阅读说明：本技术 洞内多角度水泥土桩施工设备及隧道加固施工方法 (Multi-angle cement-soil pile construction equipment in tunnel and tunnel reinforcing construction method ) 是由 刘兴旺 胡黎 江恩德 唐登 李家正 于 2020-04-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种洞内多角度水泥土桩施工设备及隧道加固施工方法,旨在提供一种能够有效简化隧道加固施工步骤,提高施工效率,并且隧道加固效果好的洞内多角度水泥土桩施工设备及隧道加固施工方法。洞内多角度水泥土桩施工设备,包括高压旋喷桩机,高压旋喷桩机包括车体、行走机构、工作平台、钻杆装置、旋转式塔杆机构及动力头,旋转式塔杆机构包括通过水平轴转动设置在工作平台上的转动座、用于驱动转动座旋转的转动座旋转执行机构、转动设置在转动座上的支撑塔杆、设置在转动座上用于驱动支撑塔杆旋转的塔杆旋转执行机构、设置在支撑塔杆上的导轨、沿导轨滑动的滑动座,动力头设置在滑动座上用于驱动旋喷钻杆旋转。(The invention discloses multi-angle cement-soil pile construction equipment in a tunnel and a tunnel reinforcing construction method, and aims to provide the multi-angle cement-soil pile construction equipment in the tunnel and the tunnel reinforcing construction method which can effectively simplify tunnel reinforcing construction steps, improve construction efficiency and have a good tunnel reinforcing effect. Multi-angle soil cement pile construction equipment in hole, spout the stake machine soon including the high pressure, the high pressure spouts the stake machine soon and includes the automobile body, running gear, work platform, the drilling rod device, rotation type tower pole mechanism and unit head, rotation type tower pole mechanism includes rotates the rotation seat that sets up on work platform through the horizontal axis, be used for the rotatory rotation seat rotary actuator who rotates the seat of drive, rotate the support tower pole that sets up on rotating the seat, the setting is used for the rotatory tower pole rotary actuator who supports the tower pole of drive on rotating the seat, the guide rail of setting on supporting the tower pole, along the gliding sliding seat of guide rail, the unit head setting is used for the drive to spout the drilling rod rotation soon on the sliding seat.)

洞内多角度水泥土桩施工设备及隧道加固施工方法

技术领域

本发明涉及一种高压旋喷注浆施工领域，具体涉及一种洞内多角度水泥土桩施工设备及隧道加固施工方法。

背景技术

目前，隧道（例如地铁隧道）在施工完成后，会出现需要对某段隧道进行加固，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和施工方法，以简化施工步骤，提高施工效率和隧道加固效果，意义重大。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能够有效简化隧道加固施工步骤，提高施工效率，并且隧道加固效果好的洞内多角度水泥土桩施工设备及隧道加固施工方法。

本发明的技术方案是：

一种洞内多角度水泥土桩施工设备，包括高压旋喷桩机，高压旋喷桩机包括车体、行走机构、工作平台、钻杆装置、旋转式塔杆机构及动力头，所述旋转式塔杆机构包括通过水平轴转动设置在工作平台上的转动座、用于驱动转动座旋转的转动座旋转执行机构、转动设置在转动座上的支撑塔杆、设置在转动座上用于驱动支撑塔杆旋转的塔杆旋转执行机构、设置在支撑塔杆上的导轨、沿导轨滑动的滑动座及用于驱动滑动座的滑动座移动执行机构，所述水平轴与支撑塔杆的旋转轴相垂直，所述钻杆装置包括设置在支撑塔杆上的旋喷钻杆，所述旋喷钻杆与导轨相平行，旋喷钻杆的底部设有高压旋喷孔和钻头，所述动力头设置在滑动座上用于驱动旋喷钻杆旋转。

