CN103821546A - 一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征包括第一锚索（1），第二锚索（2），尾端（4）、注浆体（5）和螺旋管（7）。本发明改善了锚索锚固段注浆体的结构受力性能，提高了锚索与注浆体之间的粘着力，提高了锚索的锚固力，并能起到良好的隔热、散热作用，克服高地温对锚固体的不利影响，提高了锚索的耐久性。

Description

一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索
技术领域
本发明专利涉及一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索。
背景技术
铁路，公路和水电工程的大量修建，涌现出大量深埋长大隧道工程，深埋隧道将遇到高地温灾害的困扰，比如说，我国的西康铁路秦岭隧道最大埋深1600m，地温达到40℃，高黎贡山隧道最大埋深1167m，地温达到了60℃，墨脱引水隧道最大埋深4000m，地温高达90℃。
在高地温区，岩体内释放的高温会对隧道及地下工程预应力锚索产生很大影响。高温会影响锚固段注浆体的结构受力性能，导致其与锚索之间的粘着力下降，使锚索与注浆体之间产生相对滑移，甚至锚索拔出；高温还会可能会导致注浆体产生裂缝，不仅会影响到注浆体的强度，使粘着力下降，还导致锚索的腐蚀加剧，影响锚索的耐久性。目前国内预应力锚索主要是采取让压方式减轻围岩表面温度应力的影响，而其它用于高地温情况下的锚索较少，针对高地温对锚索锚固作用影响的技术措施基本处于空白状态。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在包括第一锚索（1），第二锚索（2），尾端（4）、注浆体（5）和螺旋管（7），
所述螺旋管（7）纵向设置于沿注浆体（5）的中心部，所述第一锚索（1）位于注浆体（5）内部并和螺旋管（7）平行设置，所述第一锚索（1）的一端和锚具（8）相连，另一端和第二锚索（2）的一端相连，该第二锚索（2）的另一端与尾端（4）相连，第二锚索（2）位于注浆体（5）内部并和螺旋管（7）平行设置。
所述螺旋管（7）为中空多头的金属螺旋管。
所述螺旋管（7）为中空5头的金属螺旋管。
所述第一锚索（1）为中空的PE管，所述PE管的外壁涂有防腐剂，所述第一锚索（1）数量有多个，并且等距平行设置于螺旋管（7）的周围。
所述第一锚索（1）数量为7个。
所述第二锚索（2）的数量有多个。
还包括箍筋（6），该箍筋（6）沿着第二锚索（2）的外围螺旋缠绕，所述第二锚索（2）数量为7个。
所述第二锚索（2）和箍筋（6）均为钢丝材质，钢丝直径为6-8mm，所述螺旋缠绕的箍筋（6）的螺距为100-150mm。
所述注浆体（5）内部还等距设置有多个隔离架（3），该隔离架（3）垂直于螺旋管（7）。
有益效果：
锚固段箍筋可以明显改善注浆体的结构受力性能，提高粘结强度，改善钢绞线与注浆体的粘结延性，提高锚索与注浆体之间的粘着力，模拟混凝土拉拔试验表明，配有箍筋试件的钢绞线与注浆体的峰值粘结强度较无箍筋试件的提高了近10%；水灰比为0.5:1的纯水泥浆的导热率为0.95左右，而保温隔热砂浆的导热率一般都小于0.14，钢纤维保温隔热砂浆能起到良好的隔热功能，同时加入的钢纤维，能使注浆体的空间网格结构更加紧密，使注浆体更趋于各项同性，并且钢纤维具有抵抗拔出及阻裂机制，注浆体的抗劈拉强度能提高50%以上，能有效提高锚固段锚索与注浆体之间的粘着力及锚索的锚固力，减小注浆体裂纹的产生，减小相对滑移，提高耐久性；布置在中间部位的中空多头螺旋管，是良好的导热材料，其中空多头结构，能与外界空气联通，能起到良好的导热和散热功能，有效降低锚索及注浆体的温度，保证了注浆体与外界温度基本一致，减轻高地温对锚索的影响。
相比普通隧道常用的拉压复合型锚索，本发明能够较好的解决高地温所导致的注浆体开裂、粘着力下降、甚至锚索拔出等问题，大大提高锚索的耐久性，所以就长期经济性而言，本发明值得推广应用。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明锚索剖面示意图；
图2是本发明锚索张拉段A-A截面图；
图3是本发明锚索锚固段B-B截面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在包括第一锚索（1），第二锚索（2），尾端（4）、注浆体（5）和螺旋管（7），
所述螺旋管（7）纵向设置于沿注浆体（5）的中心部，所述第一锚索（1）位于注浆体（5）内部并和螺旋管（7）平行设置，所述第一锚索（1）的一端和锚具（8）相连，另一端和第二锚索（2）的一端相连，该第二锚索（2）的另一端与尾端（4）相连，第二锚索（2）位于注浆体（5）内部并和螺旋管（7）平行设置。所述螺旋管（7）为中空多头的金属螺旋管。
所述螺旋管（7）为中空5头的金属螺旋管。
