CN107829767A - 一种分段装配式让压中空注浆锚杆及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分段装配式让压中空注浆锚杆，包括中空锚杆体、中空锚索杆体，以及布设于中空锚杆体上的让压装置、托盘、螺母和止浆塞，布设于中空锚索杆体上的锚索箍套和扩孔装置，中空锚杆体和中空锚索杆体通过连接套相连。本发明能够充分发挥锚杆和锚索两者的优势，既可以利用锚杆对浅部围岩的悬吊作用，又利用锚索提高深部围岩的稳定性，通过让压装置对中空锚杆体起到良好的独立、多点让压效果，通过锚索套箍提高中空锚索杆体的整体协调性，扩孔装置实现多点注浆，可以根据需要自由调节杆体长度，便于现场施工和调节。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程锚固及工程支护领域，具体涉及一种分段装配式让压中空注浆锚杆及其施工方法。
背景技术
在地下工程、采矿工程、隧道工程、基坑与边坡工程中，锚杆是对地层加固、防止地层变形、失稳的主要支护技术，中空注浆锚杆通过锚杆、注浆体、孔壁岩体力的相互作用，主动提高岩土体的强度和稳定性，使之达到安全稳定状态。锚索采用柔性可弯曲的钢绞线制成，具有安装方便、锚固深度大、承载能力高以及主动加固围岩等优点，广泛应用于地下工程的支护结构中。
将锚杆和锚索结合在一起，可以共同发挥两者的优势，而目前比较多的是采用钢绞线和螺纹钢焊接成一体，但却存在焊接连接降低螺纹钢和钢绞线强度，粘结剂粘结程度不够的缺点。专利号为201510091352.7的中国专利，装配式中空注浆锚杆的施工方法，提供了一种装配式中空注浆锚杆，既实现了锚杆、锚索的装配式连接，又实现了可拆卸段的部分拆卸回收，但是锚索技术的优势在于锚固深度大，上述专利未能很好地发挥锚索的优势，且未在整个锚杆钻孔内注入加固浆液，不能实现全长锚固的效果。因此，本发明提供一种分段装配式让压中空注浆锚杆，很好地发挥了锚杆抗拉强度高，锚索锚固深度大的优势，结构合理，拆装方便，锚固强度大，能够实现实时的让压变形，适用于各种地下支护作业。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种分段装配式让压中空注浆锚杆，能够合理有效发挥锚杆和锚索各自的优势，结构合理，拆装方便，实现实时让压变形。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种分段装配式让压中空注浆锚杆，包括中空锚杆体、中空锚索杆体，布设于所述中空锚杆体上的让压装置、托盘、螺母和止浆塞，布设于所述中空锚索杆体上的锚索箍套和扩孔装置，所述中空锚杆体和中空锚索杆体通过连接套相连。
进一步的，所述中空锚杆体包括多段分段中空锚杆体，所述分段中空锚杆体的长度为0.5-1.0m，个数为2-6个，所述分段中空锚杆体的两端作外螺纹处理，所述外螺纹长度为让压装置长度的一半，所述分段中空锚杆体沿径向长度方向每隔50mm对穿Φ5mm的孔洞作为锚杆注浆孔洞，所述让压装置包括让压套筒和压缩弹簧，所述让压套筒的内部设有内螺纹，用于与所述分段中空锚杆体两端的外螺纹连接，所述压缩弹簧布设于所述让压套筒内部，起到压缩让压之作用，多段所述分段中空锚杆体通过所述让压装置中的让压套筒内外螺纹连接组成所述中空锚杆体。
进一步的，所述中空锚索杆体由多根钢绞线反向旋扭紧密贴合而成，所述钢绞线有8-14根，所述中空锚索杆体内部形成一中空注浆通道，所述中空锚索杆体布设有多个所述锚索套箍和扩孔装置，所述锚索套箍为圆环状，内径与所述中空锚索杆体的直径相等，用于绑扎所述中空锚索杆体，所述扩孔装置为圆环状，外径大于所述中空锚索杆体内中空注浆通道的直径，用于扩大所述中空注浆通道以形成注浆孔洞。