本方案的洞内多角度水泥土桩施工设备通过高压旋喷桩机直接行驶至隧道内，可以在隧道等洞内由内向外直接施工高压旋喷桩对隧道进行加固；具体的，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。更重要的是，支撑塔杆能够进行旋转，因而可以通过调节旋喷钻杆处于竖直状态，在隧道的正下方施工竖向高压旋喷桩；通过调节旋喷钻杆处于倾斜状态，在隧道的右下方施工右倾高压旋喷桩以及在隧道的左下方施工左倾高压旋喷桩，从而通过竖向高压旋喷桩、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，隧道加固效果好。

作为优选，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，钻杆尾部上设有水泥注浆口和注气口，所述钻身包括若干段依次连接的单孔管，单孔管的内孔构成注浆管路，所述高压旋喷孔设置在钻杆头部的侧壁上，高压旋喷孔与注浆管路相连通，所述钻头设置在钻杆头部的下端。本方案的钻杆装置的钻身采用的是单孔管，其不仅构造简单，可以降低制作成本，而且单孔管内没有布线管孔，也没有数据线等，因而钻杆装置可以实现连续同向的旋喷（例如顺时针连续旋转喷射），极大的提高施工效率。

作为优选，任意相邻的两段单孔管之间通过连接管相连接，所述连接管与单孔管之间通过插接式连接结构相连接，所述插接式连接结构包括：防转连接结构，防转连接结构包括同轴设置在连接管端部上的多边形插接管、设置在多边形插接管的外侧面上的径向限位孔、设置在单孔管端部用于与多边形插接管配合的多边形插接孔、设置在单孔管的外侧面上并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连接螺栓，所述多边形插接管插设在多边形插接孔内，所述连接螺栓的端部设有与径向限位孔配合的定位柱，所述连接螺栓与径向螺栓孔通过螺纹连接，连接螺栓上的定位柱插入径向限位孔内。本方案的防转连接结构的多边形插接管与多边形插接孔配合，能够可靠的承受钻杆装置在旋转施工过程中产生的旋转剪力；而连接螺栓仅用于限制单孔管的轴向移动，不用承受钻杆装置在旋转施工过程中产生的旋转剪力，因而本方案的单孔管之间的连接结构稳定可靠。

作为优选，插接式连接结构还包括密封连接结构，密封连接结构包括设置在多边形插接管的端部上的密封圆管及设置在多边形插接孔的孔底的密封圆孔，所述密封圆管插设在密封圆孔内，密封圆管与密封圆孔之间密封连接。

作为另一种优选，插接式连接结构还包括密封连接结构，密封连接结构包括设置在多边形插接管的端部上的密封圆管、滑动套设在密封圆管上的浮动密锥套、位于浮动密锥套与多边形插接管的端部之间的弹性件及设置在多边形插接孔的孔底的锥形密封孔，所述浮动密锥套与密封圆管之间滑动密封连接，所述浮动密锥套的外周面呈圆锥形，所述锥形密封孔与浮动密锥套相配合，浮动密锥套插设在锥形密封孔内；所述径向限位孔为锥形限位孔，径向限位孔的内径由孔口往孔底逐渐减小，所述定位柱为锥形定位柱；在所述定位柱插入径向限位孔的过程中，将带动浮动密锥套往锥形密封孔内移动，以使浮动密锥套的外壁表面紧靠在锥形密封孔的内壁表面上并压缩所述弹性件，弹性件被压缩后将提供弹性力，使浮动密锥套的外壁表面压紧在锥形密封孔的内壁表面上。如此，通过定位柱插入径向限位孔的过程中来提供压紧力，使浮动密锥套的外壁表面紧靠在锥形密封孔的内壁表面上并压缩所述弹性件的压紧力，并通过弹性件的弹性形变来储存该压紧力，弹性件被压缩后将提供弹性力，使浮动密锥套的外壁表面压紧在锥形密封孔的内壁表面上，从而保证浮动密锥套与锥形密封孔的密封连接，以保证连接管与单孔管之间的密封连接；同时，通过弹性件的弹性形变，来保证连接螺栓的安装不受影响。

