CN106522243B - 含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，采用多个均布设在同一平面上的预应力锚索对待加固边坡进行加固，包括步骤：一、各岩层的岩体节理裂隙发育程度确定；二、锚固段长度与锚索孔孔口位置确定；预应力锚索包括锚索本体、一次注浆管和二次注浆管，锚索本体后端安装有锚具，锚索本体包括多道钢绞线；三、预应力锚索注浆锚固施工：对任一个预应力锚索进行注浆锚固施工时，包括步骤：钻孔、安放锚索、常压注浆、高压注浆和锚索张拉及封锚。本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、施工效率高、使用效果好，能简便、快速完成待加固边坡的加固过程，所采用的预应力锚索成本低且锚固力较高，能对待加固边坡进行有效加固。

Description

含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法

技术领域

本发明属于岩土地层加固施工技术领域，尤其是涉及一种含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法。

背景技术

含裂隙岩土地层指存在裂隙的岩土地层，裂隙指岩体节理裂隙，因而含裂隙岩土地层主要指裂隙岩层，如岩溶裂隙地层、风化岩层等。针对岩土地层，目前通常采用“灰浆泵封口注浆法”和“二次劈裂注浆法”这两种注浆方法进行加固。其中，“灰浆泵封口注浆法”是指用快凝水泥封锚索孔口后，安装孔口注浆管，该孔口注浆管的一端伸入孔口，另一端与注浆泵胶管连接，孔口注浆管为钢管且其直径以能与胶管紧密连接为准；之后检查排气管，开机注浆，排气或排出稀浆，停泵，撤注浆管；注浆结束，清洗注浆机具。“二次劈裂注浆法”是指在一次常压注浆情况下再进行第二次高压注浆的方法，具体是在锚索施工过程中，先按普通注浆锚索的注浆方式实施一次注浆；待水泥浆初凝之后，再经高压管对锚孔实施压力注浆，此次注浆即为劈裂注浆，浆液在压力下首先劈裂一次注浆浆体结石包裹体，继而劈裂周围岩土体形成浆脉。实际施工时，上述两种加固方法能有效挤出水和空气且具有防锈耐久等优点，但适用面较窄，仅适用于软岩或土质地层，并且上述两种加固方法均存在以下五个方面的不足：①没有针对复杂地质条件进行复核，并找出不同阶段地层的裂隙发育情况；②不能完全把孔洞内的水和砂排除；③注浆时忽视裂隙地层的漏浆现象，一次常压注浆，二次劈裂注浆无法达到浆体饱满，不能有效填充岩土裂隙和岩层渗水缝隙，注浆防渗漏效果差；④没有针对每一个锚索合理注浆，因而施工难度大，施工进度慢，成本高，浪费多；⑤锚索拉拔试验达不到最大荷载值和承载力，不能保证工程质量，锚固质量差，成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其方法步骤简单、设计合理且施工简便、施工效率高、使用效果好，能简便、快速完成待加固边坡的加固过程，所采用的预应力锚索成本低且锚固力较高，能对待加固边坡进行有效加固。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：采用多个均布设在同一平面上的预应力锚索对待加固边坡进行加固，多个所述预应力锚索的结构和尺寸均相同且其沿待加固边坡的长度方向由左至右进行布设，相邻两个所述预应力锚索之间的间距为2.5m～3.5m；所述预应力锚索的倾斜角度A＝18°～22°，倾斜角度A为预应力锚索与水平面之间的夹角；采用多个所述预应力锚索对待加固边坡进行加固时，包括以下步骤：

步骤一、各岩层的岩体节理裂隙发育程度确定：根据待加固边坡的地质勘查报告，对待加固边坡中各岩层的岩体节理裂隙发育程度分别进行确定；

所述待加固边坡中包括多个由上至下布设的岩层；所述待加固边坡中岩体节理裂隙发育程度为发育较好或发育良好的岩层为裂隙完全发育岩层，所述裂隙完全发育岩层的数量为一个或多个，多个所述裂隙完全发育岩层由上至下连续布设，所述待加固边坡中的所有裂隙完全发育岩层组成下部加固岩层；所述待加固边坡中位于所述下部加固岩层上方的所有岩层组成上部加固岩层；

步骤二、锚固段长度与锚索孔孔口位置确定：对预应力锚索的锚固段长度L1和锚索孔孔口位置分别进行确定；其中，L1＝9m～13m；

所述预应力锚索包括锚索本体、一次注浆管和二次注浆管，所述一次注浆管和二次注浆管均位于所述锚索本体的内侧中部；所述锚索本体的后端安装有锚具，所述锚索本体包括多道钢绞线，所述一次注浆管、二次注浆管和多道所述钢绞线均沿所述锚索本体的长度方向进行布设，所述一次注浆管和二次注浆管均绑扎固定在所述锚索本体上；所述锚索本体分为自由段锚索和位于所述自由段锚索前侧的锚固段锚索，所述锚固段锚索上由后向前设置有多个紧箍环，多道所述钢绞线之间通过多个所述紧箍环固定连接为一体，每个所述紧箍环均套装在多道所述钢绞线外侧，且每个所述紧箍环均与多道所述钢绞线固定连接；所述锚固段锚索上由后向前设置有多个隔离架，所述隔离架与紧箍环呈交错布设，每个所述隔离架上均设置有多个分别供钢绞线安装的安装孔或安装槽；所述自由段锚索上设置有塑料套管，所述塑料套管的数量为一根或多根且其长度与所述自由段锚索的长度相同，每根所述塑料套管内均套装于一道或多道所述钢绞线，所述锚索本体中的所有钢绞线均套装于塑料套管内；

