，旋转动力头包括用于驱动尾部钻管的驱动电机。钻杆头部的下端设有钻头2.131。连接钻管的内孔构成注浆管路。钻杆头部的侧壁下部设有高压旋喷孔2.132，高压旋喷孔与注浆管路相连通。
58.连接钻管2.11的上端设有多边形插接孔2.112，连接钻管的下端设有多边形插接管2.111。连接钻管的外侧面上设有与多边形插接孔相连通的径向螺栓孔及与径向螺栓孔配合的锁紧螺栓。任意相邻的两根连接钻管中，其中一根连接钻管的多边形插接管插设在另一根连接钻管的多边形插接孔内。尾部钻管的下端也设有用于与多边形插接孔配合的多边形插接管2.111。钻杆头部固定在钻身最下端的一根连接钻管的下端。
59.水泥供应装置3包括设置在安装平台上的水泥供料泵3.1及水泥搅拌器3.2。水泥
搅拌器用于搅拌水泥，水泥供料泵通过供料管道将水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。
60.本实施例的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统通过行走车直接在地铁隧道内行走，行走车每行走设定距离，通过两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机在同时在隧道的下方施工倾斜分布的高压旋喷桩，其中旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜的一台高压旋喷桩机在隧道的左下方施工左倾高压旋喷桩，旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜的一台高压旋喷桩机在隧道的右下方施工右倾高压旋喷桩，从而通过右倾高压旋喷桩和左倾高压旋喷桩对隧道进行多角度的可靠的支撑和加固；如此，可以沿着地铁隧道依次施工右倾高压旋喷桩和左倾高压旋喷桩，其隧道加固效果好。另一方面，与现有技术的高压旋喷桩机每次只能够施工一根高压旋喷桩相比，本方案通过两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机在同时在隧道的下方施工两根倾斜分布的高压旋喷桩，如此还可以有效提高隧道加固施工效率。
61.进一步的，如图2 、图4所示，高压旋喷桩机还包括通过水平轴转动设置在车架上的转动座2.5及用于驱动转动座旋转的转动座旋转执行机构2.7。水平轴与车架的前后方向相平行。本实施例中，转动座旋转执行机构为油缸，该油缸的一端铰接在车架上，该油缸的另一端铰接在转动座上。支撑塔杆固定在转动座上。如此，如此，可以通过调节旋喷钻杆的倾斜角度，以适应不同倾斜角度的高压旋喷桩的施工需要。
62.进一步的，如图1 、图2所示，两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机之间的安装平台上还设有钻管安装装置。该钻管安装装置包括设置在安装平台上的钻管放置架4及机械手4a，其中钻管放置架用于放置旋喷钻杆的连接钻管，机械手用于将钻管放置架上的连接钻管搬运并安装到用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上，或者用于将用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上的连接钻管拆下并放置到钻管放置架上。在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的过程中，旋喷钻杆每钻入指定深度后，滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨上移设定距离，使尾部钻管下端的多边形插接管与连接钻管上端的多边形插接孔分离；接着，机械手用于将钻管放置架上的一根连接钻管搬运并安装到高压旋喷桩机的旋喷钻杆上，具体的，机械手抓取钻管放置架上的一根连接钻管，然后将该连接钻管的下端的多边形插接管插设到旋喷钻杆的上端的连接钻管的多边形插接孔内；再接着，滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨下移设定距离，使尾部钻管下端的多边形插接管插入到连接钻管上端的多边形插接孔内。以实现机械手用于将钻管放置架上的一根连接钻管搬运并安装到高压旋喷桩机的旋喷钻杆上；然后操作者通过拧紧锁紧螺栓，来连接相邻的两根连接钻管。
