本發(fā)明涉及電力施工，尤其涉及一種高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的施工裝置、施工方法及構(gòu)造。

背景技術(shù)：

1、中國的經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展迅猛，社會對電力的需求也在快速增長，高壓、超高壓、特高壓等各種電壓等級的輸電線路建設(shè)正如火如荼的展開?；A(chǔ)工程是輸電線路工程建設(shè)的重要組成部分，它的造價、工期和勞動消耗量在整個線路工程中占很大比重，同時輸電線路基礎(chǔ)工程關(guān)系整條線路的運行安全，一旦某個鐵塔基礎(chǔ)出現(xiàn)塌陷、滑坡、拔出等安全事故，整條線路運行將面臨癱瘓。

2、國家電網(wǎng)公司正在全面推行輸電線路全過程機(jī)械化施工技術(shù)，但傳統(tǒng)輸電線路桿塔基礎(chǔ)型式施工機(jī)械化率較低、施工周期長。同時，隨著輸電線路桿塔技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)基礎(chǔ)對一些新型桿塔型式(窄基塔、多回路自立桿等)的適用性較差，容易出現(xiàn)受力不合理、指標(biāo)偏大等問題。因此有必要針對山區(qū)、平地、泥沼等不同地質(zhì)，鐵塔、自立桿、窄基塔等不同塔型，創(chuàng)新研制出一系列適應(yīng)輸電線路全過程機(jī)械化施工的新型桿塔基礎(chǔ)型式。

3、在河網(wǎng)泥沼等軟土地區(qū)，輸電線路桿塔基礎(chǔ)的常規(guī)型式主要有大板基礎(chǔ)、剛性臺階基礎(chǔ)和灌注樁基礎(chǔ)。板式基礎(chǔ)、剛性臺階基礎(chǔ)開挖量大、基礎(chǔ)鋼筋、混凝土用量較大，基礎(chǔ)造價高，機(jī)械化施工率低；灌注樁基礎(chǔ)，因承載力要求，往往直徑和樁長都較大，而受路況、地形限制，部分塔位一般大型機(jī)械很難到達(dá)立塔位置，小型機(jī)械又達(dá)不到樁徑要求。針對這種情況，需要配置更合理的基礎(chǔ)型式，以減小施工難度和工程量，減少對自然環(huán)境的破壞，降低工程造價，便于機(jī)械化施工。

4、螺旋錨基礎(chǔ)由鋼材制作，由一個或多個螺旋錨盤焊接在一個鋼管上組合而成。通過在螺旋錨頂部施加扭矩可以進(jìn)行快速安裝，扭矩可通過挖機(jī)連接驅(qū)動頭總成或者改進(jìn)的旋挖鉆機(jī)進(jìn)行施加，基礎(chǔ)施工的機(jī)械化程度高。另外螺旋錨基礎(chǔ)還具有以下優(yōu)點：1.即可提供上拔荷載又可提供下壓荷載；2.可以通過安裝扭矩評估和校核承載力；3.可以呈一定角度傾斜安裝；4.安裝完成后可以立即提供承載力。最近10年，螺旋錨基礎(chǔ)作為輸電線路基礎(chǔ)的使用有了相當(dāng)大的增長。螺旋錨主要應(yīng)用于強(qiáng)度較好的黏土、砂土地層。而浙江地區(qū)大量存在的的淤泥、淤泥質(zhì)土具有高含水率，高孔隙比，抗剪強(qiáng)度低，擾動性大等特點。螺旋錨應(yīng)用于淤泥、淤泥質(zhì)土?xí)r，存在承載力遠(yuǎn)低于預(yù)期，防腐能力差等問題。螺旋錨往往需要安裝到很深的深度以確保承載力足夠。但是，在塔基上使用深樁經(jīng)濟(jì)性較差。深度較大時，螺旋錨安裝過程中遇到孤石的風(fēng)險大大增大，有時會存在無法打入的問題。此外，深度較大時，螺旋錨受壓發(fā)生屈曲的風(fēng)險增大，這需要增加螺旋錨的錨桿直徑或壁厚，又進(jìn)一步降低了螺旋錨的經(jīng)濟(jì)性。螺旋錨安裝過程中存在一定的安裝擾動，淤泥，淤泥質(zhì)土擾動性大的特點限制了螺旋錨承載力的發(fā)揮。