作为优选，钻杆尾部包括与钻身上端的单孔管相连接的尾部管体及套设置在尾部管体上的输入管，且输入管与尾部管体之间能够相对转动，所述水泥注浆口和注气口设置在输入管上，所述输入管通过连接件固定在支撑塔杆上，所述动力头用于驱动旋喷钻杆的钻身旋转。

作为优选，转动座旋转执行机构为第一油缸，所述塔杆旋转执行机构为第二油缸。

作为优选，所述行走机构为履带行走机构或橡胶车轮行走机构或适用于在铁轨上行走的铁轮行走机构。

一种隧道加固施工方法，依次包括以下步骤：

（一），高压旋喷桩机行驶至隧道内的指定位置；

（二），施工某一段隧道的正下方的竖向高压旋喷桩，具体施工步骤如下：

第一，通过转动座旋转执行机构驱动转动座旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于竖直面内；通过塔杆旋转执行机构驱动支撑塔杆旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于竖直状态；

第二，高压旋喷桩机利用的旋喷钻杆在隧道内直接向下进行垂直钻孔，旋喷钻杆穿过隧道的内壁，使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，从而隧道在内壁的正下方形成竖直分布的竖向高压旋喷桩，通过竖向高压旋喷桩对隧道进行支撑；然后将旋喷钻杆提起至隧道内；

再接着，高压旋喷桩机沿隧道行驶设定距离；

第三；返回第二步骤，直至完成该段隧道下方的竖向高压旋喷桩的施工；

（三），施工某一段隧道的右下方的右倾高压旋喷桩，右倾高压旋喷桩与竖向高压旋喷桩位于同一段隧道的下方；具体施工步骤如下：

通过转动座旋转执行机构驱动转动座旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于竖直面内；通过塔杆旋转执行机构驱动支撑塔杆往右旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于倾斜状态，旋喷钻杆的倾斜角度为0-90度；

第二，高压旋喷桩机利用的旋喷钻杆在隧道内直接向右下方进行钻孔，旋喷钻杆穿过隧道的内壁，使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，从而隧道在内壁的右下方形成倾斜分布的右倾高压旋喷桩，通过右倾高压旋喷桩对隧道进行支撑；然后将旋喷钻杆提起至隧道内；

再接着，高压旋喷桩机沿隧道行驶设定距离；

第三；返回第二步骤，直至完成该段隧道下方的右倾高压旋喷桩的施工；

施工某一段隧道的左下方的左倾高压旋喷桩，左倾高压旋喷桩与竖向高压旋喷桩位于同一段隧道的下方；具体施工步骤如下：

通过转动座旋转执行机构驱动转动座旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于竖直面内；通过塔杆旋转执行机构驱动支撑塔杆往左旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于倾斜状态，旋喷钻杆的倾斜角度为0-90度；

第二，高压旋喷桩机利用的旋喷钻杆在隧道内直接向左下方进行钻孔，旋喷钻杆穿过隧道的内壁，使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，从而隧道在内壁的左下方形成倾斜分布的左倾高压旋喷桩，通过左倾高压旋喷桩对隧道进行支撑；然后将旋喷钻杆提起至隧道内；

再接着，高压旋喷桩机沿隧道行驶设定距离；

第三；返回第二步骤，直至完成该段隧道下方的左倾高压旋喷桩的施工。如此，可以通过竖向高压旋喷桩、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，隧道加固效果好。