63.同样的，在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的设定深度后，旋喷钻杆往回移动（即往上移动）的过程中，旋喷钻杆每回移指定长度后，通过机械手将高压旋喷桩机的旋喷钻杆上的连接钻管拆下并放置到钻管放置架上；如此，在施工高压旋喷桩的过程中，无需人工手动搬运来安装或拆卸旋喷钻杆的连接钻管，以减少人工操作，降低劳动强度，并提高隧道加固的施工效率。
64.进一步的，如图2 、图6所示，钻管放置架4包括设置在安装平台上的底架、通过竖直轴杆转动设置在底架上的转动支架4.1及驱动转动支架绕竖直轴杆转动的旋转驱动装置4.2。转动支架上设有若干绕竖直轴杆周向均匀分布竖向插装孔，竖向插装孔用于插装旋喷钻杆的连接钻管。转动支架架包括上安装平板4.12、下安装平板4.11及连接上安装平板与
下安装平板连接件。竖向插装孔包括设置在上安装平板上的多边形插孔及设置在下安装平板上的下限位孔。如此，待安装的连接钻管以及由旋喷钻杆上拆卸下来的连接钻管可以插装在竖向插装孔内，一方面可以利于高度空间来放置连接钻管，另一方面，便于机械手抓取连接钻管。
65.进一步的，如图1所示，水泥搅拌器3.2包括用于搅拌水泥的上搅拌桶3.21、设置在上搅拌桶的底部的下料管、设置在下料管上的第一开关阀门、位于上搅拌桶下方的水泥浆存储桶3.22及设置在水泥浆存储桶底部的出料管。本实施例中，上搅拌桶上还设有搅拌桨及用于驱动搅拌桨转动的转动电机。下料管的出口位于水泥浆存储桶的桶口上方。水泥浆存储桶用于接收由下料管排出的水泥浆。出料管上设有第二开关阀门。供料管道包括连接水泥供料泵的进口与出料管的供料输入管3.3、与水泥供料泵的出口连接的供料输出管3.4及若干支路管道。支路管道与桩机组的高压旋喷桩机一一对应。支路管道的一端与供料输出管连接，支路管道的另一端与对应的高压旋喷桩机的水泥注浆口连接。本实施例的水泥搅拌器通过上搅拌桶来搅拌水泥，将搅拌好的水泥浆通过下料管输出到水泥浆存储桶，并通过水泥供料泵和供料管道将水泥浆存储桶内的水泥浆供给高压旋喷桩机；如此，可以通过上搅拌桶的连续工作，上搅拌桶每搅拌好一桶水泥，就可以根据需要将上搅拌桶内搅拌好的水泥浆通过下料管输出到水泥浆存储桶，以保证水泥浆存储桶内的水泥浆能够满足高压旋喷桩机的连续工作的需要。
66.具体实施例二，本实施例的其余结构参照具体实施例一，其不同之处在于，
67.桩机组还包括一台设置在安装平台上的用于施工竖桩的高压旋喷桩机（图中未示出），两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机位于用于施工竖桩的高压旋喷桩机的同一侧。本实施例中，用于施工竖桩的高压旋喷桩机、两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机与水泥供应装置由行走车的车头往车尾方向依次分布。本实施例中，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的具体结构参照实施例一种中用于施工斜桩的高压旋喷桩机的具体结构，其不同之处在于，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆呈竖直分布。安装平台上设有竖向过孔，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆穿过竖向过孔。
68.如此，可以通过用于施工竖桩的高压旋喷桩机在隧道的下方施工竖直分布的竖直高压旋喷桩，其与两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机配合，同时在隧道的下方施工竖直高压旋喷桩和两根倾斜分布的高压旋喷桩对隧道进行多角度的可靠的支撑和加固，其隧道加固效果好。
69.用于施工竖桩的高压旋喷桩机的一侧的安装平台上也设有钻管安装装置（图中未示出）。该钻管安装装置具体结构参照实施例一种中的钻管安装装置。
70.具体实施例三，本实施例的其余结构参照具体实施例一或具体实施例二，其不同之处在于，
71.如图7 、图8所示，高压旋喷桩机还包括离心锁定装置2.9。具体的，各高压旋喷桩机均包括离心锁定装置。各连接钻管的多边形插接管2.111和尾部钻管下端的多边形插接管2.111的外侧面上均设有径向安装孔。径向安装孔沿多边形插接管的径向延伸。离心锁定装置与径向安装孔一一对应。离心锁定装置包括设置在对应的径向安装孔内的径向滑套2.91及滑动设置在径向滑套内的径向锁定杆2.92。径向滑套的轴线沿多边形插接管的径向延伸。径向滑套的外端开口，径向滑套的外端位于径向安装孔内。径向滑套的内端封闭，径