对预应力锚索的锚固段长度L1进行确定时，根据预应力锚索的倾斜角度A和步骤一中所述下部加固岩层的层厚进行确定，所述预应力锚索的锚固段底端伸出至所述下部加固岩层下方的长度为0.3m～0.8m，所述预应力锚索的锚固段顶端伸出至所述下部加固岩层上方的长度不小于0.3m；所述预应力锚索的锚固段长度L1与所述锚固段锚索的长度相同；

对预应力锚索的锚索孔的孔口位置进行确定时，根据预应力锚索的总长度L、倾斜角度A和锚固段长度L1进行确定，其中L＝30m～35m；所述锚索孔的孔口布设于待加固边坡的坡面上；

步骤三、预应力锚索注浆锚固施工：对多个所述预应力锚索分别进行注浆锚固施工，多个所述预应力锚索的注浆锚固施工方法均相同；对任一个所述预应力锚索进行注浆锚固施工时，包括以下步骤：

步骤301、钻孔：根据步骤二中所确定的锚索孔的孔口位置，采用钻机由后向前在待加固边坡内钻取供预应力锚索安装的锚索孔，所述锚索孔的孔径为Φ0.12m～Φ0.18m；

步骤302、安放锚索：将预先制作好的预应力锚索放入步骤301中所述锚索孔内；

步骤303、常压注浆：通过步骤302中所述预应力锚索中的一次注浆管向锚索孔内注入水泥浆，注浆压力为0.4MPa～1MPa；

步骤304、高压注浆：待步骤303中所注水泥浆初凝后，通过步骤302中所述预应力锚索中的二次注浆管向锚索孔内注入水泥浆，注浆压力为2MPa～5MPa；

步骤305、锚索张拉及封锚：对预应力锚索进行预应力张拉及封锚施工。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：步骤305中对任一个所述预应力锚索进行预应力张拉及封锚施工时，待该预应力锚索锚固施工过程中通过一次注浆管和二次注浆管注入的水泥浆均达到设计强度后，采用张拉设备对该预应力锚索的所述锚索本体进行预应力张拉，预应力张拉完成后对该预应力锚索进行封锚。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：步骤一中对待加固边坡中任一个所述岩层的岩体节理裂隙发育程度分别进行确定时，根据该岩层的岩石质量指标RQD进行确定；当RQD＞90％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为不发育；当75％＜RQD≤90％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为较发育；当50％＜RQD≤75％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育；当25％≤RQD≤50％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育较好；当RQD＜25％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育良好。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：步骤一中所述待加固边坡为裂隙发育完全边坡或裂隙发育不完全边坡；

步骤三中进行预应力锚索注浆锚固施工之前，先判断待加固边坡为裂隙发育完全边坡或裂隙发育不完全边坡进行判断：当待加固边坡的所述下部加固岩层中各岩层的岩体节理裂隙发育程度均为发育良好且所述上部加固岩层中预应力锚索所处各岩层的岩体节理裂隙发育程度均为发育或发育较好时，判断为待加固边坡为所述裂隙发育完全边坡；否则，判断为待加固边坡为所述裂隙发育不完全边坡；

当判断得出待加固边坡为所述裂隙发育不完全边坡时，步骤304中进行高压注浆过程中，注浆次数为一次或两次，注浆压力为2MPa～3MPa，每次注浆时终止注浆的压力均不小于5MPa；

当判断得出待加固边坡为所述裂隙发育完全边坡时，步骤304中进行高压注浆过程中，注浆次数为三次或四次，注浆压力为2MPa～5MPa且注浆压力逐次提高，每次注浆时终止注浆的压力均不小于5MPa。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：步骤303中进行常压注浆时和步骤304中进行高压注浆时，所采用的水泥浆相同；所述水泥浆的水灰比为0.45～0.5且其强度等级为M40，所采用的水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：步骤303中进行常压注浆时，待锚索孔内注满水泥浆水停止注浆；

步骤303中常压注浆完成后，还需补浆1次～2次。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：步骤三中进行预应力锚索注浆锚固施工时，将多个所述预应力锚索分为多组分别进行注浆锚固施工，每组所述预应力锚索均包括由左至右连续布设的M个所述预应力锚索，其中M为正整数且M＝4～6；