本发明的有益效果是：能够有效简化隧道加固施工步骤，提高施工效率，并且隧道加固效果好。

附图说明

图1是本发明的洞内多角度水泥土桩施工设备的支撑塔杆处于倾斜状态的一种结构示意图。

图2是本发明的洞内多角度水泥土桩施工设备的支撑塔杆处于竖直状态的一种结构示意图。

图3是本发明的钻杆装置的一种结构示意图。

图4是本发明的具体实施例二的连接管与单孔管装配前的一种局部结构示意图。

图5是本发明的具体实施例三的连接管与单孔管装配前的一种局部结构示意图。

图6是本发明的具体实施例三的连接管与单孔管装配后的一种局部结构示意图。

图7是本发明的具体实施例五的隧道加固施工方法中施工竖向高压旋喷桩的一种局部结构示意图。

图8是本发明的具体实施例五的隧道加固施工方法中施工右倾高压旋喷桩的一种局部结构示意图。

图9是本发明的具体实施例五的隧道加固施工方法中施工左倾高压旋喷桩的一种局部结构示意图。

图中：

高压旋喷桩机1a；

行走机构2a；

工作平台3a；

旋转式塔杆机构4 a：

水平轴4a.0，转动座4a.1，支撑塔杆4a.2，塔杆旋转执行机构4a.3，导轨4a.4，滑动座4a.5，转动座旋转执行机构4a.6；

钻杆装置5 a：

钻身1，单孔管1.1；

钻杆头部2，高压旋喷孔2.1，钻头2.2，头部管体2.3；

钻杆尾部3，水泥注浆口3.1，注气口3.2，尾部管体3.3，输入管3.4；

连接管4；

防转连接结构5，多边形插接管5.1，多边形插接孔5.2，径向螺栓孔5.3，连接螺栓5.4，定位柱5.5，径向限位孔5.6；

密封连接结构6，密封圆管6.1，密封圆孔6.2，浮动密锥套6.3，弹性件6.4，锥形密封孔6.5；

动力头6 a；

隧道7a；

竖向高压旋喷桩8a；

右倾高压旋喷桩9a；

左倾高压旋喷桩10a。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明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发明的优选实施例，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，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，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，而不能解释为对本发明方案的限制。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明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。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，“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。

在本发明中，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发明中的具体含义。

具体实施例一：如图1 、图2、图3所示，一种洞内多角度水泥土桩施工设备，包括高压旋喷桩机1a。高压旋喷桩机包括车体、行走机构2a、工作平台3a、钻杆装置5 a、旋转式塔杆机构4 a及动力头6 a。行走机构设置在车体上，用于驱动高压旋喷桩机行走。工作平台设置在车体上。旋转式塔杆机构包括通过水平轴4a.0转动设置在工作平台上的转动座4a.1、用于驱动转动座旋转的转动座旋转执行机构4a.6、转动设置在转动座上的支撑塔杆4a.2、设置在转动座上用于驱动支撑塔杆旋转的塔杆旋转执行机构4a.3、设置在支撑塔杆上的导轨4a.4、沿导轨滑动的滑动座4a.5及用于驱动滑动座的滑动座移动执行机构。本实施例中，水平轴与工作平台的前后方向相垂直，工作平台的前后方向与高压旋喷桩机的前后方向一致。水平轴与支撑塔杆的旋转轴相垂直。导轨与水平轴相垂直。支撑塔杆的旋转轴与水平轴相垂直。支撑塔杆与导轨相平行。钻杆装置5a包括设置在支撑塔杆上的旋喷钻杆。旋喷钻杆与导轨相平行。旋喷钻杆的底部设有高压旋喷孔2.1和钻头2.2。动力头设置在滑动座上用于驱动旋喷钻杆旋转。动力头包括用于驱动旋喷钻杆旋转的驱动电机。本实施例中，高压旋喷桩机由现有的高压旋喷桩机改装而成，其中车体、行走机构、工作平台与动力头为现有技术。

本实施例的洞内多角度水泥土桩施工设备通过高压旋喷桩机直接行驶至隧道内，可以在隧道等洞内由内向外直接施工高压旋喷桩对隧道进行加固；具体的，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。更重要的是，支撑塔杆能够进行旋转，因而可以通过调节旋喷钻杆处于竖直状态，在隧道的正下方施工竖向高压旋喷桩；通过调节旋喷钻杆处于倾斜状态，在隧道的右下方施工右倾高压旋喷桩以及在隧道的左下方施工左倾高压旋喷桩，从而通过竖向高压旋喷桩、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，隧道加固效果好。