向锁定杆的内端与径向滑套的内端之间通过拉簧2.93连接。本实施例中，径向锁定杆的内端设有拉簧容纳孔，拉簧位于拉簧容纳孔内，拉簧的一端与拉簧容纳孔的内端连接，拉簧的另一端与径向滑套的内端连接。径向锁定杆的内端在拉簧的作用下抵在径向滑套的内端面上。当径向锁定杆的内端抵在径向滑套的内端面上时，径向锁定杆完全位于径向滑套内。各连接钻管的多边形插接孔的内侧壁上均设有用于与径向锁定杆配合的环形卡槽。
72.当多边形插接管插设在多边形插接孔内后（文中多边形插接管插设在多边形插接孔内后是指，多边形插接管所在的连接钻管下端面抵在多边形插接孔所在的连接钻管上端面上），该多边形插接管上的径向锁定杆朝向对应的多边形插接孔内的环形卡槽。当旋喷钻杆的转速超过设定值时，旋喷钻杆上的径向锁定杆将在离心力作用下克服拉簧的拉力，沿径向滑套往外滑动，并使径向锁定杆的外端插入对应的环形卡槽内。
73.现有技术中，旋喷钻杆每钻入指定深度后，滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨上移设定距离，接着，操作者将另一根连接钻管安装到旋喷钻杆上，然后滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨下移设定距离，使尾部钻管下端的多边形插接管插入到连接钻管上端的多边形插接孔内；再接着，操作者通过拧紧锁紧螺栓，来连接相邻的两根连接钻管；但在实际施工中，存在因操作者操作不规范没有拧紧锁紧螺栓，或拧紧里不够，或锁紧螺栓的螺纹和或与锁紧螺栓配合的螺纹孔的螺纹被破坏，或者因振动导致锁紧螺栓松动，使得相邻的两根连接钻管的连接不牢靠，而导致在滑动座移动执行机构带动滑动座与旋喷钻杆沿第一导轨上移的过程中，出现钻入土层中的旋喷钻杆中某处相连的连接钻管脱开，致使该高压旋喷桩施工故障，并且一部分旋喷钻杆被脱落在土层中。为了解决上述问题，本方案设置了离心锁定装置，具体的，
74.在旋喷钻杆施工高压旋喷桩的过程中，旋喷钻杆处于高速旋转状态，此时，径向锁定杆将在离心力作用下插入对应的环形卡槽内，如此，旋喷钻杆一边旋转，一般往回移动，以在土层内施工高压旋喷桩的过程中，即便出现两根连接钻管的锁紧螺栓未锁紧，这两根连接钻管在径向锁定杆与环形卡槽的配合作用下，也不会脱开，因而可以有效解决上述问题。另一方面，由于尾部钻管下端的多边形插接管也设有离心锁定装置，在旋喷钻杆施工高压旋喷桩的过程中，尾部钻管下端的多边形插接管上的径向锁定杆将在离心力作用下插入对应的环形卡槽内，如此，操作者无需通过拧紧与尾部钻管相邻的一个连接钻管上的锁紧螺栓，可以省去通过拧紧锁紧螺栓，来连接尾部钻管与连接钻管的操作，可以进一步简化人工拧紧锁紧螺栓的操作步骤，在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的过程中，以及在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的设定深度后，旋喷钻杆往回移动的过程中，操作者只需要通过拧紧锁紧螺栓，来连接相邻的两根连接钻管即可，可以省去通过拧紧锁紧螺栓，来连接尾部钻管与连接钻管的操作。
75.本实施例中，径向滑套与径向安装孔之间通过螺纹连接。如此，便于径向滑套的安装与拆卸。
76.径向滑套的内壁上设有沿径向滑套的轴向延伸的限位滑槽2.94，径向锁定杆的外侧面上设有与限位滑槽配合的滑块2.95。如此，可以避免径向锁定杆脱离径向滑套。
77.具体实施例四，本实施例的其余结构参照具体实施例一或具体实施例二或具体实施例三，其不同之处在于，
78.如图9 、图10所示，高压旋喷桩机还包括尾部钻管分离防转对正装置5。具体的，各
高压旋喷桩机均包括尾部钻管分离防转对正装置。高压旋喷桩机的滑动座2.6包括滑动设置在第一导轨上的第一滑座2.61、设置在第一滑座上并与第一导轨相平行的第二导轨2.62、设置在第一滑座上的滑座上限位块2.64与滑座下限位块2.65及滑动设置在第二导轨上并位于滑座上限位块与滑座下限位块之间的第二滑座2.63。滑动座移动执行机构用于驱动第一滑座沿第一导轨移动。