多组所述预应力锚索的注浆锚固施工方法均相同，对任一组所述预应力锚索进行注浆锚固施工时，先按照步骤301中所述的方法对该组所述预应力锚索的锚索孔分别进行钻孔，再按照步骤302中所述的方法在各锚索孔内分别安放预应力锚索；之后，按照步骤303中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索交替进行常压注浆；然后，按照步骤304中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索交替进行高压注浆；然后，按照步骤305中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索交替进行锚索张拉及封锚施工。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：步骤二中所述一次注浆管和二次注浆管的管径均为Φ20mm～Φ25mm，所述一次注浆管和二次注浆管均为管壁上开有多个注浆孔的注浆钢管且二者的长度均小于所述锚索本体的长度。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：步骤二中所述锚索本体后端伸出至锚索孔外侧的节段为锚索外伸段，所述锚具安装在所述锚索外伸段上，所述锚索外伸段上套装有预埋钢套管；所述待加固边坡的坡面上设置有连接框架，所述连接框架与待加固边坡的坡面呈平行布设，多个所述预应力锚索通过连接框架紧固连接为一体；所述连接框架为钢筋混凝土结构，所述预埋钢套管埋设于连接框架内，所述锚具位于连接框架外侧。

上述含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征是：所述锚具与连接框架之间由内至外设置有三角形垫块和钢垫板，所述钢垫板和三角形垫块均套装于所述锚索外伸段上，所述钢垫板和三角形垫块上均开有供所述锚索外伸段穿过的通孔；所述三角形垫块的内侧壁与连接框架呈平行布设，所述三角形垫块的外侧壁与钢垫板呈平行布设，所述钢垫板与预应力锚索呈垂直布设；所述三角形垫块为混凝土垫块，所述钢垫板和锚具外侧设置有混凝土封锚结构，所述钢垫板和锚具均固定于混凝土封锚结构内。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、方法步骤简单、设计合理且投入施工成本较低。

2、施工简便，施工效率高且施工工期短，先进行各岩层的岩体节理裂隙发育程度确定，再进行锚固段长度与锚索孔孔口位置确定，之后进行预应力锚索注浆锚固施工；待多个预应力锚索均注浆锚固施工完成后，再对连接框架进行施工，通过连接框架将多个预应力锚索紧固链接为一体，增强整体性和加固效果好。

3、所采用的预应力锚索结构简单、加工制作简便且投入成本较低，该预应力锚索结构设计合理，包括锚索本体、一次注浆管和二次注浆管，锚索本体包括多道钢绞线，一次注浆管、二次注浆管和多道钢绞线均沿锚索本体的长度方向进行布设，一次注浆管和二次注浆管均绑扎固定在锚索本体上，所采用的钢绞线为裸露清洁钢绞线；锚索本体分为自由段锚索和位于自由段锚索前侧的锚固段锚索，锚固段锚索中的多道钢绞线之间通过多个紧箍环和多个隔离架固定连接为一体，自由段锚索中的多道钢绞线外侧均套装有塑料套管，能简便、快速将预应力锚索放入锚索孔内。

4、所采用的预应力锚索施工简便且使用效果好，将常规锚索换成钢绞线并通过先后两次注浆，能有效提高锚索的锚固力，先将锚索放入锚索孔内，再先后进行两次注浆，然后对锚索张拉预应力，使锚索与周围岩体间产生微变形和摩阻力，从而能有效增强加固效果。

5、所采用的预应力锚索注浆锚固施工方法步骤简单、设计合理且施工简便，施工效率快，施工工期短，将锚索换成钢绞线并采用先后两次注浆，可有效提高锚索的锚固力，并且施工简捷、操作方便，能有效节约工期；同时，环境污染少且施工噪音小，能有效节约成本。

6、所采用的预应力锚索注浆锚固施工方法使用效果好，每个预应力锚索注浆锚固施工完成后，注浆液进入周侧岩体并形成多个齿状的不规则注浆加固体，锚固更牢固。并且，各预应力锚索注浆锚固施工完成后，通过连接框架整体间接为一体形成一个加固体系，能进一步提高加固效果。

7、加固效果好，具有以下优点：第一、针对复杂地质条件进行复核，并确定各地层的裂隙发育情况；第二、通过常压注浆能完全把孔洞的水和砂排除，准确把握施工过程的质量；第三、高压注浆时能够克服裂隙地层的漏浆现象，达到锚索保护浆体饱满的目的，能有效填充岩体裂隙；第四、注浆进度快，节约成本；第五、锚索拉拔试验达到最大荷载值和承载力，保证工程质量。因而，具有注浆防渗漏效果好、施工难度小、施工进度快、施工完成的加固体系抗拔载荷超过设计要求等优点，锚固质量好，成本低，能有效适用于岩土裂隙发育地层(即含裂隙岩体地层)。

综上所述，本发明方法步骤简单、设计合理且施工简便、施工效率高、使用效果好，能简便、快速完成待加固边坡的加固过程，所采用的预应力锚索成本低且锚固力较高，能对待加固边坡进行有效支护。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程框示意图。

图1-1为本发明预应力锚索的布设位置示意图。

图2为本发明预应力锚索的锚固状态示意图。

图3为本发明预应力锚索的结构示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为本发明预应力锚索注浆锚固完成后的施工状态示意图。

附图标记说明:

