CN108867638A - 管缝式锚杆-锚索组合支护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了管缝式锚杆‑锚索组合支护结构，包括注浆锚固段、自由段和端锚段，所述锚固段包括注浆管、锚索束、锚具、垫片、锚固端箍筋、波纹管；所述自由段包括管缝式摩擦锚杆体、注浆管、锚索束架线环以及锚索束；所述端锚段包括锚索束转接承载体、带孔转接锚索束、锚索束钢制承载体、锚固段锚索束钢制承载体、锚固段注浆出口段、锚固段箍筋、锚头以及混凝土。本发明针对性强、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少、承载力高、施工速度快、经济效果好，运输方便，运输过程中不易损坏，缩短工时，降低造价。

Description

管缝式锚杆-锚索组合支护结构

技术领域

本发明属于锚杆支护技术领域，特别是涉及一种管缝式锚杆-锚索组合

支护结构。

背景技术

近十年来我国经济飞速发展，尤其是我国城市人口的飞速膨胀和城市功能的快速拓展，使得城市可支配用地越来越紧张，城市的发展促进了对城市地下空间的开发利用，因此，二十一世纪将是“地下空间”开发的世纪。而地下空间成功开发的关键地下支护技术，锚杆、锚索作为一种经济性好、适用性强的支护技术，应其施工方便、造价低廉、支护效果好被广泛的采用。不仅地下空间分开发需要锚杆、锚索技术，在矿山工程、边坡工程、基坑工程同样消耗了大量的锚杆、锚索。

锚杆，英文“Bolt”、“bolting”、“anchor”"是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。锚杆支护是指，在边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式。现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。

锚索(anchor cable)，吊桥中在边孔将主缆进行锚固时，要将主缆分为许多股钢束分别锚于锚锭内，这些钢束便称之为锚索。锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。

1890年北威尔士露天煤矿最先采用采用钢筋加固边坡岩层，开启了岩土描固工程的先河，1890-1918年，美国、波兰先后也在类似工程中采用钢筋加固煤矿巷道顶板；1934年，在阿尔及利亚的切尔划斯大现加高工程中，采用每单根承载力为10000KN的预应力锚索将拉力传递至下卧的砂岩地基，采用37根预应力锚索来保持加高后坝体的稳定，每根铺索由630根高强度钢丝组成，20年后，锚索的预应力损失仅为30%，从此以来，岩土锚固固已发展为一门重要的和具有巨大发展潜力的工程学科和工艺。随后，预应力错索在印度、南非、英国等国家的水利大现工程中得到了应用与发展；上世纪50-70年代，预应力锚固技术在水利、矿山、公路、铁路以及工业与民用建筑工程等土木工程的诸多领域得到了广泛的应用和发展；20世纪70年代，英国在普莱姆斯的核潜艇综合基地干船坞的改建过程中，泛地应用地描抵抗结构所受到的上浮力；1974年，纽约世界贸易中心深开挖工程釆用了地下连续墙施工技术，并对地下连续墙采取了铺固技术，开挖深度21m，锚杆倾角为47°，工作荷载为3000KN。20世纪90年代，世界的许多国家，研土锚固的理论研究、技术创新和工程应用得到了进一步的发展，瑞士开发应用了电隔离描杆（电阻测定法）技术，检验错杆防腐烛系统的完善性，瑞典和日本开发的带端头膨胀体的土中锚杆，得到了实际应用。

我国于20世纪50年代后期开始了锚固技术的应用，当时的京西矿务局、河北龙烟铁矿、湖南湘潭猛矿等单位使用锚杆对矿山巷道支护；1989年，

国内首台级张拉设备及预应力错杆研制成功，应用于丰满水电站的大坝加固工程，10000KN级的预应力锚杆在龙羊峡水电工程中试验成功，与此同时，预应力锚索桩、预应力锚索框架梁等新型支护结构也在我国开始得到了研究和应用。

我国用矿山法修建了上万公里的隧道、边坡工程不计其数，但还在争至今岩土锚固技术还不够完善，特别是在采用锚杆、锚索进行联合支护方面。针对于特殊工程的锚固技术的分工不明确。目前我国主要采用注浆式锚杆，而国外在土砂围岩中，基本上采用摩擦式锚杆，在硬岩中为了对付岩爆也多采用摩擦式锚杆。没有完全实现组合支护形式、结构的商品化、规范化。目前我国的锚杆、锚索的制作还没有形成集中化的、规范化的生产，因此对于实现施工机械化、确保锚杆品质难以实现。缺乏多样化的锚杆技术。锚杆功能的多样化，是锚杆技术发展的主流，如具有排水功能的锚杆、控制大变形的锚杆、提高承载力的锚杆等。

管缝式锚杆-锚索组合支护结构，是一种将管缝式摩擦锚杆与预应力锚索相结合的新型支护形式。管缝式锚杆-锚索组合支护结构集锚杆、锚索优点于一身，是一种很有发展前途的支护形式。其具有针对性强、成本低、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少等优点。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种管缝式锚杆-锚索组合