进一步的，所述中空锚杆体和中空锚索杆体与所述连接套通过螺纹连接，其中所述中空锚杆体和中空锚索杆体与所述连接套的相连段做外螺纹处理，所述连接套做内螺纹处理。
进一步的，所述中空锚杆体和中空锚索杆体通过所述连接套连接后，在内部形成所述中空注浆通道，用于注入加固浆液。
进一步的，所述让压装置和锚索套箍的外径相等，既可以起到如上所述的各自作用，又可以起到在钻孔中固定锚杆位置的作用。
进一步的，上述一种分段装配式让压中空注浆锚杆采用的施工方法，包括如下步骤：
A)、组装：组装所述一种分段装配式让压中空注浆锚杆，根据实际需要设计锚杆长度，并在其上布设所述让压装置、锚索套箍和扩孔装置；
B)、钻孔、清孔及检查：在围岩中钻出与所述让压装置、锚索套箍外径一致的钻孔，同时用高压风吹净钻孔内的石屑和细小石块，检查钻孔的孔深是否满足设计和锚杆长度要求；
C)、打入及固定锚杆：将组装好的所述一种分段装配式让压中空注浆锚杆送入钻孔中，应使所述中空锚杆体和中空锚索杆体位于钻孔的中心位置，进行全长锚固，在锚杆的尾部安装所述止浆塞，在围岩的外露段安装所述托盘，同时拧紧所述螺母，并按照设计要求施加预紧力；
D)、注浆及封口：通过锚杆内的所述中空注浆通道注入所述加固浆液，通常采用水泥砂浆，注浆完毕后及时用锚固剂封堵锚杆的注浆端部。
与现有技术相比，本发明具有的有益技术效果为：
(1)本发明充分发挥锚杆和锚索两者的优势，可进行初始全长锚固，提供较高的初始预紧力，利用锚索锚固深度大的优势主动提高深部围岩的稳定性，利用锚杆抗拉强度大的优势充分体现出锚杆对浅部破碎围岩的悬吊作用；
(2)设置的让压装置实现中空注浆锚杆的多段连接，其通过内部的压缩弹簧包裹中空注浆锚杆，可以起到良好的独立、多点让压效果，保证锚杆杆体在围岩内部剧烈变形能的释放作用下而不被拉断失效；
(3)通过多个锚索套箍将中空锚索杆体有效连接为一整体，使得多根钢绞线贴合紧密，有效提高锚索的整体性和变形协调性，防止因受力不均造成钢绞线拉断失效，通过多个扩孔装置实现了中空锚索杆体的多点注浆，利于浆液扩散；
(4)中空锚杆体和中空锚索杆体每隔一定距离即开设相应的锚杆注浆孔洞和锚索注浆孔洞，而让压装置、锚索套箍与钻孔直径相同，一方面使锚杆固定在钻孔中间位置，另一方面也阻止隔断了浆液的流通，使得各段浆液在破碎裂隙间良好的渗透注入，达到分段均匀注浆的效果；
(5)该分段装配式让压中空注浆锚杆结构组装方便，可根据设计需要自由调节杆体长度，便于现场施工和调节。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一种分段装配式让压中空注浆锚杆的结构示意图；
图2是本发明分段中空锚杆体与让压装置的连接示意图；
图3是图1和图2的A-A剖视图；
图4是本发明中空锚索杆体、锚索套箍、扩孔装置拼装位置示意图；
图5是图1和图4的B-B剖视图；
图6是图1和图4的C-C剖视图；
图7是图1和图4的D-D剖视图；
图8是本发明中空锚杆体和中空锚索杆体连接示意图；
图9是本发明一种分段装配式让压中空注浆锚杆打入围岩后的示意图；
其中，1、中空锚杆体；2、中空锚索杆体；3、连接套；4、托盘；5、螺母；6、止浆塞；7、外螺纹；8、内螺纹；9、中空注浆通道；11、分段中空锚杆体；12、锚杆注浆孔洞；13、让压装置；14、让压套筒；15、压缩弹簧；21、钢绞线；22、锚索套箍；23、扩孔装置；24、锚索注浆孔洞；101、加固浆液；102、围岩
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1至图9对本发明作进一步说明：
实施例1：
如图1所示，一种分段装配式让压中空注浆锚杆，包括中空锚杆体1、中空锚索杆体2，布设于中空锚杆体1上的让压装置13、托盘4、螺母5和止浆塞6，布设于中空锚索杆体2上的锚索套箍22和扩孔装置23，中空锚杆体1和中空锚索杆体2通过连接套3相连。