5、為了解決上述問題，公開日2019.03.22的中國專利“cn109505305?a高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)及其制作方法”提出了一種高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)。高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)由旋噴式螺旋錨和環(huán)繞并包裹旋噴式螺旋錨的水泥土外樁組成。該新型基礎(chǔ)利用高壓旋噴水泥漿液作為土壤改良的手段，以減輕與錨安裝相關(guān)的擾動，增強(qiáng)擾動區(qū)域內(nèi)的土壤性能并大大增加錨桿的直徑。理論分析表明高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的承載力相比普通螺旋錨會顯著提高。但該發(fā)明中提到的一些想法無法實施落地，比如豎向噴嘴設(shè)置后存在堵孔問題，噴漿管的細(xì)部構(gòu)造沒有考慮，未考慮大直徑螺旋錨的旋噴注漿方案等。故目前沒有相應(yīng)的施工機(jī)械和方法施工高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)，無法驗證高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的可行性，限制了高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的推廣應(yīng)用。

6、基于此，本案由此提出。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的施工裝置，對背景技術(shù)方案中無法落地實施的點進(jìn)行修正，驗證了高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的可行性，推動高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的推廣應(yīng)用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的施工裝置，包括高壓旋噴式螺旋錨、高壓注漿系統(tǒng)、動力旋進(jìn)系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)接頭，所述高壓旋噴式螺旋錨包括法蘭盤、錨桿、螺旋型的錨盤、噴漿管和錨頭；

4、所述錨桿的上端與法蘭盤固定，法蘭盤通過旋轉(zhuǎn)接頭與所述動力旋進(jìn)系統(tǒng)連接，所述錨桿內(nèi)設(shè)有注漿管路，旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)設(shè)有注漿通道，注漿通道的一端通過管路與所述高壓注漿系統(tǒng)的輸出端連通，注漿通道的另一端與所述注漿管路連通；

5、所述錨盤設(shè)置在錨桿外壁處，噴漿管的一端位于錨桿內(nèi)并與所述注漿管路連通，噴漿管的另一端伸出錨桿且伸出段部分嵌于錨盤內(nèi)，部分位于錨盤外，所述噴漿管上設(shè)有相對于錨桿的法向噴射噴嘴和切向噴射噴嘴，切向噴射噴嘴位于背向旋進(jìn)方向一側(cè)；

6、所述錨頭固定在錨桿底部。

7、進(jìn)一步的，所述高壓注漿系統(tǒng)包括高壓注漿機(jī)和水泥漿攪拌桶，所述水泥漿攪拌桶通過攪拌水泥和水提供噴射所需的水泥漿液，所述高壓注漿機(jī)為水泥漿液提供高壓，其輸入端通過管路抽取水泥漿攪拌桶內(nèi)的水泥漿液，其輸出端通過管路與旋轉(zhuǎn)接頭內(nèi)的注漿通道連通。

8、進(jìn)一步的，所述動力旋進(jìn)系統(tǒng)包括驅(qū)動頭總成、機(jī)械臂、移動部和動力部，所述驅(qū)動頭總成安裝在機(jī)械臂上，旋轉(zhuǎn)接頭固定在驅(qū)動頭總成的旋轉(zhuǎn)輸出端上，所述動力部用于給驅(qū)動頭總成、機(jī)械臂、移動部提供動力，驅(qū)動頭總成用于給高壓旋噴式螺旋錨施加扭矩，機(jī)械臂用于調(diào)整高壓旋噴式螺旋錨的安裝角度、施加下壓力或施加上拔力，所述機(jī)械臂和動力部安裝在移動部上，通過移動部進(jìn)行位置的轉(zhuǎn)移。

