CN101492917B - 中空锚杆循环压力注浆工法及其专用注浆系统 - Google Patents

Abstract

一种中空锚杆循环压力注浆工法及其专用注浆系统，包括顺次连接的中空锚杆及止浆塞、注浆接头、出浆管路及压力表，注浆机及料浆储器，回浆管路一端与回浆接头连接，另一端伸入所述料浆储器料位上方；回浆接头另一端插入止浆塞上半口切缝、并伸入中空锚杆所在的锚孔内；回浆管路上设置有压力表和截止阀。按照设计注浆压力从真正意义上实现循环压力注浆，极大提高了注浆施工质量。

Description

中空锚杆循环压力注浆工法及其专用注浆系统

技术领域

本发明涉及岩土工程注浆加固方法及设备，特别是采用中空锚杆以及注浆机对锚孔及周围岩层进行料浆循环加压注浆的施工方法及配套系统设备。

背景技术

在岩土工程包括地下工程、隧道工程、采矿工程、边坡与基坑等工程的施工过程中，为防止地基变形坍塌或失稳而危及安全，常采用锚杆对地层起到加固、支护作用。利用设置在地层锚孔中锚杆的高强度抗拉能力以及通过锚杆周围形成的注浆固结体而将地层加固、以提高地层的整体性，从而控制地层变形、使地层处于稳定安全状态。

目前，对软弱岩层和破碎岩层的快速支护施工通常采用中空锚杆和注浆机组成注浆系统。具体来说，先将中空锚杆安装在钻成的锚孔内，锚孔开口上堵上止浆塞，再用垫板和紧固螺母固定，中空锚杆外端连接注浆接头再连接注浆机。开启注浆机后，将料浆加压经中空锚杆内腔、再经锚头上出浆口进入锚孔内，对锚孔逐步进行充填。为了使锚孔内注浆饱满，在注浆过程中，常采用各种方式以排除锚孔内空气，如，为ZL2007200827221(可测长排气的中空注浆锚杆)、CN201172823Y(可排气式多重防腐锚杆)、CN2367770Y(返回式可排气锚杆注浆接头)等等中国专利文献所公开。其中最有代表性的ZL2007200827221(可测长排气的中空注浆锚杆)：排气管一端伸入锚孔内，另一端经止浆塞伸出锚孔外。其存在的问题有三：1、排气管通常采用软管且(一段内径仅为6～8mm，长度3～4m，因而排气管易堵塞，时常难以正常排除锚孔内空气，排气管一旦堵塞，影响锚孔充填质量；2、即使在排气管不堵塞情况下(或采用金属管，有成本高问题)通过排气管回浆不能断定锚孔内料浆已经充填饱满，因为，注浆过程中，在锚孔内充填未满情况下，难免会有少量料浆进入排气管而造成回浆的现象；3、只能凭经验粗略判断充填质量，不能准确按照设计压力对锚孔进行有压注浆施工。因此，传统的注浆方法不能实现有效的压力注浆，不能以锚孔为基础实现扩散半径范围内的有效注浆，即使采用现有各种锚孔内注浆排气方式，也不能保证锚孔内充填饱满，更不能实现压力扩散。

发明内容

本发明的目的是提供一种中空锚杆循环压力注浆工法，以可靠实现锚孔内有压注浆，达到锚孔内注浆饱满、且压力经裂缝向外扩散、提高工程锚固支护质量。

本发明的目的是这样实现的：一种中空锚杆循环压力注浆工法，包括锚孔钻取，锚孔清理，锚孔内中空锚杆安装，中空锚杆外端连接注浆接头一端，注浆接头另一端经出浆管路连接注浆机，还具有以下步骤，

a)、将回浆接头从橡胶止浆塞的半口切缝上插入、并穿入中空锚杆内腔，回浆接头另一端位于锚孔外；

b)、回浆接头伸出锚孔外的另一端连接回浆管路一端，回浆管路另一端伸至注浆机的料浆储器料位上方；

c)、启动注浆机，料浆经注浆机从料浆储器抽出，再经出浆管路、注浆接头、中空锚杆内腔及其锚头进入锚孔内逐步进行充填，随后料浆经回浆接头、回浆管路返回进入料浆储器内，从而形成注浆循环；