如图2所示，中空锚杆体1包括多段分段中空锚杆体11，分段中空锚杆体11的长度为1.0m，个数为4个，分段中空锚杆体11的两端作外螺纹7处理，外螺纹7长度为让压装置13长度的一半，即0.2m，沿径向长度方向每隔50mm对穿Φ5mm的孔洞作为锚杆注浆孔洞12，让压装置13包括让压套筒14和压缩弹簧15，让压套筒14的内部设有内螺纹8，用于与分段中空锚杆体11的外螺纹7连接，长度为0.4m，个数为3个，让压弹簧15布设于让压套筒14内部，起到压缩让压之作用。如图1所示，多段分段中空锚杆体11通过让压装置13中的让压套筒14内外螺纹连接组成中空锚杆体1。图3所示为图1和图2中A-A截面剖视图。
如图4、图5、图6和图7所示，中空锚索杆体2由多根钢绞线21反向旋扭紧密贴合而成，钢绞线21有12根，中空锚索杆体2内部形成一中空注浆通道9，布设有多个锚索套箍22和扩孔装置23，锚索套箍22为圆环状，内径与中空锚索杆体2的直径相等，用于绑扎中空锚索杆体2，扩孔装置23为圆环状，外径大于中空锚索杆体2内中空注浆通道9的直径，用于扩大中空注浆通道9以形成注浆孔洞24。锚索套箍22和扩孔装置23在中空锚索杆体2上均匀布置，本实施例中锚索套箍22的数量为四个，扩孔装置23的数量为三个。图5、图6和图7所示分别为图1和图4中B-B、C-C和D-D截面剖视图。
如图8所示，中空锚杆体1和中空锚索杆体2与连接套3通过螺纹相连，其中中空锚杆体1和中空锚索杆体2与连接套3的相连段做外螺纹7处理，连接套3做内螺纹8处理。
如图1和图9所示，中空锚杆体1和中空锚索杆体2通过连接套3连接后，在内部形成中空注浆通道9，用于注入加固浆液101。图9所示为本发明打入围岩后的加固示意图。
此外，如图1和图9所示，让压装置13和锚索套箍22的外径相等，且与围岩102中的钻孔直径相等，既可以起到如上所述的各自作用，又可以起到在钻孔中固定锚杆位置的作用。
上述分段装配式让压中空注浆锚杆采用的施工方法，包括如下施工步骤：
A)、组装：组装分段装配式让压中空注浆锚杆，根据实际需要实时设计锚杆长度，本实施例1中的分段中空锚杆体11的长度为1.0m，个数为4个，中空锚索杆体2的长度为5000mm，并在其上布设让压装置13、锚索套箍22和扩孔装置23；
B)、钻孔、清孔和检查：在围岩102中钻出与让压装置13、锚索套箍22外径一致的钻孔，同时用高压风吹净钻孔内的石屑和细小石块，检查钻孔的孔深是否满足设计和锚杆长度要求；
C)、打入及固定锚杆：将组装好的分段装配式让压中空注浆锚杆送入钻孔中，应使中空锚杆体1和中空锚索杆体2位于钻孔的中心位置，进行全长锚固，在锚杆的尾部安装止浆塞6，在围岩102的外露段安装托盘4，同时拧紧螺母5，并按照设计要求施加预紧力；
D)、注浆及封口：通过锚杆内的中空注浆通道9注入加固浆液101，本实施例采用水泥砂浆，注浆完毕后及时用锚固剂封堵锚杆的注浆端部。
实施例2：
一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其中分段中空锚杆体11的长度为1.0m，个数为2个，让压装置的长度为0.4m，个数为1个，中空锚索杆体2由8根钢绞线21反向旋扭紧密贴合而成，长度为6300mm。其余施工方法、步骤与实施例1相同。
实施例3：
一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其中分段中空锚杆体11的长度为0.5m，个数为6个，让压装置的长度为0.4m，个数为5个，中空锚索杆体2由14根钢绞线21反向旋扭紧密贴合而成，长度为5000mm。其余施工方法、步骤与实施例1相同。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其特征在于，包括中空锚杆体(1)、中空锚索杆体(2)，布设于所述中空锚杆体(1)上的让压装置(13)、托盘(4)、螺母(5)和止浆塞(6)，布设于所述中空锚索杆体(2)上的锚索箍套(22)和扩孔装置(23)，所述中空锚杆体(1)和中空锚索杆体(2)通过连接套(3)相连。
