CN107905260A - 一种适用于地下厂房岩壁吊车梁部位的预应力锚索结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于地下厂房岩壁吊车梁部位的预应力锚索结构，其锚固段分为内锚固段和外锚固段，内锚固段处于钻孔中的内侧，外锚固段处于钻孔中的外侧，张拉段处于内锚固段和外锚固段之间；在钻孔中，张拉段所对应的孔段与外锚固段所对应的孔段用止浆包隔开，并分期灌注水泥浆。本发明能够对高边墙及时进行系统的预应力锚索支护，从而限制围岩变形，保证岩壁吊车梁结构的稳定和安全，有利于地下厂房的整体围岩稳定。

Description

一种适用于地下厂房岩壁吊车梁部位的预应力锚索结构

技术领域

本发明涉及地下厂房开挖支护技术，具体是一种适用于地下厂房岩壁吊车梁部位的预应力锚索结构。

背景技术

近年来水利水电工程建设快速发展，受地形、地貌等条件限制，水电站厂房多采用地下结构型式。地下厂房桥式起重机支承结构采用岩壁吊车梁结构型式，不仅可以减小地下厂房跨度，缩短施工周期，节约成本，还可以提前安装运行桥式起重机，因此在水电站地下厂房中广泛运用。

随着水电站装机容量的不断增加，地下厂房跨度和高度不断增大，由此带来的高边墙变形问题一直是困扰工程界的一个难题。位于地下厂房边墙中上部的岩壁吊车梁部位在理论及实践中证明是厂房边墙变形较大部位。由于岩壁吊车梁是一种刚性的混凝土结构，难以适应地下厂房高边墙的变形，容易产生裂缝。因此对地下厂房高边墙的岩壁吊车梁部位进行有效支护，控制该部位变形，不仅对岩壁吊车梁结构十分有利，也有助于地下厂房的整体围岩稳定。

由于地下厂房高边墙变形较大，设计与施工中往往采用能够适应较大变形的压力分散型预应力锚索进行支护，但是压力分散型预应力锚索的钢垫板和锚具要承受预应力锚索的全部荷载，在高边墙不断变形，锚索荷载不断增大的情况下，钢垫板有产生宏观变形或位移的风险。如果在岩壁吊车梁部位采用压力分散型预应力锚索支护，钢垫板的变形或者位移会导致岩壁吊车梁混凝土产生裂缝，从而会给岩壁吊车梁的结构安全带来很大风险。如果在岩壁吊车梁部位使用有粘结型预应力锚索，则不能适应高边墙的变形，容易因局部围岩变形较大将锚索拉断，失去支护效果。

现有技术对地下厂房岩壁吊车梁部位的支护方法是：在岩壁吊车梁的上部及下部一定距离外布置系统压力分散型预应力锚索，在岩壁吊车梁部位布置系统的普通砂浆锚杆及岩壁吊车梁锚杆进行支护，不再布置系统锚索。采用这种支护措施，相当于地下厂房高边墙在岩壁吊车梁部位缺少预应力锚索支护，对限制高边墙变形的支护力偏弱，会增大岩壁吊车梁锚杆的荷载，增大岩壁吊车梁部位的变形，对岩壁吊车梁结构及地下厂房围岩稳定不利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题提供一种适用于地下厂房岩壁吊车梁部位的预应力锚索结构，能够对高边墙及时进行系统的预应力锚索支护，从而限制围岩变形，保证岩壁吊车梁结构的稳定和安全，有利于地下厂房的整体围岩稳定。为此，本发明采用的技术方案是：

一种适用于地下厂房岩壁吊车梁部位的预应力锚索结构，所述预应力锚索包括锚固段和张拉段，所述预应力锚索结构还包括钢垫板和锚具，钢垫板与岩壁吊车梁部位边墙采用砂浆找平，钢垫板开孔，与孔口导向钢管焊接，利用螺栓锚杆将钢垫板固定在找平砂浆层上，为锚具承载提供基础，锚具压在钢垫板外侧；其特征在于所述锚固段分为内锚固段和外锚固段，内锚固段处于钻孔中的内侧，外锚固段处于钻孔中的外侧，张拉段处于内锚固段和外锚固段之间；