支护结构，主要为了开发一种整体性好、传力明确、构造简单、安全可靠、施工方便的岩土锚固组合支护结构，能够有效的解决复杂工程岩土支护难度大的难题。

本发明采用的技术方案如下：

管缝式锚杆-锚索组合支护结构，包括注浆锚固段、自由段和端锚段，所述注浆锚固段包括注浆管、锚索束、锚具、垫片、锚固端箍筋和波纹管，锚索束设置在注浆管的周围形成一个包裹体，包裹体由前至后依次穿过锚具、垫片、锚固端箍筋和波纹管，锚具将整个锚索束锁紧，在锚具与垫片之间相互挤压形成锚索束的锚固力，垫片与锚具相连接，锚固端箍筋包裹在垫片与波纹管之间的包裹体上；所述自由段包括管缝式摩擦锚杆体、注浆管、锚索束架线环以及锚索束，管缝式摩擦锚杆体的一端与浇筑的混凝土相接，锚索束和注浆管形成的包裹体穿过管缝式摩擦锚杆体内部，锚索束架线环穿接固定包裹体；所述端锚段包括锚索束转接承载体、带孔转接锚索束、锚索束钢制承载体、锚固段锚索束钢制承载体、锚固段注浆出口段、锚固段箍筋和锚头，锚索束转接承载体一端与包裹体直接连接，另一端依次与带孔转接锚索束、锚固段锚索束钢制承载体和锚头相连接，带孔转接锚索束的中部设置有贯通的锚固段注浆出口段；锚索束钢制承载体设置在端锚段中部，带孔转接锚索束和锚固段注浆出口段穿过锚索束钢制承载体，锚索束转接承载体、锚索束钢制承载体、锚固段锚索束钢制承载体的一侧各设置一段锚固段箍筋。

所述锚固端箍筋是环向螺旋筋。

所述管缝式摩擦锚杆体包括管缝式摩擦锚杆体后端、管缝式摩擦锚杆体管缝和管缝式摩擦锚杆体前端，管缝式摩擦锚杆体管缝贯穿整个锚杆体，管缝式摩擦锚杆体后端截面小于管缝式摩擦锚杆体前端截面。

所述注浆管与锚索束之间形成连接包裹体，锚索束在注浆管的外径方向均匀排列。

所述端锚段用混凝土进行注浆。

所述注浆锚固段在安装垫片前用混凝土进行浇筑，当混凝土强度达到要求时，安装垫片与锚具，通过千斤顶张拉锚索束达到响应预应力要求，然后通过锚具锁紧。

本发明的有益效果：

本发明的效果和优点是有针对性强、支护效果好、操作简便、使用灵活、占用施工净空少、承载力高、施工速度快、经济效果好，运输方便，运输过程中不易损坏，缩短工时，降低造价。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述：

图1为本发明一种管缝式锚杆-锚索组合支护结构示意图；

图2为图1中管缝式摩擦锚杆体意图；

图3为图1的注浆孔与锚索束布置示意图；

图4为发明中支护结构的后端连接示意图；

图5为发明中支护结构的前端连接示意图；

图中，1为注浆管；2为锚索束；3为锚具；4为垫片；5为锚固端箍筋；6为波纹管；7为管缝式摩擦锚杆体，7-1为后端，7-2为管缝，7-3为前端；8为锚索束架线环；9为锚索束转接承载体；10为带孔转接锚索束；11为锚索束钢制承载体；12为锚固段锚索束钢制承载体；13为锚固段注浆出口段；14为锚固段箍筋；15为锚头；16为混凝土。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

如图1所示，本发明管缝式锚杆-锚索组合支护结构，包括注浆锚固段、自由段和端锚段。

如图4所示，所述注浆锚固段包括注浆管1、锚索束2、锚具3、垫片4、锚固端箍筋5和波纹管6，锚索束2设置在注浆管1的周围形成一个包裹体，包裹体由前至后依次穿过锚具3、垫片4、锚固端箍筋5和波纹管6，锚具3将整个锚索束2锁紧，在锚具3与垫片4之间相互挤压形成锚索束2的锚固力，垫片4与锚具3相连接，锚固端箍筋5包裹在垫片4与波纹管6之间的包裹体上；所述自由段包括管缝式摩擦锚杆体7、注浆管1、锚索束架线环8以及锚索束2，管缝式摩擦锚杆体7的一端与浇筑的混凝土相接，锚索束2和注浆管1形成的包裹体穿过管缝式摩擦锚杆体7内部，锚索束架线环8在整个锚杆-锚索组合支护结构自由段按照等间距设置，锚索束架线环8穿接固定包裹体

如图5所示，所述端锚段包括锚索束转接承载体9、带孔转接锚索束10、锚索束钢制承载体11、锚固段锚索束钢制承载体12、锚固段注浆出口段13、锚固段箍筋14和锚头15，锚索束转接承载体9一端与包裹体直接连接，另一端依次与带孔转接锚索束10、锚固段锚索束钢制承载体12和锚头15相连接，带孔转接锚索束10的中部设置有贯通的锚固段注浆出口段13；锚索束钢制承载体11设置在端锚段中部，带孔转接锚索束10和锚固段注浆出口段13穿过锚索束钢制承载体11，锚索束转接承载体9、锚索束钢制承载体11、锚固段锚索束钢制承载体12的一侧各设置一段锚固段箍筋14。