具体的，行走机构为履带行走机构，或橡胶车轮行走机构，或适用于在铁轨上行走的铁轮行走机构，或履带行走机构和铁轮行走机构组成，或橡胶车轮行走机构与铁轮行走机构组成。铁轮行走机构的具体结构参照火车的铁轮行走机构。橡胶车轮行走机构参照工程车的车轮行走机构。

转动座旋转执行机构为第一油缸，第一油缸的一端铰接在工作平台上，第一油缸的另一端铰接在转动座上；塔杆旋转执行机构为第二油缸，第二油缸的端铰接在转动座上，第二油缸的另一端铰接在支撑塔杆上；滑动座移动执行机构为设置在支撑塔杆上的第三油缸。

支撑塔杆上设有第一滑动座限位块与第二滑动座限位块，滑动座位于第一滑动座限位块与第二滑动座限位块之间，通过第一滑动座限位块与第二滑动座限位块对滑动座的移动距离进行限位。

进一步的，如图3所示，旋喷钻杆包括钻身1、设置在钻身下端的钻杆头部2及设置在钻身上端的钻杆尾部3。钻杆尾部上设有水泥注浆口3.1和注气口3.2。动力头用于驱动旋喷钻杆的钻身旋转。钻身包括若干段依次连接的单孔管1.1。单孔管的内孔构成注浆管路。高压旋喷孔2.1设置在钻杆头部的侧壁上，高压旋喷孔与注浆管路相连通。钻头2.2设置在钻杆头部的下端。由于钻杆装置的钻杆头部的下端设有钻头，因而高压旋喷桩机可以直接利用该钻杆装置进行钻孔，从而带动钻杆头部的高压旋喷孔钻入设定深度；接着直接利用钻杆装置进行高压喷射注浆，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。另一方面，由于钻杆装置的钻身采用的是单孔管，其不仅构造简单，可以降低制作成本，而且单孔管内没有布线管孔，也没有数据线等，因而钻杆装置可以实现连续同向的旋喷（例如顺时针连续旋转喷射），极大的提高施工效率。

具体的，钻杆尾部包括与钻身上端的单孔管相连接的尾部管体3.3及套设置在尾部管体上的输入管3.4。输入管与尾部管体之间能够相对转动。水泥注浆口和注气口设置在输入管上。输入管通过连接件固定在支撑塔杆上。

钻杆头部包括与钻身下端的单孔管相连接的头部管体2.3，头部管体的上端与钻身下端的单孔管相连通，头部管体的下端封闭。钻头设置在头部管体的下端。高压旋喷孔设置在头部管体的侧壁上。

本实施例中，单孔管为金属管。

任意相邻的两段单孔管之间通过连接管4相连接。连接管与单孔管之间通过插接式连接结构相连接。

具体实施例二：本实施例的具体结构参照具体实施例一，其不同之处在于：

如图3 、图4所示，插接式连接结构包括防转连接结构5与密封连接结构6。防转连接结构包括同轴设置在连接管端部上的多边形插接管5.1、设置在多边形插接管的外侧面上的径向限位孔5.6、设置在单孔管端部用于与多边形插接管配合的多边形插接孔5.2、设置在单孔管的外侧面上并与多边形插接孔相连通的径向螺栓孔5.3及与径向螺栓孔配合的连接螺栓5.4。多边形插接管插设在多边形插接孔内。本实施例中，多边形插接管插为正多边形插接管插，多边形插接孔为正多边形插接孔。连接螺栓的端部设有与径向限位孔配合的定位柱5.5。连接螺栓与径向螺栓孔通过螺纹连接，连接螺栓上的定位柱插入径向限位孔内。径向限位孔为盲孔。本实施例中，径向限位孔为圆柱孔，定位柱为圆柱。