79.尾部钻管分离防转对正装置5包括扭簧、固定设置在尾部钻管下部的固定套5.1、若干周向均匀分布在固定套的外侧面下部的轴向锁定槽5.3、套设尾部钻管下部上的锁定套5.2、连接锁定套与第一滑座的连接件、设置在锁定套内壁上的锁定板容纳槽5.4、用于与轴向锁定槽配合的锁定板5.5及设置在锁定板容纳槽内的锁定板限位件。固定套的外侧面、锁定套与尾部钻管的旋转轴三者同轴分布。轴向锁定槽沿尾部钻管的旋转轴方向延伸，且轴向锁定槽的下端与固定套的下端面连通。本实施例中，轴向锁定槽的数量为10-30个。锁定板的上部位于锁定板容纳槽内，且锁定板的上部通轴杆5.6转动设置锁定板容纳槽内，锁定板限位件位于锁定板的外侧。扭簧用于驱动锁定板的下部绕轴杆往锁定套的轴线方向转动。
80.如图9所示，当第二滑座抵在滑座下限位块上时，锁定套套设固定套外，锁定板的下部在扭簧作用下抵在固定套的外侧面上部，且锁定板位于锁定板容纳槽的上方。本实施例中，锁定板下部朝向锁定套中心的一侧设有滚珠，当第二滑座抵在滑座下限位块上时，锁定套套设固定套外，锁定板的下部的滚珠在扭簧作用下抵在固定套的外侧面上部，且锁定板位于锁定板容纳槽的上方。
81.如图11所示，当第二滑座抵在滑座上限位块上时，固定套位于锁定套的上方，锁定板在扭簧作用下抵在锁定板限位件上，锁定板的下部伸入到锁定套的内孔内。
82.高压旋喷桩机在施工高压旋喷桩的过程中，经常会出现操作者的操作不规范或误操作，而导致尾部钻管下端的多边形插接管无法插入到连接钻管的多边形插接孔内，严重影响施工操作效率，具体的，高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的过程中，在旋喷钻杆还没有完全停止转动，操作者就控制滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨上移，使尾部钻管下端的尾部插接管与连接钻管的多边形插接孔分离；由于此时，旋喷钻杆还没有停止转动，在尾部钻管下端的尾部插接管与多边形插接孔分离后，旋喷钻杆的钻身的连接钻管将在土层阻力作用下迅速停止转动，而尾部钻管还将继续保持一定的转动，这样就很容易导致尾部钻管下端的多边形插接管与连接钻管的多边形插接孔发生错位（即多边形插接管与多边形插接孔未对正），如此，当机械手抓取钻管放置架上的一根连接钻管，并将该连接钻管的下端的多边形插接管插设到旋喷钻杆的上端的连接钻管的多边形插接孔内后，在滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨下移的过程中，由于尾部钻管下端的多边形插接管与连接钻管的多边形插接孔发生错位，将尾部钻管下端的多边形插接管将无法插入到连接钻管的多边形插接孔内的问题；
83.为了解决高压旋喷桩机在施工高压旋喷桩的过程中，经常会出现操作者的操作不规范或误操作，而导致尾部钻管下端的多边形插接管无法插入到连接钻管的多边形插接孔内，严重影响施工操作效率的问题，本实施例设置了尾部钻管分离防转对正装置，具体的，
84.高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的过程中，尾部钻管的下端面抵在旋喷钻杆上端的连接钻管的上端面上，且第二滑座抵在滑座上限位块上；滑动座移动执行机构通过
第一滑座的滑座上限位块带动第二滑座和旋喷钻杆一同下移，以使旋喷钻杆在钻入土层中；在旋喷钻杆每钻入指定深度后，若操作者安装规定在旋喷钻杆完全停止转动后，控制滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨上移，使尾部钻管下端的尾部插接管与连接钻管的多边形插接孔分离，则尾部钻管下端的尾部插接管与连接钻管的多边形插接孔保持对正状态，不会影响正常使用；
85.若出现在旋喷钻杆还没有完全停止转动，操作者就控制滑动座移动执行机构带动滑动座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨上移，这个过程中，第一滑座和锁定套先沿第一导轨上移，直至滑座下限位块抵在第二滑座上，这个过程中第二滑座和尾部钻管在自重作用下保持抵在旋喷钻杆上端的连接钻管的上端面上，不发生移动；而在锁定套沿第一导轨上移的过程中，锁定套将自下而上的套设固定套外，从而使锁定板的下部在扭簧作用下抵在固定套的外侧面上，由于这个过程中尾部钻管和固定套还在转动，因而在锁定板与其中一个轴向锁定槽对正后，锁定板的下部在扭簧作用下卡入该轴向锁定槽内，从而锁定尾部钻管，使旋喷钻杆停止转动；此后，锁定套继续上移，直至滑座下限位块抵在第二滑座上；当滑座下限位块抵在第二滑座上时，锁定板与锁定板容纳槽分离并位于锁定板容纳槽的上方。在滑座下限位块抵在第二滑座上后，滑动座移动执行机构带动第一滑座、第二滑座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨同步上移，使尾部钻管下端的尾部插接管与连接钻管的多边形插接孔分离，这个过程中，由于旋喷钻杆已经停止转动，尾部钻管下端的尾部插接管与连接钻管的多边形插接孔保持对正状态，不会影响正常使用。