所述锚固端箍筋是环向螺旋筋。

如图2所示，所述管缝式摩擦锚杆体7包括管缝式摩擦锚杆体后端7-1、管缝式摩擦锚杆体管缝7-2和管缝式摩擦锚杆体前端7-3，管缝式摩擦锚杆体管缝7-2贯穿整个锚杆体，管缝式摩擦锚杆体后端7-3截面细小，管缝式摩擦锚杆体前端7-1截面粗大，管缝式摩擦锚杆体后端7-3截面远远小于管缝式摩擦锚杆体前端7-1截面。

如图3所示，所述注浆管1与锚索束2之间形成连接包裹体，锚索束2在注浆管1的外径方向均匀排列。

所述端锚段用混凝土16进行注浆。

所述注浆锚固段在安装垫片前用混凝土进行浇筑，当混凝土强度达到要求时，安装垫片4与锚具3，通过千斤顶张拉锚索束2达到响应预应力要求，然后通过锚具3锁紧。

本发明管缝式锚杆-锚索组合支护结构的施工方法如下：

针对于需要本采用本文中方法进行支护的工程，先进行成孔操作；成孔后安装将锚杆-锚索组合支护结构锚固段安装采孔内，并通过注浆管（1）、锚固段注浆出口段13、带孔转接锚索束10进行注浆，注浆材料为混凝土16；安装管缝式摩擦锚杆体7，将管缝式摩擦锚杆体前端7-3插入孔内，采用冲击击入的方式把管缝式摩擦锚杆体7全部击入孔内；对锚杆-锚索组合支护结构端锚段进行混凝土16浇筑，待混凝土强度达到要求，安装垫片4）与锚具3，并通过千斤顶张拉锚索束2达到响应预应力要求，然后通过锚具3进行锁紧。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.管缝式锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：包括注浆锚固段、自由段和端锚段，所述注浆锚固段包括注浆管（1）、锚索束（2）、锚具（3）、垫片（4）、锚固端箍筋和波纹管（6），锚索束（2）设置在注浆管（1）的周围形成一个包裹体，包裹体由前至后依次穿过锚具（3）、垫片（4）、锚固端箍筋和波纹管（6），锚具（3）将整个锚索束（2）锁紧，在锚具（3）与垫片（4）之间相互挤压形成锚索束（2）的锚固力，垫片（4）与锚具（3）相连接，锚固端箍筋包裹在垫片（4）与波纹管（6）之间的包裹体上；所述自由段包括管缝式摩擦锚杆体（7）、注浆管（1）、锚索束架线环（8）以及锚索束（2），管缝式摩擦锚杆体（7）的一端与浇筑的混凝土相接，锚索束（2）和注浆管（1）形成的包裹体穿过管缝式摩擦锚杆体（7）内部，锚索束架线环（8）穿接固定包裹体；所述端锚段包括锚索束转接承载体（9）、带孔转接锚索束（10）、锚索束钢制承载体（11）、锚固段锚索束钢制承载体（12）、锚固段注浆出口段（13）、锚固段箍筋和锚头（15），锚索束转接承载体（9）一端与包裹体直接连接，另一端依次与带孔转接锚索束（10）、锚固段锚索束钢制承载体（12）和锚头（15）相连接，带孔转接锚索束（10）的中部设置有贯通的锚固段注浆出口段（13）；锚索束钢制承载体（11）设置在端锚段中部，带孔转接锚索束（10）和锚固段注浆出口段（13）穿过锚索束钢制承载体（11），锚索束转接承载体（9）、锚索束钢制承载体（11）、锚固段锚索束钢制承载体（12）的一侧各设置一段锚固段箍筋。

2.根据权利要求1所述的管缝式锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：所述锚固端箍筋是环向螺旋筋。

3.根据权利要求1所述的管缝式锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：所述管缝式摩擦锚杆体（7）包括管缝式摩擦锚杆体后端（7-1）、管缝式摩擦锚杆体管缝（7-2）和管缝式摩擦锚杆体前端（7-3），管缝式摩擦锚杆体管缝（7-2）贯穿整个锚杆体，管缝式摩擦锚杆体后端（7-3）截面小于管缝式摩擦锚杆体前端（7-1）截面。

4.根据权利要求1所述的管缝式锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：所述注浆管（1）与锚索束（2）之间形成连接包裹体，锚索束（2）在注浆管（1）的外径方向均匀排列。

5.根据权利要求1所述的管缝式锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：所述端锚段用混凝土（16）进行注浆。

6.根据权利要求1所述管缝式锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：所述注浆锚固段在安装垫片前用混凝土进行浇筑，当混凝土强度达到要求时，安装垫片（4）与锚具（3），通过千斤顶张拉锚索束（2）达到响应预应力要求，然后通过锚具（3）锁紧。