1—待加固边坡； 2—预应力锚索；

2-1—一次注浆管； 2-2—二次注浆管； 2-3—锚具；

2-4—钢绞线； 2-5—紧箍环； 2-6—隔离架；

2-7—塑料套管； 2-8—预埋钢套管； 2-9—三角形垫块；

2-10—钢垫板； 2-11—混凝土封锚结构； 3—锚索孔；

2-12—导向锥； 2-13—混凝土垫层； 4—连接框架；

5—注浆加固体。

具体实施方式

如图1所示的一种含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，采用多个均布设在同一平面上的预应力锚索2对待加固边坡1进行加固，多个所述预应力锚索2的结构和尺寸均相同且其沿待加固边坡1的长度方向由左至右进行布设，相邻两个所述预应力锚索2之间的间距为2.5m～3.5m，详见图1-1；所述预应力锚索2的倾斜角度A＝18°～22°，倾斜角度A为预应力锚索2与水平面之间的夹角；采用多个所述预应力锚索2对待加固边坡1进行加固时，包括以下步骤：

步骤一、各岩层的岩体节理裂隙发育程度确定：根据待加固边坡1的地质勘查报告，对待加固边坡1中各岩层的岩体节理裂隙发育程度分别进行确定；

所述待加固边坡1中包括多个由上至下布设的岩层；所述待加固边坡1中岩体节理裂隙发育程度为发育较好或发育良好的岩层为裂隙完全发育岩层，所述裂隙完全发育岩层的数量为一个或多个，多个所述裂隙完全发育岩层由上至下连续布设，所述待加固边坡1中的所有裂隙完全发育岩层组成下部加固岩层；所述待加固边坡1中位于所述下部加固岩层上方的所有岩层组成上部加固岩层；

步骤二、锚固段长度与锚索孔孔口位置确定：对预应力锚索2的锚固段长度L1和锚索孔孔口位置分别进行确定；其中，L1＝9m～13m；

如图2、图3和图4所示，所述预应力锚索2包括锚索本体、一次注浆管2-1和二次注浆管2-2，所述一次注浆管2-1和二次注浆管2-2均位于所述锚索本体的内侧中部；所述锚索本体的后端安装有锚具2-3，所述锚索本体包括多道钢绞线2-4，所述一次注浆管2-1、二次注浆管2-2和多道所述钢绞线2-4均沿所述锚索本体的长度方向进行布设，所述一次注浆管2-1和二次注浆管2-2均绑扎固定在所述锚索本体上；所述锚索本体分为自由段锚索和位于所述自由段锚索前侧的锚固段锚索，所述锚固段锚索上由后向前设置有多个紧箍环2-5，多道所述钢绞线2-4之间通过多个所述紧箍环2-5固定连接为一体，每个所述紧箍环2-5均套装在多道所述钢绞线2-4外侧，且每个所述紧箍环2-5均与多道所述钢绞线2-4固定连接；所述锚固段锚索上由后向前设置有多个隔离架2-6，所述隔离架2-6与紧箍环2-5呈交错布设，每个所述隔离架2-6上均设置有多个分别供钢绞线2-4安装的安装孔或安装槽；所述自由段锚索上设置有塑料套管2-7，所述塑料套管2-7的数量为一根或多根且其长度与所述自由段锚索的长度相同，每根所述塑料套管2-7内均套装于一道或多道所述钢绞线2-4，所述锚索本体中的所有钢绞线2-4均套装于塑料套管2-7内；

对预应力锚索2的锚固段长度L1进行确定时，根据预应力锚索2的倾斜角度A和步骤一中所述下部加固岩层的层厚进行确定，所述预应力锚索2的锚固段底端伸出至所述下部加固岩层下方的长度为0.3m～0.8m，所述预应力锚索2的锚固段顶端伸出至所述下部加固岩层上方的长度不小于0.3m；所述预应力锚索2的锚固段长度L1与所述锚固段锚索的长度相同；

对预应力锚索2的锚索孔3的孔口位置进行确定时，根据预应力锚索2的总长度L、倾斜角度A和锚固段长度L1进行确定，其中L＝30m～35m；所述锚索孔3的孔口布设于待加固边坡1的坡面上；

步骤三、预应力锚索注浆锚固施工：对多个所述预应力锚索2分别进行注浆锚固施工，多个所述预应力锚索2的注浆锚固施工方法均相同；对任一个所述预应力锚索2进行注浆锚固施工时，包括以下步骤：

步骤301、钻孔：根据步骤二中所确定的锚索孔3的孔口位置，采用钻机由后向前在待加固边坡1内钻取供预应力锚索2安装的锚索孔3，所述锚索孔3的孔径为Φ0.12m～Φ0.18m；