2.根据权利要求1所述的一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其特征在于，所述中空锚杆体(1)包括多段分段中空锚杆体(11)，所述分段中空锚杆体(11)的长度为0.5-1.0m，个数为2-6个，所述分段中空锚杆体(11)的两端作外螺纹(7)处理，所述外螺纹(7)长度为让压装置(13)长度的一半，所述分段中空锚杆体(11)沿径向长度方向每隔50mm对穿Φ5mm的孔洞作为锚杆注浆孔洞(12)，所述让压装置(13)包括让压套筒(14)和压缩弹簧(15)，所述让压套筒(14)的内部设有内螺纹(8)，用于与所述分段中空锚杆体(11)两端的外螺纹(7)连接，所述压缩弹簧(15)布设于所述让压套筒(14)内部，多段所述分段中空锚杆体(11)通过所述让压装置(13)中的让压套筒(14)内外螺纹连接组成所述中空锚杆体(1)。
3.根据权利要求1所述的一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其特征在于，所述中空锚索杆体(2)由多根钢绞线(21)反向旋扭紧密贴合而成，所述钢绞线(21)有8-14根，所述中空锚索杆体(2)内部形成一中空注浆通道(9)，所述中空锚索杆体(2)布设有多个所述锚索套箍(22)和扩孔装置(23)，所述锚索套箍(22)为圆环状，内径与所述中空锚索杆体(2)的直径相等，所述扩孔装置(23)为圆环状，外径大于所述中空锚索杆体(2)内中空注浆通道(9)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其特征在于，所述中空锚杆体(1)和中空锚索杆体(2)与所述连接套(3)通过螺纹连接，其中所述中空锚杆体(1)和中空锚索杆体(2)与所述连接套(3)的相连段做外螺纹(7)处理，所述连接套(3)做内螺纹(8)处理。
5.根据权利要求1所述的一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其特征在于，所述中空锚杆体(1)和中空锚索杆体(2)通过所述连接套(3)连接后，在内部形成所述中空注浆通道(9)。
6.根据权利要求1所述的一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其特征在于，所述让压装置(13)和锚索套箍(22)的外径相等。
7.根据权利要求1所述的一种分段装配式让压中空注浆锚杆，其特征在于，该施工方法包括如下步骤：
A)、组装：组装所述一种分段装配式让压中空注浆锚杆，根据实际需要设计锚杆长度，并在其上布设所述让压装置(13)、锚索套箍(22)和扩孔装置(23)；
B)、钻孔、清孔及检查：在围岩(102)中钻出与所述让压装置(13)、锚索套箍(22)外径一致的钻孔，同时用高压风吹净钻孔内的石屑和细小石块，检查钻孔的孔深是否满足设计和锚杆长度要求；
C)、打入及固定锚杆：将组装好的所述一种分段装配式让压中空注浆锚杆送入钻孔中，应使所述中空锚杆体(1)和中空锚索杆体(2)位于钻孔的中心位置，进行全长锚固，在锚杆的尾部安装所述止浆塞(6)，在围岩的外露段安装所述托盘(4)，同时拧紧所述螺母(5)，并按照设计要求施加预紧力；
D)、注浆及封口：通过锚杆内的所述中空注浆通道(9)注入所述加固浆液(101)，通常采用水泥砂浆，注浆完毕后及时用锚固剂封堵锚杆的注浆端部。
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