所述第一锚索（1）为中空的PE管，所述PE管的外壁涂有防腐剂，所述第一锚索（1）数量有多个，并且等距平行设置于螺旋管（7）的周围。
所述第一锚索（1）数量为7个。
所述第二锚索（2）的数量有多个。
还包括箍筋（6），该箍筋（6）沿着第二锚索（2）的外围螺旋缠绕，所述第二锚索（2）数量为7个。
所述第二锚索（2）和箍筋（6）均为钢丝材质，钢丝直径为6-8mm，所述螺旋缠绕的箍筋（6）的螺距为100-150mm。
所述注浆体（5）内部还等距设置有多个隔离架（3），该隔离架（3）垂直于螺旋管（7）。
所述注浆体（5）为钢纤维保温隔热砂浆，能起到良好的隔热功能。同时能提高锚固段锚索与注浆体之间的粘着力及锚索的锚固力，减小相对滑移；箍筋6可以明显改善注浆体的结构受力性能，提高粘结强度，改善钢筋与注浆体的粘结延性，提高锚索与注浆体之间的粘着力；布置在中间部位的中空多头螺旋管7能起到良好的导热和散热功能，降低锚索及注浆体的温度，减轻高地温对锚索的影响。
中空多头螺旋管7与锚索同时进行安装，将准备好的钢绞线连同中空多头螺旋管7摆放在工作平台上，保证其平顺无交叉；然后按设计要求将隔离架3等附件安置到位。
中空多头螺旋管7采用多头设计，以便增大导热面积，起到良好的散热效果，材料为导热性能好，高强度的金属材料。
中空多头螺旋管7锚固端头设计如图1，弯折垂直向上，以使其有一定的散热效应。
应保证中空多头螺旋管7使其穿过保护层与外界空气相通。采用中空多头螺旋管7不仅能起到良好的导热和散热功能，降低锚索及注浆体的温度，减轻高地温对锚索耐久性的影响，而且还能增大锚索承受径向压力的能力，减轻高地温导致的岩体或注浆体径向不均匀变形而引起的切向力的增加对锚索产生的不利影响。
箍筋6与锚固段锚索等长，螺距为150mm，材料采用与锚索同材质等强度的钢丝，直径为8mm，与锚索2最外层钢绞线用无锌铅丝进行绑扎连接。箍筋6可以明显改善注浆体的结构受力性能，提高粘结强度，改善钢筋与注浆体的粘结延性，提高锚索与注浆体之间的粘着力。
锚索加工完毕，应妥善存放，存放点要求防潮、防水、防锈及防污染。锚索安装采用人工送索。
锚索安装完成后，通过注浆管对锚索全长进行一次性灌注钢纤维隔热砂浆，最后进行正常张拉封锚。钢纤维保温隔热砂浆5能起到良好的隔热功能，同时能提高锚固段锚索与注浆体之间的粘着力及锚索的锚固力，减小相对滑移。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于包括第一锚索（1），第二锚索（2），尾端（4）、注浆体（5）和螺旋管（7）,
所述螺旋管（7）纵向设置于沿注浆体（5）的中心部，所述第一锚索（1）位于注浆体（5）内部并和螺旋管（7）平行设置，所述第一锚索（1）的一端和锚具（8）相连，另一端和第二锚索（2）的一端相连，该第二锚索（2）的另一端与尾端（4）相连，第二锚索（2）位于注浆体（5）内部并和螺旋管（7）平行设置。
2.如权利要求1所述的一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于所述螺旋管（7）为中空多头的金属螺旋管。
3.如权利要求2所述的一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于所述螺旋管（7）为中空5头的金属螺旋管。
4.如权利要求1所述的一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于所述第一锚索（1）为中空的PE管，所述PE管的外壁涂有防腐剂，所述第一锚索（1）数量有多个，并且等距平行设置于螺旋管（7）的周围。
5.如权利要求4所述的一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于所述第一锚索（1）数量为7个。
6.如权利要求4所述的一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于所述第二锚索（2）的数量有多个。
7.如权利要求6所述的一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于还包括箍筋（6），该箍筋（6）沿着第二锚索（2）的外围螺旋缠绕，所述第二锚索（2）数量为7个。
8.如权利要求7所述的一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于所述第二锚索（2）和箍筋（6）均为钢丝材质，钢丝直径约为6-8mm，所述螺旋缠绕的箍筋（6）的螺距约为100-150mm。
9.如权利要求1所述的一种高地温隧道支护的桩型预应力锚索，其特征在于所述注浆体（5）内部还等距设置有多个隔离架（3），该隔离架（3）垂直于螺旋管（7）。
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