86.另一方面，在高压旋喷桩机的旋喷钻杆在钻入土层的设定深度后，在旋喷钻杆往回移动的过程中，滑座下限位块抵在第二滑座上，滑动座移动执行机构带动第一滑座、第二滑座、旋转动力头及钻杆尾部沿第一导轨同步上移，从而实现旋喷钻杆往回移动；同时，由于在滑座下限位块抵在第二滑座上时，锁定板与锁定板容纳槽分离并位于锁定板容纳槽的上方，如此，不会影响旋喷钻杆的转动，因而不会影响旋喷钻杆施工高压旋喷桩。
87.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
技术特征：1.一种地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，包括：行走车, 行走车能够在地铁隧道内行走，行走车上设有安装平台；桩机组，桩机组包括两台设置在安装平台上的用于施工斜桩的高压旋喷桩机，其中一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0-90度；另一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜，且该旋喷钻杆的倾斜角度为0-90度；所述旋喷钻杆包括钻身，钻身由若干段依次连接的连接钻管组成；水泥供应装置，水泥供应装置包括设置在安装平台上的水泥供料泵及水泥搅拌器，水泥搅拌器用于搅拌水泥，水泥供料泵通过供料管道将水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。2.根据权利要求1所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述高压旋喷桩机包括安装在安装平台上的车架、设置在车架上的支撑塔杆、设置在支撑塔杆上的第一导轨、沿第一导轨滑动的滑动座、用于驱动滑动座的滑动座移动执行机构及设置在滑动座上的旋转动力头，所述旋喷钻杆还包括设置在钻身下端的钻杆头部及设置在钻身上端的钻杆尾部，所述钻杆尾部包括转动设置在滑动座上的尾部钻管、转动连接在尾部钻管上端的转动连接头及设置在转动连接头上的水泥注浆口，所述旋转动力头用于驱动尾部钻管旋转，所述钻杆头部的下端设有钻头，钻杆头部的侧壁下部设有高压旋喷孔；所述连接钻管的一端设有多边形插接孔，连接钻管的另一端设有多边形插接管，连接钻管的外侧面上设有与多边形插接孔相连通的径向螺栓孔及与径向螺栓孔配合的锁紧螺栓，任意相邻的两根连接钻管中，其中一根连接钻管的多边形插接管插设在另一根连接钻管的多边形插接孔内，所述尾部钻管的下端也设有用于与多边形插接孔配合的多边形插接管。3.根据权利要求2所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述高压旋喷桩机还包括离心锁定装置，所述连接钻管的多边形插接管和尾部钻管下端的多边形插接管的外侧面上均设有径向安装孔，离心锁定装置与径向安装孔一一对应，离心锁定装置包括设置在对应的径向安装孔内的径向滑套及滑动设置在径向滑套内的径向锁定杆，所述径向滑套的内端封闭，径向锁定杆的内端与径向滑套的内端之间通过拉簧连接，连接钻管的多边形插接孔的内侧壁上设有用于与径向锁定杆配合的环形卡槽；当多边形插接管插设在多边形插接孔内后，该多边形插接管上的径向锁定杆朝向对应的多边形插接孔内的环形卡槽；当旋喷钻杆的转速超过设定值时，旋喷钻杆上的径向锁定杆将在离心力作用下克服拉簧的拉力，沿径向滑套往外滑动，并使径向锁定杆的外端插入对应的环形卡槽内。4.根据权利要求3所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述径向滑套与径向安装孔之间通过螺纹连接。5.根据权利要求1或2或3所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机之间的安装平台上还设有钻管安装装置，该钻管安装装置包括设置在安装平台上的钻管放置架及机械手，其中钻管放置架用于放置旋喷钻杆的连接钻管，机械手用于将钻管放置架上的连接钻管搬运并安装到用于施工斜桩的高压旋喷桩机的