步骤302、安放锚索：将预先制作好的预应力锚索2放入步骤301中所述锚索孔3内；

步骤303、常压注浆：通过步骤302中所述预应力锚索2中的一次注浆管2-1向锚索孔3内注入水泥浆，注浆压力为0.4MPa～1MPa；

步骤304、高压注浆：待步骤303中所注水泥浆初凝后，通过步骤302中所述预应力锚索2中的二次注浆管2-2向锚索孔3内注入水泥浆，注浆压力为2MPa～5MPa；

步骤305、锚索张拉及封锚：对预应力锚索2进行预应力张拉及封锚施工。

实际施工时，所述待加固边坡1所处的地层为含裂隙岩土地层。

本实施例中，步骤二中所述的L1＝10m～15m。

本实施例中，步骤303中常压注浆完成后至步骤304中进行高压注浆时的时间间隔为40min～60min。

本实施例中，步骤305中对任一个所述预应力锚索2进行预应力张拉及封锚施工时，待该预应力锚索2锚固施工过程中通过一次注浆管2-1和二次注浆管2-2注入的水泥浆均达到设计强度后，采用张拉设备对该预应力锚索2的所述锚索本体进行预应力张拉，预应力张拉完成后对该预应力锚索2进行封锚。

本实施例中，步骤一中对待加固边坡1中任一个所述岩层的岩体节理裂隙发育程度分别进行确定时，根据该岩层的岩石质量指标RQD进行确定；当RQD＞90％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为不发育；当75％＜RQD≤90％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为较发育；当50％＜RQD≤75％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育；当25％≤RQD≤50％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育较好；当RQD＜25％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育良好。

其中，RQD主要反映岩石完整程度，即裂隙在该地段地层中的发育程度。RockQuality Designation(RQD)是岩石质量指标，是国际上通用的鉴别岩石工程性质好坏的方法，由美国伊利诺斯大学提出和发展起来。该法是利用钻孔的修正岩芯采取率来评价岩石质量的优劣。即用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。

本实施例中，多个所述紧箍环2-5呈均匀布设，多个所述隔离架2-6呈均匀布设。多个所述紧箍环2-5和多个所述隔离架2-6均沿所述锚索本体的长度方向由后向前进行布设。

本实施例中，所述紧箍环2-5为圆环。

并且，多个所述紧箍环2-5和多个所述隔离架2-6均与所述锚索本体呈垂直布设。

本实施例中，所述锚索本体中钢绞线2-4的数量为六道。所述锚固段锚索中六道所述钢绞线2-4呈均匀布设。

并且，所述锚固段锚索中的六道所述钢绞线2-4分别支撑于各隔离架2-6上。

本实施例中，步骤二中所述一次注浆管2-1和二次注浆管2-2的管径均为Φ20mm～Φ25mm，所述一次注浆管2-1和二次注浆管2-2均为管壁上开有多个注浆孔的注浆钢管且二者的长度均小于所述锚索本体的长度。

所述一次注浆管2-1和二次注浆管2-2所开的多个所述注浆孔均呈均匀布设，且多个所述注浆孔呈梅花形布设。

本实施例中，步骤二中所述锚索本体后端伸出至锚索孔3外侧的节段为锚索外伸段，所述锚具2-3安装在所述锚索外伸段上，所述锚索外伸段上套装有预埋钢套管2-8；所述待加固边坡1的坡面上设置有连接框架4，所述连接框架4与待加固边坡1的坡面呈平行布设，多个所述预应力锚索2通过连接框架4紧固连接为一体；所述连接框架4为钢筋混凝土结构，所述预埋钢套管2-8埋设于连接框架4内，所述锚具2-3位于连接框架4外侧。

本实施例中，所述锚索本体的前端同轴设置有导向锥2-12。

本实施例中，所述锚具2-3与连接框架4之间由内至外设置有三角形垫块2-9和钢垫板2-10，所述钢垫板2-10和三角形垫块2-9均套装于所述锚索外伸段上，所述钢垫板2-10和三角形垫块2-9上均开有供所述锚索外伸段穿过的通孔；所述三角形垫块2-9的内侧壁与连接框架4呈平行布设，所述三角形垫块2-9的外侧壁与钢垫板2-10呈平行布设，所述钢垫板2-10与预应力锚索2呈垂直布设。

本实施例中，所述三角形垫块2-9为混凝土垫块，所述钢垫板2-10和锚具2-3外侧设置有混凝土封锚结构2-11，所述钢垫板2-10和锚具2-3均固定于混凝土封锚结构2-11内。

同时，所述连接框架4与待加固边坡1的坡面之间设置有混凝土垫层2-13，每个所述锚索孔3的孔口外侧均设置有一个所述混凝土垫层2-13。

实际施工时，步骤一中所述待加固边坡1为裂隙发育完全边坡或裂隙发育不完全边坡；

步骤三中进行预应力锚索注浆锚固施工之前，先判断待加固边坡1为裂隙发育完全边坡或裂隙发育不完全边坡进行判断：当待加固边坡1的所述下部加固岩层中各岩层的岩体节理裂隙发育程度均为发育良好且所述上部加固岩层中预应力锚索2所处各岩层的岩体节理裂隙发育程度均为发育或发育较好时，判断为待加固边坡1为所述裂隙发育完全边坡；否则，判断为待加固边坡1为所述裂隙发育不完全边坡；