d)、在返回料浆储罐的料浆形成稳定流量后，且当回浆管路上压力表计数稳定后，逐步调整回浆管路上的截止阀，直至锚孔内注浆压力P达到设计值范围；

e)、保持注浆压力P持续注浆，保压一段时间；

f)、最后，停止注浆机注浆，完成注浆操作；从中空锚杆上取下注浆接头以及从止浆塞上拔出回浆接头以作下次使用。

本发明的另一目的是提供上述压力注浆工法的专用注浆系统。

本发明的另一目的是这样实现的：一种注浆工法的专用注浆系统，包括顺次连接的中空锚杆及止浆塞、注浆接头、出浆管路及压力表，注浆机及料浆储器，其特征是：还具有回浆管路，回浆管路一端与回浆接头连接，另一端伸入所述料浆储器料位上方；回浆接头另一端插入止浆塞上半口切缝、并伸入中空锚杆所在的锚孔内；回浆管路上设置有压力表和截止阀。

本发明的有益效果是：

1、从根本上改变了现有中空锚杆依靠排气管回浆而造成注浆不饱满的弊病。本发明中，回浆接头一是长度短，仅10～15cm，且一般采用金属管，管径6～8mm(现有排气管长度4～6m，从经济角度一般采用软管，管径6～8mm)，因此，不会形成堵塞或回浆误判断，从而，通过循环压力有压注浆方式(表压0.7MPa～1.5Mpa)，能有效、可靠进有注浆，保证孔内注浆饱满，同时，可方便地判定锚孔是否充填饱满，再根据岩石地质结构，采用设计压力进行保压注浆，以实现从锚孔经岩石裂缝向外扩散。从真正意义上实现有压注浆和压力扩散注浆，从根本上提高了岩土锚固工程质量。

2、本发明结构简单、方便操作，能方便地、可靠地、严格地在设计注浆压力下实现注浆施工操作，在现有注浆机以及中空锚杆的基础上，仅添加回浆接头和相应回浆管路即可实现本发明，因此，系统设备基本不改动，设备成本增加很少，即可带来中空锚孔注浆的根本性变革。

本发明在岩土锚杆工程施工中必将带来重大影响和变革，进入技术革新的崭新阶段。

附图说明

图1是本发明的系统设备连接示意图；

图2是图1所示止浆塞的剖面图；

图3是图2的仰视图(图中虚线圆代表回浆接头)。

具体实施方式

参见图1，本发明包括锚孔8钻取，锚孔清理，锚孔内中空锚杆7安装，中空锚杆外端连接注浆接头5一端，注浆接头另一端经出浆管路3连接注浆机1(如CN2220530Y锚杆注浆机)，还具有以下步骤，

a)、将回浆接头11从橡胶止浆塞6的半口切缝上插入、并穿入中空锚杆7内腔，回浆接头另一端位于锚孔外；

b)、回浆接头11伸出锚孔外的另一端连接回浆管路12一端，回浆管路12另一端伸至注浆机1的料浆储器2内料位上方；

c)、启动注浆机1，料浆经注浆机1从料浆储器2抽出，再经出浆管路3、注浆接头5、中空锚杆内腔及其锚头10进入锚孔内逐步进行充填，随后料浆经回浆接头11、回浆管路12返回进入料浆储器2内，从而形成注浆循环；