密封连接结构6包括设置在多边形插接管的端部上的密封圆管6.1及设置在多边形插接孔的孔底的密封圆孔6.2。密封圆管插设在密封圆孔内，密封圆管与密封圆孔之间密封连接，本实施例中，密封圆管与密封圆孔之间通过硬密封连接，或密封圆管与密封圆孔之间通过橡胶密封圈密封连接。

本实施例的防转连接结构的多边形插接管与多边形插接孔配合，能够可靠的承受钻杆装置在旋转施工过程中产生的旋转剪力；而连接螺栓仅用于限制单孔管的轴向移动，不用承受钻杆装置在旋转施工过程中产生的旋转剪力，因而本方案的单孔管之间的连接结构稳定可靠。

进一步的，径向螺栓孔为沉孔，所述连接螺栓的头部沉入所述沉孔内。

具体实施例三：本实施例的具体结构参照具体实施例一，其不同之处在于：

如图3 、图5、图6所示，插接式连接结构包括防转连接结构5与密封连接结构6。防转连接结构包括同轴设置在连接管端部上的多边形插接管5.1、设置在多边形插接管的外侧面上的径向限位孔5.6、设置在单孔管端部用于与多边形插接管配合的多边形插接孔5.2、设置在单孔管的外侧面上并与多边形插接孔相连通的径向螺栓孔5.3及与径向螺栓孔配合的连接螺栓5.4。多边形插接管插设在多边形插接孔内。本实施例中，多边形插接管插为正多边形插接管插，多边形插接孔为正多边形插接孔。连接螺栓的端部设有与径向限位孔配合的定位柱5.5。连接螺栓与径向螺栓孔通过螺纹连接，连接螺栓上的定位柱插入径向限位孔内。径向限位孔为盲孔。本实施例中，径向限位孔5.6为锥形限位孔，径向限位孔的内径由孔口往孔底逐渐减小。定位柱5.5为锥形定位柱。

密封连接结构6包括设置在多边形插接管的端部上的密封圆管6.1、滑动套设在密封圆管上的浮动密锥套6.3、位于浮动密锥套与多边形插接管的端部之间的弹性件6.4及设置在多边形插接孔的孔底的锥形密封孔6.5。浮动密锥套与密封圆管之间滑动密封连接，本实施例中，浮动密锥套与密封圆管之间通过硬密封连接，或浮动密锥套与密封圆管之间通过橡胶密封圈密封连接。浮动密锥套的外周面呈圆锥形。锥形密封孔与浮动密锥套相配合，浮动密锥套插设在锥形密封孔内。弹性件为弹簧或弹簧垫圈或弹性橡胶垫片。

在所述定位柱插入径向限位孔的过程中，将带动浮动密锥套往锥形密封孔内移动，以使浮动密锥套的外壁表面紧靠在锥形密封孔的内壁表面上并压缩所述弹性件，弹性件被压缩后将提供弹性力，使浮动密锥套的外壁表面压紧在锥形密封孔的内壁表面上。如此，通过定位柱插入径向限位孔的过程中来提供压紧力，使浮动密锥套的外壁表面紧靠在锥形密封孔的内壁表面上并压缩所述弹性件的压紧力，并通过弹性件的弹性形变来储存该压紧力，弹性件被压缩后将提供弹性力，使浮动密锥套的外壁表面压紧在锥形密封孔的内壁表面上，从而保证浮动密锥套与锥形密封孔的密封连接，以保证连接管与单孔管之间的密封连接；同时，通过弹性件的弹性形变，来保证连接螺栓的安装不受影响。