当判断得出待加固边坡1为所述裂隙发育不完全边坡时，步骤304中进行高压注浆过程中，注浆次数为一次或两次，注浆压力为2MPa～3MPa，每次注浆时终止注浆的压力均不小于5MPa；

当判断得出待加固边坡1为所述裂隙发育完全边坡时，步骤304中进行高压注浆过程中，注浆次数为三次或四次，注浆压力为2MPa～5MPa且注浆压力逐次提高，每次注浆时终止注浆的压力均不小于5MPa。

其中，当判断得出待加固边坡1为所述裂隙发育不完全边坡时，每次注浆时间为40s～80s，如注浆不顺利即可结束注浆。

本实施例中，步骤303中进行常压注浆时和步骤304中进行高压注浆时，所采用的水泥浆相同；所述水泥浆的水灰比为0.45～0.5且其强度等级为M40，所采用的水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。

并且，所述水泥浆的抗压强度等级为M40。对所述水泥浆的抗压强度等级进行确定时，以边长为70.7mm的立方体试块，在标准养护条件温度20±2℃且相对湿度为95％以上条件下，用标准试验方法测得28d龄期的抗压强度值(单位为MPa)确定。其中，抗压强度等级为M40，表明测出得出的抗压强度平均值为40MPa。

本实施例中，步骤303中进行常压注浆时，待锚索孔3内注满水泥浆水停止注浆；

步骤303中常压注浆完成后，还需补浆1次～2次。

本实施例中，步骤三中进行预应力锚索注浆锚固施工时，将多个所述预应力锚索2分为多组分别进行注浆锚固施工，每组所述预应力锚索2均包括由左至右连续布设的M个所述预应力锚索2，其中M为正整数且M＝4～6；

多组所述预应力锚索2的注浆锚固施工方法均相同，对任一组所述预应力锚索2进行注浆锚固施工时，先按照步骤301中所述的方法对该组所述预应力锚索2的锚索孔3分别进行钻孔，再按照步骤302中所述的方法在各锚索孔3内分别安放预应力锚索2；之后，按照步骤303中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索2交替进行常压注浆；然后，按照步骤304中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索2交替进行高压注浆；然后，按照步骤305中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索2交替进行锚索张拉及封锚施工。

本实施例中，所述锚索孔3的孔径为Φ0.13m，相邻两个所述预应力锚索2之间的间距为3m，预应力锚索2的倾斜角度A＝20°。

实际施工时，可根据具体需要，对锚索孔3的孔径、相邻两个所述预应力锚索2之间的间距和预应力锚索2的倾斜角度A分别进行相应调整。

本实施例中，步骤二中所述的L1＝10m，所述的L＝32m。

实际施工时，可根据具体需要，对L1和L的取值大小分别进行相应调整。

所述待加固边坡1中所述上部加固岩层中包括两个所述岩层，两个所述岩层分别为全风化石英砂岩层和位于所述全风化石英砂岩层下方的强风化石英砂岩层，所述锚索孔3位于全风化石英砂岩层内的长度为5m，所述锚索孔3位于全风化石英砂岩层内的长度为10m。

所述下部加固岩层中包括四个所述岩层，四个所述岩层由上至下分别为强风化石灰岩层、中风化石英砂岩层、中风化石灰岩层和微风化石英砂岩层，所述锚索孔3位于强风化石灰岩层内的长度为6m，所述锚索孔3位于中风化石英砂岩层内的长度为4m，所述锚索孔3位于中风化石灰岩层内的长度为4m，所述锚索孔3位于微风化石英砂岩层内的长度为3m。因而，所述待加固边坡1为裂隙发育完全边坡。

其中，所述下部加固岩层中四个所述岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育良好，注浆时渗漏严重，如果采用一次注浆则不能达到效果，不能保证工程质量。

本实施例中，步骤303中进行常压注浆之前，先通过一次注浆管2-1和/或二次注浆管2-2进行吹风清孔。

实际施工时，步骤303中进行常压注浆时，通过所注水泥浆达到排水、挤砂作用，并在锚索孔3的孔口壁上形成1cm的孔壁保护层，防止塌孔，渗漏补浆，补浆后锚索孔3的浆体达到饱满。

本实施例中，步骤304中进行高压注浆时，存在严重的漏浆现象，必须掌握好注浆压力和时间才能保障注浆效果，注浆压力要根据注浆次数的增多，采取逐渐升高的方法，这样能达到在不破坏岩土体的情况下达到填充岩土体裂隙及岩层间渗水间隙的作用。

如图5所示，步骤三中预应力锚索注浆锚固施工完成后，所述预应力锚索2的四周侧由后向前形成多个齿状的注浆加固体5，各注浆加固体5伸入至锚索孔3周侧的岩层内，因而能有效增强锚固效果。

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、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：采用多个均布设在同一平面上的预应力锚索(2)对待加固边坡(1)进行加固，多个所述预应力锚索(2)的结构和尺寸均相同且其沿待加固边坡(1)的长度方向由左至右进行布设，相邻两个所述预应力锚索(2)之间的间距为2.5m～3.5m；所述预应力锚索(2)的倾斜角度A＝18°～22°，倾斜角度A为预应力锚索(2)与水平面之间的夹角；采用多个所述预应力锚索(2)对待加固边坡(1)进行加固时，包括以下步骤：