9、進(jìn)一步的，所述法蘭盤與旋轉(zhuǎn)接頭連接的面上設(shè)有淺槽，淺槽處放置有密封圈。

10、進(jìn)一步的，所述高壓旋噴式螺旋錨包括擋板，擋板固定在噴漿管朝向旋進(jìn)方向的一側(cè)，且擋板的長度大于噴漿管露出錨桿的長度。

11、進(jìn)一步的，所述錨桿的直徑小于630mm，錨桿上端開口且中空，所述錨桿的中空部形成所述注漿管路，所述錨頭采用錐形頭。

12、進(jìn)一步的，所述錨桿的直徑大于等于630mm，錨桿兩端開口且中空，所述錨桿的中空部通過固定板安裝有作為注漿管路的內(nèi)置管道，所述錨頭包括垂直焊接固定的小錐形頭板和大錐形頭板，所述旋轉(zhuǎn)接頭與法蘭盤之間設(shè)置轉(zhuǎn)換接頭。

13、本發(fā)明的目的之二在于提供一種高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的構(gòu)造，包括上述高壓旋噴式螺旋錨。

14、本發(fā)明的目的之三在于提供一種高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的施工方法，基于上述高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的施工裝置，包括以下步驟：

15、s1.動力旋進(jìn)系統(tǒng)組裝，高壓注漿系統(tǒng)組裝，高壓旋噴式螺旋錨于待打入點就位；

16、s2.高壓注漿系統(tǒng)進(jìn)行并通過旋噴壓力和密封效果測試；

17、s3.水泥漿液制作；

18、s4.高壓注漿機(jī)抽取水泥漿液加壓注入高壓旋噴式螺旋錨，注漿壓力不高于2mpa；

19、s5.將高壓旋噴式螺旋錨所有噴嘴旋入地面以下后，將注漿壓力增大至20mpa以上；

20、s6.維持轉(zhuǎn)速5～15轉(zhuǎn)/min，平均下降速度5～15cm/min，平均下降速度通過將高壓旋噴式螺旋錨旋擰到指定深度后，再反轉(zhuǎn)反旋上來，上下來回反復(fù)噴漿進(jìn)行控制，同時通過上提或下壓挖機(jī)小臂進(jìn)行輔助控制，直至高壓旋噴式螺旋錨旋擰到目標(biāo)深度；

21、s7.到達(dá)目標(biāo)深度后，先停止旋進(jìn)，后停止注漿，將上部動力旋進(jìn)系統(tǒng)和高壓注漿系統(tǒng)與高壓旋噴式螺旋錨在法蘭盤處分離；

22、s8.將下一根高壓旋噴式螺旋錨與上部動力旋進(jìn)系統(tǒng)和高壓注漿系統(tǒng)連接，并通過移動部移動至待打入點就位；

23、s9.重復(fù)步驟s2～s7，直至最后一根高壓旋噴式螺旋錨施工完畢；

24、s10.高壓注漿系統(tǒng)清洗；

25、s11.高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)凝固一定時間后，鉆取旋噴加固體巖芯進(jìn)行室內(nèi)力學(xué)物理性試驗，或進(jìn)行基礎(chǔ)靜載試驗，符合設(shè)計要求后，進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工。

26、進(jìn)一步的，在步驟s6中，當(dāng)錨桿直徑大于等于630mm時，高壓旋噴式螺旋錨一次只旋進(jìn)一個螺距的深度，到達(dá)指定深度后，反轉(zhuǎn)高壓旋噴式螺旋錨，待該深度范圍內(nèi)漿液量達(dá)到設(shè)計值后，再向下正轉(zhuǎn)旋進(jìn)一個螺距的深度，直至高壓旋噴式螺旋錨旋擰到目標(biāo)深度。

27、本發(fā)明的優(yōu)點在于：對公開日2019.03.22的中國專利“cn109505305?a高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)及其制作方法”發(fā)明中無法落地實施的點進(jìn)行修正，研發(fā)了相關(guān)設(shè)備驗證了修正后新型高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的可行性，例如取消了豎直噴嘴，設(shè)計了切向和法向的兩種噴嘴，避免了噴嘴堵塞的情況，在錨體螺旋向下鉆進(jìn)時實現(xiàn)高壓旋噴，利用高壓旋噴水泥漿液作為土壤改良的手段，以減輕與錨安裝相關(guān)的擾動，增強(qiáng)擾動區(qū)域內(nèi)的土壤性能并大大增加錨桿的直徑以提高抗屈曲能力，同時考慮了大直徑螺旋錨的旋噴注漿方案，能有力推動高壓旋噴式螺旋錨復(fù)合基礎(chǔ)的推廣應(yīng)用。