进一步的，径向螺栓孔为沉孔，所述连接螺栓的头部沉入所述沉孔内。

具体实施例四：本实施例的具体结构参照具体实施例二或具体实施例三，其不同之处在于：

尾部管体的下端设有铆接管，铆接管与钻身上端的单孔管之间通过插接式连接结构相连接，该插接式连接结构的具体结构参照连接管与单孔管之间通过插接式连接结构。

头部管体的上端与钻身下端的单孔管之间通过连接管相连接，该连接管的具体结构参照用于相邻的两段单孔管之间的连接管。连接管与头部管体之间也通过插接式连接结构相连接，该插接式连接结构的具体结构参照连接管与单孔管之间通过插接式连接结构。

具体实施例五：一种隧道加固施工方法，采用洞内多角度水泥土桩施工设备进行施工，洞内多角度水泥土桩施工设备的具体结构参照具体实施例一或具体实施例二或具体实施例三或具体实施例四。

一种隧道加固施工方法，依次包括以下步骤：

（一），高压旋喷桩机行驶至隧道内的指定位置；

（二），如图7所示，施工某一段隧道7a的正下方的竖向高压旋喷桩8a，具体施工步骤如下：

第一，通过转动座旋转执行机构驱动转动座旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于竖直面内，本实施例中，该竖直面与高压旋喷桩机的行走方向相垂直；通过塔杆旋转执行机构驱动支撑塔杆旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于竖直状态；

第二，高压旋喷桩机利用的旋喷钻杆在隧道内直接向下进行垂直钻孔，旋喷钻杆穿过隧道的内壁，使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，从而隧道在内壁的正下方形成竖直分布的竖向高压旋喷桩，通过竖向高压旋喷桩对隧道进行支撑；然后将旋喷钻杆提起至隧道内；

再接着，高压旋喷桩机沿隧道行驶设定距离，例如2米或3米或4米或5米；

第三；返回第二步骤，直至完成该段隧道下方的竖向高压旋喷桩的施工；

（三），如图8所示，施工某一段隧道7a的右下方的右倾高压旋喷桩9a，右倾高压旋喷桩与竖向高压旋喷桩位于同一段隧道的下方；具体施工步骤如下：

通过转动座旋转执行机构驱动转动座旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于竖直面内；通过塔杆旋转执行机构驱动支撑塔杆往右旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于倾斜状态，旋喷钻杆的倾斜角度为30度；

第二，高压旋喷桩机利用的旋喷钻杆在隧道内直接向右下方进行钻孔，旋喷钻杆穿过隧道的内壁，使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，从而隧道在内壁的右下方形成倾斜分布的右倾高压旋喷桩，通过右倾高压旋喷桩对隧道进行支撑；然后将旋喷钻杆提起至隧道内；

再接着，高压旋喷桩机沿隧道行驶设定距离，例如2米或3米或4米或5米；

第三；返回第二步骤，直至完成该段隧道下方的右倾高压旋喷桩的施工；

如图9所示，施工某一段隧道7a的左下方的左倾高压旋喷桩10a，左倾高压旋喷桩与竖向高压旋喷桩位于同一段隧道的下方；具体施工步骤如下：

通过转动座旋转执行机构驱动转动座旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于竖直面内；通过塔杆旋转执行机构驱动支撑塔杆往左旋转，使支撑塔杆和旋喷钻杆处于倾斜状态，旋喷钻杆的倾斜角度为30度；

第二，高压旋喷桩机利用的旋喷钻杆在隧道内直接向左下方进行钻孔，旋喷钻杆穿过隧道的内壁，使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，从而隧道在内壁的左下方形成倾斜分布的左倾高压旋喷桩，通过左倾高压旋喷桩对隧道进行支撑；然后将旋喷钻杆提起至隧道内；

再接着，高压旋喷桩机沿隧道行驶设定距离，例如1米或2米或3米或4米或5米或6米或7米或8米或9米或10米；

第三；返回第二步骤，直至完成该段隧道下方的左倾高压旋喷桩的施工。如此，可以通过竖向高压旋喷桩、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，隧道加固效果好。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明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，均仍属于本发明技术方案的保护范围。