步骤一、各岩层的岩体节理裂隙发育程度确定：根据待加固边坡(1)的地质勘查报告，对待加固边坡(1)中各岩层的岩体节理裂隙发育程度分别进行确定；

所述待加固边坡(1)中包括多个由上至下布设的岩层；所述待加固边坡(1)中岩体节理裂隙发育程度为发育较好或发育良好的岩层为裂隙完全发育岩层，所述裂隙完全发育岩层的数量为一个或多个，多个所述裂隙完全发育岩层由上至下连续布设，所述待加固边坡(1)中的所有裂隙完全发育岩层组成下部加固岩层；所述待加固边坡(1)中位于所述下部加固岩层上方的所有岩层组成上部加固岩层；

步骤二、锚固段长度与锚索孔孔口位置确定：对预应力锚索(2)的锚固段长度L1和锚索孔孔口位置分别进行确定；其中，L1＝9m～13m；

所述预应力锚索(2)包括锚索本体、一次注浆管(2-1)和二次注浆管(2-2)，所述一次注浆管(2-1)和二次注浆管(2-2)均位于所述锚索本体的内侧中部；所述锚索本体的后端安装有锚具(2-3)，所述锚索本体包括多道钢绞线(2-4)，所述一次注浆管(2-1)、二次注浆管(2-2)和多道所述钢绞线(2-4)均沿所述锚索本体的长度方向进行布设，所述一次注浆管(2-1)和二次注浆管(2-2)均绑扎固定在所述锚索本体上；所述锚索本体分为自由段锚索和位于所述自由段锚索前侧的锚固段锚索，所述锚固段锚索上由后向前设置有多个紧箍环(2-5)，多道所述钢绞线(2-4)之间通过多个所述紧箍环(2-5)固定连接为一体，每个所述紧箍环(2-5)均套装在多道所述钢绞线(2-4)外侧，且每个所述紧箍环(2-5)均与多道所述钢绞线(2-4)固定连接；所述锚固段锚索上由后向前设置有多个隔离架(2-6)，所述隔离架(2-6)与紧箍环(2-5)呈交错布设，每个所述隔离架(2-6)上均设置有多个分别供钢绞线(2-4)安装的安装孔或安装槽；所述自由段锚索上设置有塑料套管(2-7)，所述塑料套管(2-7)的数量为一根或多根且其长度与所述自由段锚索的长度相同，每根所述塑料套管(2-7)内均套装于一道或多道所述钢绞线(2-4)，所述锚索本体中的所有钢绞线(2-4)均套装于塑料套管(2-7)内；

对预应力锚索(2)的锚固段长度L1进行确定时，根据预应力锚索(2)的倾斜角度A和步骤一中所述下部加固岩层的层厚进行确定，所述预应力锚索(2)的锚固段底端伸出至所述下部加固岩层下方的长度为0.3m～0.8m，所述预应力锚索(2)的锚固段顶端伸出至所述下部加固岩层上方的长度不小于0.3m；所述预应力锚索(2)的锚固段长度L1与所述锚固段锚索的长度相同；

对预应力锚索(2)的锚索孔(3)的孔口位置进行确定时，根据预应力锚索(2)的总长度L、倾斜角度A和锚固段长度L1进行确定，其中L＝30m～35m；所述锚索孔(3)的孔口布设于待加固边坡(1)的坡面上；

步骤三、预应力锚索注浆锚固施工：对多个所述预应力锚索(2)分别进行注浆锚固施工，多个所述预应力锚索(2)的注浆锚固施工方法均相同；对任一个所述预应力锚索(2)进行注浆锚固施工时，包括以下步骤：

步骤301、钻孔：根据步骤二中所确定的锚索孔(3)的孔口位置，采用钻机由后向前在待加固边坡(1)内钻取供预应力锚索(2)安装的锚索孔(3)，所述锚索孔(3)的孔径为Φ0.12m～Φ0.18m；

步骤302、安放锚索：将预先制作好的预应力锚索(2)放入步骤301中所述锚索孔(3)内；

步骤303、常压注浆：通过步骤302中所述预应力锚索(2)中的一次注浆管(2-1)向锚索孔(3)内注入水泥浆，注浆压力为0.4MPa～1MPa；

步骤304、高压注浆：待步骤303中所注水泥浆初凝后，通过步骤302中所述预应力锚索(2)中的二次注浆管(2-2)向锚索孔(3)内注入水泥浆，注浆压力为2MPa～5MPa；

步骤305、锚索张拉及封锚：对预应力锚索(2)进行预应力张拉及封锚施工。

2.按照权利要求1所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：步骤305中对任一个所述预应力锚索(2)进行预应力张拉及封锚施工时，待该预应力锚索(2)锚固施工过程中通过一次注浆管(2-1)和二次注浆管(2-2)注入的水泥浆均达到设计强度后，采用张拉设备对该预应力锚索(2)的所述锚索本体进行预应力张拉，预应力张拉完成后对该预应力锚索(2)进行封锚。