旋喷钻杆上，或者用于将用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上的连接钻管拆下并放置到钻管放置架上。6.根据权利要求5所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述钻管放置架包括设置在安装平台上的底架、通过竖直轴杆转动设置在底架上的转动支架及驱动转动支架绕竖直轴杆转动的旋转驱动装置，所述转动支架上设有若干绕竖直轴杆周向均匀分布竖向插装孔，竖向插装孔用于插装旋喷钻杆的连接钻管。7.根据权利要求2或3所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述高压旋喷桩机还包括通过水平轴转动设置在车架上的转动座及用于驱动转动座旋转的转动座旋转执行机构，所述支撑塔杆固定在转动座上。8.根据权利要求1或2或3所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述水泥搅拌器包括用于搅拌水泥的上搅拌桶、设置在上搅拌桶的底部的下料管、设置在下料管上的第一开关阀门、位于上搅拌桶下方的水泥浆存储桶及设置在水泥浆存储桶底部的出料管，水泥浆存储桶用于接收由下料管排出的水泥浆，所述供料管道包括连接水泥供料泵的进口与出料管的供料输入管、与水泥供料泵的出口连接的供料输出管及若干支路管道，支路管道与桩机组的高压旋喷桩机一一对应，支路管道的一端与供料输出管连接，支路管道的另一端与对应的高压旋喷桩机的水泥注浆口连接。9.根据权利要求1或2或3或所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，所述桩机组还包括一台设置在安装平台上的用于施工竖桩的高压旋喷桩机，两台用于施工斜桩的高压旋喷桩机位于用于施工竖桩的高压旋喷桩机的同一侧，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆呈竖直分布，且安装平台上设有竖向过孔，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆穿过竖向过孔，所述旋喷钻杆包括钻身，钻身由若干段依次连接的连接钻管组成。10.根据权利要求9所述的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，其特征是，用于施工竖桩的高压旋喷桩机的一侧的安装平台上也设有钻管安装装置，该钻管安装装置包括设置在安装平台上的钻管放置架及机械手，其中钻管放置架用于放置旋喷钻杆的连接钻管，机械手用于将钻管放置架上的连接钻管搬运并安装到用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上，或者用于将用于施工竖桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆上的连接钻管拆下并放置到钻管放置架上。
技术总结本实用新型公开了一种地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统，旨在提供一种不仅能够有效提高隧道加固施工效率，而且能够对隧道进行多角度的支撑，隧道加固效果好的地铁隧道内多角度水泥土桩施工系统。它包括行走车,行走车上设有安装平台；桩机组，桩机组包括两台设置在安装平台上的用于施工斜桩的高压旋喷桩机，其中一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的左侧倾斜；另一台用于施工斜桩的高压旋喷桩机的旋喷钻杆往安装平台的右侧倾斜；水泥供应装置，水泥供应装置包括设置在安装平台上的水泥供料泵及水泥搅拌器，水泥搅拌器用于搅拌水泥，水泥供料泵通过供料管道将水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。水泥搅拌器搅拌好的水泥供给高压旋喷桩机。
技术研发人员：李家正 胡黎 雷小峰 吴克山 况海龙
受保护的技术使用者：浙江大通建设科技有限公司
技术研发日：2021.10.19
技术公布日：2022/7/5