在钻孔中，张拉段所对应的孔段与外锚固段所对应的孔段用止浆包隔开；

利用一期进浆管灌注水泥浆，利用一期回浆管排气及回浆，将内锚固段和张拉段所对应的的钻孔部分充满水泥浆，待找平砂浆层和内锚固段所对应的的钻孔部分的注浆体抗压强度均达到设计强度后，张拉所述锚索的钢绞线，张拉满足设计要求后利用所述锚具进行锁定；

锁定后，再利用二期进浆管对外锚固段所对应的钻孔部分灌注水泥浆，利用二期回浆管排气及回浆，将外锚固段所对应的钻孔充满水泥浆；

预应力锚索外部不封锚保护，待外锚固段所对应的钻孔部分注浆体抗压强度达到设计强度后，预应力锚索即施工完成，预应力锚索外部结构浇筑在岩壁吊车梁混凝土内。

进一步地，内锚固段的钢绞线为无黏结带PE套钢绞线，根据钢绞线根数不同，将其分为长度不同的若干组分别嵌固在挤压套内，挤压套与承载板相连，将预应力锚索荷载传递至水泥浆体；

张拉段的钢绞线为无黏结带PE套钢绞线，隔离架将钢绞线相互分离；

外锚固段的钢绞线为剥除PE套、清除油污的有粘结钢绞线，隔离架将钢绞线相互分离。

本发明的有益效果是：采用一种分二期注浆、内外两个锚固段的预应力锚索结构对地下厂房岩壁吊车梁部位的边墙进行支护，不仅能够适应一定的地下厂房高边墙的变形，又能避免因锚索荷载较大造成钢垫板等锚索外部结构的变形对岩梁结构安全产生风险；将锚索外部结构承受的荷载转移至外锚固段，有效控制岩壁吊车梁部位的围岩变形，对岩壁吊车梁结构十分有利，而且在岩壁吊车梁部位增加预应力锚索支护后，使得地下厂房高边墙支护体系更加完整，有利于地下厂房的整体围岩稳定。

附图说明

图1是本发明整体结构横剖面图。

图1a是图1中预应力锚索外部结构浇筑在岩壁吊车梁混凝土内部分的放大图。

图2是本发明预应力锚索结构的示意图。

图3是本发明预应力锚索结构张拉段剖面图。

图4是本发明预应力锚索结构外锚固段剖面图。

具体实施方式

如图1所示，附图标号1为地下厂房，附图标号2为地下厂房边墙，附图标号3为岩壁吊车梁结构，附图标号4为预应力锚索。

如图2所示，预应力锚索4的主要结构包括内锚固段5、张拉段6、外锚固段7，预应力锚索结构还包括钢垫板8及锚具9。

预应力锚索4在内锚固段5的部分为无黏结带PE套钢绞线12a，根据钢绞线根数不同，将其分为长度不同的若干组分别嵌固在挤压套11内，挤压套与承载板10相连，通过挤压套将钢绞线荷载传递给承载板，承载板浇筑在水泥浆体内，从而将预应力锚索荷载传递至水泥浆体。所述内锚固段长度及承载板10的个数应根据预应力锚索设计荷载及注浆体抗压强度等具体情况确定；内锚固段应位于稳定围岩内。

预应力锚索4在张拉段6的部分为无黏结带PE套钢绞线12b，隔离架15将钢绞线12b相互分离；在张拉段不设置承载板。张拉段钢绞线总根数应满足预应力锚索设计荷载要求，张拉段为预应力锚索结构中适应围岩变形的部位。

在钻孔中，张拉段6所对应的孔段与外锚固段7所对应的孔段用止浆包13隔开；止浆包13作为锚索结构的一部分，连接在钢绞线上，在施放钢绞线时一起放进去。

预应力锚索4在外锚固段7的部分为剥除PE套、清除油污的有粘结钢绞线12c，隔离架15将钢绞线12c相互分离。外锚固段7也不设置承载板。所述外锚固段长度应满足承担预应力锚索荷载的要求，在预应力锚索4的外端由处在钻孔20中的所述外锚固段承担预应力锚索荷载，能在运行期使岩壁吊车梁边墙外的钢垫板8和锚具9不承担因围岩变形增加的荷载。