3.按照权利要求1或2所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：步骤一中对待加固边坡(1)中任一个所述岩层的岩体节理裂隙发育程度分别进行确定时，根据该岩层的岩石质量指标RQD进行确定；当RQD＞90％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为不发育；当75％＜RQD≤90％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为较发育；当50％＜RQD≤75％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育；当25％≤RQD≤50％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育较好；当RQD＜25％时，说明该岩层的岩体节理裂隙发育程度为发育良好。

4.按照权利要求3所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：步骤一中所述待加固边坡(1)为裂隙发育完全边坡或裂隙发育不完全边坡；

步骤三中进行预应力锚索注浆锚固施工之前，先判断待加固边坡(1)为裂隙发育完全边坡或裂隙发育不完全边坡进行判断：当待加固边坡(1)的所述下部加固岩层中各岩层的岩体节理裂隙发育程度均为发育良好且所述上部加固岩层中预应力锚索(2)所处各岩层的岩体节理裂隙发育程度均为发育或发育较好时，判断为待加固边坡(1)为所述裂隙发育完全边坡；否则，判断为待加固边坡(1)为所述裂隙发育不完全边坡；

当判断得出待加固边坡(1)为所述裂隙发育不完全边坡时，步骤304中进行高压注浆过程中，注浆次数为一次或两次，注浆压力为2MPa～3MPa，每次注浆时终止注浆的压力均不小于5MPa；

当判断得出待加固边坡(1)为所述裂隙发育完全边坡时，步骤304中进行高压注浆过程中，注浆次数为三次或四次，注浆压力为2MPa～5MPa且注浆压力逐次提高，每次注浆时终止注浆的压力均不小于5MPa。

5.按照权利要求1或2所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：步骤303中进行常压注浆时和步骤304中进行高压注浆时，所采用的水泥浆相同；所述水泥浆的水灰比为0.45～0.5且其强度等级为M40，所采用的水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥。

6.按照权利要求1或2所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：步骤303中进行常压注浆时，待锚索孔(3)内注满水泥浆水停止注浆；

步骤303中常压注浆完成后，还需补浆1次～2次。

7.按照权利要求1或2所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：步骤三中进行预应力锚索注浆锚固施工时，将多个所述预应力锚索(2)分为多组分别进行注浆锚固施工，每组所述预应力锚索(2)均包括由左至右连续布设的M个所述预应力锚索(2)，其中M为正整数且M＝4～6；

多组所述预应力锚索(2)的注浆锚固施工方法均相同，对任一组所述预应力锚索(2)进行注浆锚固施工时，先按照步骤301中所述的方法对该组所述预应力锚索(2)的锚索孔(3)分别进行钻孔，再按照步骤302中所述的方法在各锚索孔(3)内分别安放预应力锚索(2)；之后，按照步骤303中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索(2)交替进行常压注浆；然后，按照步骤304中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索(2)交替进行高压注浆；然后，按照步骤305中所述的方法，从左至右或从右至左对该组所述预应力锚索(2)交替进行锚索张拉及封锚施工。

8.按照权利要求1或2所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：步骤二中所述一次注浆管(2-1)和二次注浆管(2-2)的管径均为Φ20mm～Φ25mm，所述一次注浆管(2-1)和二次注浆管(2-2)均为管壁上开有多个注浆孔的注浆钢管且二者的长度均小于所述锚索本体的长度。

9.按照权利要求1或2所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：步骤二中所述锚索本体后端伸出至锚索孔(3)外侧的节段为锚索外伸段，所述锚具(2-3)安装在所述锚索外伸段上，所述锚索外伸段上套装有预埋钢套管(2-8)；所述待加固边坡(1)的坡面上设置有连接框架(4)，所述连接框架(4)与待加固边坡(1)的坡面呈平行布设，多个所述预应力锚索(2)通过连接框架(4)紧固连接为一体；所述连接框架(4)为钢筋混凝土结构，所述预埋钢套管(2-8)埋设于连接框架(4)内，所述锚具(2-3)位于连接框架(4)外侧。

10.按照权利要求9所述的含裂隙岩土地层预应力锚索注浆锚固施工方法，其特征在于：所述锚具(2-3)与连接框架(4)之间由内至外设置有三角形垫块(2-9)和钢垫板(2-10)，所述钢垫板(2-10)和三角形垫块(2-9)均套装于所述锚索外伸段上，所述钢垫板(2-10)和三角形垫块(2-9)上均开有供所述锚索外伸段穿过的通孔；所述三角形垫块(2-9)的内侧壁与连接框架(4)呈平行布设，所述三角形垫块(2-9)的外侧壁与钢垫板(2-10)呈平行布设，所述钢垫板(2-10)与预应力锚索(2)呈垂直布设；所述三角形垫块(2-9)为混凝土垫块，所述钢垫板(2-10)和锚具(2-3)外侧设置有混凝土封锚结构(2-11)，所述钢垫板(2-10)和锚具(2-3)均固定于混凝土封锚结构(2-11)内。