d)、在返回料浆储罐的料浆形成稳定流量后，且当回浆管路12上压力表13计数稳定后，逐步调整回浆管路上的截止阀9，直至锚孔内注浆压力P达到设计值范围；

e)、保持注浆压力P持续注浆，保压一段时间；

f)、最后，停止注浆机1注浆，完成注浆操作；从中空锚杆7上取下注浆接头5以及从止浆塞6上拔出回浆接头11以作下次循环使用。

g)、也可采用换向阀，将回浆管路12与出浆管路13互换后进行倒向注浆保压一段时间，即注浆机1经回浆管路、中空锚杆7对锚孔8进行注浆。

出浆管路3压力表4的表压为0.3～1.5Mpa时，逐步调整截止阀9至设计压力范围。

本注浆工法适用于自进式锚杆的压力注浆。

图1中，本发明注浆工法的专用注浆系统，包括顺次连接的中空锚杆7及止浆塞6、注浆接头5、出浆管路3及压力表4，注浆机1及料浆储器2，回浆管路12一端与回浆接头11连接，另一端伸入所述料浆储器2内料位上方；回浆接头另一端插入止浆塞6上半口切缝、并伸入中空锚杆7所在的锚孔8内；回浆管路12上设置有压力表13和截止阀9。

参见图3，回浆接头11结构为：由均布在止浆塞6上的多组(图中为3组回浆管11a、11b、11c)组成，且回浆管外端连通为一总管。多组回浆管中每组回浆管又由多根(图中为3根)回浆管焊接组成。中空锚杆7的内径为16mm左右，每根回浆管的内径为Φ6～10mm。

中空锚杆7杆体上设置有多个注浆结，每个注浆结上开有1～2个与杆体内腔连通的注浆孔。注浆结为旋接并固定(经焊接或胀接)在中空锚杆杆体的一个金属管节，其上钻孔并连通杆体内腔，从而形成出浆孔。在锚杆杆体均布设置多个注浆结，其作用有二：一是避免锚头出浆口堵塞时，造成注浆不畅；二是对杆体开孔处起加固作用，以使锚杆杆体达到标准要求的抗拉伸强度。

Claims (1)

1.一种中空锚杆循环压力注浆工法，包括，锚孔(8)钻取，锚孔清理，锚孔内中空锚杆(7)安装，中空锚杆外端连接注浆接头(5)一端，注浆接头另一端经出浆管路(3)连接注浆机(1)，其特征是：还具有以下步骤，

a)、将回浆接头(11)从橡胶止浆塞(6)的半口切缝上插入、并穿入中空锚杆(7)所在的锚孔内，回浆接头另一端位于锚孔外；回浆接头由均布在止浆塞(6)上的多组回浆管(11a、11b、11c)组成，每组回浆管又由多根回浆管焊接组成，多组回浆管外端连通为一总管，且回浆接头的长度为10～15cm，每根回浆管的内径为Φ6～10mm；中空锚杆(7)杆体上均布旋接有多个注浆结，每个注浆结上又开有1～2个与杆体内腔连通的注浆孔；

b)、回浆接头(11)伸出锚孔外的另一端连接回浆管路(12)一端，回浆管路(12)另一端伸至注浆机(1)的料浆储器(2)料位上方；

c)、启动注浆机(1)，料浆经注浆机(1)从料浆储器(2)抽出，再经出浆管路(3)、注浆接头(5)、中空锚杆内腔及其锚头(10)进入锚孔内逐步进行充填，随后料浆经回浆接头(11)、回浆管路(12)返回进入料浆储器(2)内，从而形成注浆循环；当出浆管路(3)压力表(4)的表压为0.3～1.5Mpa时，逐步调整截止阀(9)至设计压力范围；

d)、在返回料浆储罐的料浆形成稳定流量后，且当回浆管路(12)上压力表(13)计数稳定后，逐步调整回浆管路上的截止阀(9)，直至锚孔内注浆压力P达到设计值范围；

e)、保持注浆压力P持续注浆，保压一段时间；采用换向阀，将回浆管路(12)与出浆管路(3)互换后进行倒向注浆保压一段时间，即注浆机(1)经回浆管路对锚孔(8)进行注浆，经中空锚杆(7)、出浆管路(3)回浆；

f)、最后，停止注浆机(1)注浆，完成注浆操作；从中空锚杆(7)上取下注浆接头(5)以及从止浆塞(6)上拔出回浆接头(11)以作下次使用。

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