供浆管路主要包括一期进浆管16、一期回浆管17、二期进浆管18和二期回浆管19，一期进（回）浆管16、17、二期进（回）浆管18、19管路布置应根据锚索钻孔20的长度、倾角具体确定，保证水泥浆能够将钻孔20充填密实。一期进浆管16孔口处在钻孔20的底部，一期回浆管17孔口处在钻孔20对应张拉部的区间，二期进浆管18孔口处在钻孔20对应外锚固段7内端部的位置，二期回浆管19孔口处在钻孔20对应外锚固段7外端部的位置，以满足一期注浆后内锚固段和张拉段的钻孔部分能够充满水泥浆，二期注浆后，整束锚索体能被水泥浆体填满。

地下厂房1岩壁吊车梁3部位边墙2开挖完成后及时施钻锚索孔20；将编制完成、结构完整的预应力锚索4下索至锚索钻孔20内，然后利用一期进浆管16灌注水泥浆，利用一期回浆管17排气及回浆，将钻孔20对应内锚固段5和张拉段6的部分充满水泥浆。待找平垫砂浆层21和内锚固段5水泥浆抗压强度均达到设计强度后，以一定荷载按照设计要求分级张拉钢绞线，张拉满足设计要求后利用锚具9锁定，其中钢垫板8开孔，与孔口导向钢管80焊接，利用螺栓锚杆10将钢垫板8固定在找平砂浆层21上，为锚具承载提供基础，锚具9压在钢垫板8外侧，与对中支架一起使钢绞线及锚具能够与钻孔对中。

锁定后利用二期进浆管18对钻孔对应外锚固段7的部分灌注水泥浆，采用二期回浆管19排气及回浆，将外锚固段7充满水泥浆。

预应力锚索4外部不封锚保护，待外锚固段7注浆体抗压强度均达到设计强度后，该预应力锚索4即施工完成。之后即可进行岩壁吊车梁3的浇筑，将预应力锚索4外部结构，包括钢垫板8及锚具9，浇筑在岩壁吊车梁3混凝土内。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种适用于地下厂房岩壁吊车梁部位的预应力锚索结构，所述预应力锚索包括锚固段和张拉段，所述预应力锚索结构还包括钢垫板和锚具，钢垫板与岩壁吊车梁部位边墙采用砂浆找平，钢垫板开孔，与孔口导向钢管焊接，利用螺栓锚杆将钢垫板固定在找平砂浆层上，为锚具承载提供基础，锚具压在钢垫板外侧；其特征在于所述锚固段分为内锚固段和外锚固段，内锚固段处于钻孔中的内侧，外锚固段处于钻孔中的外侧，张拉段处于内锚固段和外锚固段之间；

在钻孔中，张拉段所对应的孔段与外锚固段所对应的孔段用止浆包隔开；

利用一期进浆管灌注水泥浆，利用一期回浆管排气及回浆，将内锚固段和张拉段所对应的的钻孔部分充满水泥浆，待找平砂浆层和内锚固段所对应的的钻孔部分的注浆体抗压强度均达到设计强度后，张拉所述锚索结构的钢绞线，张拉满足设计要求后利用所述锚具进行锁定；

锁定后，再利用二期进浆管对外锚固段所对应的钻孔部分灌注水泥浆，利用二期回浆管排气及回浆，将外锚固段所对应的钻孔充满水泥浆；

预应力锚索外部不封锚保护，待外锚固段所对应的钻孔部分注浆体抗压强度达到设计强度后，预应力锚索即施工完成，预应力锚索外部结构浇筑在岩壁吊车梁混凝土内。

2.如权利要求1所述的一种适用于地下厂房岩壁吊车梁部位的预应力锚索结构，其特征在于内锚固段的钢绞线为无黏结带PE套钢绞线，根据钢绞线根数不同，将其分为长度不同的若干组分别嵌固在挤压套内，挤压套与承载板相连，将预应力锚索荷载传递至水泥浆体；

张拉段的钢绞线为无黏结带PE套钢绞线，隔离架将钢绞线相互分离；

外锚固段的钢绞线为剥除PE套、清除油污的有粘结钢绞线，隔离架将钢绞线相互分离。