CN108868854A - 涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涨壳式摩擦锚杆‑锚索组合支护结构，锚杆支护技术领域。本发明由三部分组成：锚杆‑锚索组合支护结构端锚段由注浆管、锚索束、锚具、垫片、分压板组成；锚杆‑锚索组合支护结构自由段由涨壳锚杆垫板、涨壳塞、涨壳式摩擦锚杆、锚索束架线环、注浆管以及锚索束组成；锚杆‑锚索组合支护结构端锚段由锚索束转接承载体、带孔转接锚索束、锚索束钢制承载体、锚固段注浆出口段、锚固段箍筋、锚头组成。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

涨壳式摩擦锚杆-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，特别是涉及一种涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构。

背景技术

目前，我国地质灾害处于频发期，尤其大地震后，滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地面沉降等地质灾害仍保持增长趋势，给国家、地方以及城乡居民带来了巨大的生命财产损失我国地质灾害易发区的面积约占国土总面积的65%，达600余万平方公里，许多国家重大工程如漫湾水电站、长江三峡工程、南水北调工程、公路交通干线、山区铁路干线等建设项目多位于或穿过地质灾害易发区，受到了地质灾害的严重威胁。而避免这些灾害发生的有效途径是岩土锚固。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。

为了满足日益多样性的工程要求，锚杆品种不断增多，全长粘结的砂衆锚杆、快硬水泥卷锚杆、端头锚固的树脂描杆、缝管销杆、水胀式锚杆、可回收锚杆、自钻式错杆以及压力型铺杆等相继问世，以应对错综复杂、变化多端的围岩地质与工程条件。

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。

至今我国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，没有完全实现组合支护形式、结构的商品化、规范化，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。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种涨壳式摩擦锚杆-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支护难度大的难题。

本发明采用的技术方案如下：

一种涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构，包括注浆管、锚索束、锚具、垫片、分压板、涨壳锚杆垫板、涨壳塞、涨壳式摩擦锚杆体、锚索束架线环、锚索束转接承载体、带孔转接锚索束、锚索束钢制承载体、锚固段注浆出口段、锚固段箍筋、锚头；

所述涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构由锚杆-锚索组合支护结构锚固段、锚杆-锚索组合支护结构自由段、锚杆-锚索组合支护结构端锚段三部分组成；

所述锚杆-锚索组合支护结构端锚段包括注浆管、锚索束、锚具、垫片、分压板；锚索束设置在注浆管周围形成一个包裹体，锚索束在注浆管的外径方向均匀排列，锚索束穿过锚具、垫片、分压板,锚索束通过锚具锁紧，锚具的右边是垫片，锚具与垫片之间相互挤压形成锚索束的锚固力，垫片右端是分压板，分压板包裹锚索束和注浆管；

所述锚杆-锚索组合支护结构自由段包括涨壳锚杆垫板、涨壳塞、涨壳式摩擦锚杆、锚索束架线环、注浆管、锚索束；锚索束设置在注浆管周围形成一个包裹体，锚索束在注浆管的外径方向均匀排列，锚索束穿过涨壳锚杆垫板、涨壳塞、涨壳式摩擦锚杆，涨壳锚杆垫板位于分压板右端，涨壳锚杆垫板与分压板之间形成挤压，涨壳锚杆垫板右端连接涨壳式摩擦锚杆，壳式摩擦锚杆体与注浆管、锚索束之间是层层包裹连接，涨壳式摩擦锚杆内部设置有涨壳塞，涨壳塞位于锚索束与涨壳式摩擦锚杆的中间，锚索束架线环在整个锚杆-锚索组合支护结构自由段为等间距设置，锚索束架线环穿接固定注浆管和锚索束；

所述锚杆-锚索组合支护结构锚固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、锚固段注浆出口段、锚固段箍筋、锚头；锚索束转接承载体左端与锚索束、注浆管直接连接，锚索束转接承载体左端设置有一段锚固段箍筋，锚索束转接承载体右端连接带孔转接锚索束、锚固段注浆出口段，带孔转接锚索束与锚索束钢制承载体相连接，锚索束钢制承载体左端为锚固段箍筋，锚固段箍筋为螺旋箍筋，锚索束钢制承载体的右端设置有锚头。

进一步地，所述涨壳塞由涨壳塞垫圈和壳塞主体组成，涨壳塞垫圈包裹在锚索束外，壳塞主体包裹在涨壳塞垫圈外。

进一步地，所述涨壳式摩擦锚杆体由涨壳式摩擦锚杆体下凹段和涨壳式摩擦锚杆体上凸段组成，涨壳式摩擦锚杆体下凹段和涨壳式摩擦锚杆体上凸段之间相互依次紧密排列。

涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构的使用方法，包含以下步骤：

A.先进行成孔操作；

B.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、锚固段注浆出口段、带孔转接锚索束进行注浆，注浆材料为混凝土；

C.安装涨壳式摩擦锚杆，采用冲击击入的方式把涨壳塞全部击入孔内，安装涨壳锚杆垫板；

D.安装垫片、分压板与锚具，并通过千斤顶张拉锚索束达到响应预应力要求，然后通过锚具进行锁紧。

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

图1为本发明一种涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构。

图2为图1中涨壳式摩擦锚杆-锚索组合形式示意图。

图3为图1的涨壳式摩擦锚杆横截面示意图。

图4为图1的涨壳式摩擦锚杆加入涨壳塞时布置横截面示意图。

图5为发明中涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构端锚段连接示意图。

图中，1为注浆管；2为锚索束；3为锚具；4为垫片；5为分压板；6为涨壳锚杆垫板；7为涨壳塞，7-1为涨壳塞垫圈，7-2为涨壳塞主体；8为涨壳式摩擦锚杆体，8-1为涨壳式摩擦锚杆体下凹段，8-2涨壳式摩擦锚杆体上凸段；9为锚索束架线环；10为锚索束转接承载体；11为带孔转接锚索束；12为锚索束钢制承载体；13为锚固段注浆出口段；14为锚固段箍筋；15为锚头。

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。

实施例：如图1-图5所示，所述涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构由锚杆-锚索组合支护结构锚固段、锚杆-锚索组合支护结构自由段、锚杆-锚索组合支护结构端锚段三部分组成；所述锚杆-锚索组合支护结构端锚段包括注浆管1、锚索束2、锚具3、垫片4、分压板5五部分；锚索束2设置在注浆管1周围形成一个包裹体，锚索束2在注浆管1的外径方向均匀排列，锚索束2穿过锚具3、垫片4、分压板5,锚索束2通过锚具3锁紧，锚具3的右边是垫片4，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右端是分压板5，分压板5包裹锚索束2和注浆管1；所述锚杆-锚索组合支护结构自由段由涨壳锚杆垫板6、涨壳塞7、涨壳式摩擦锚杆8、锚索束架线环9、注浆管1、锚索束2组成；锚索束2设置在注浆管1周围形成一个包裹体，锚索束2在注浆管1的外径方向均匀排列，锚索束2穿过涨壳锚杆垫板6、涨壳塞7、涨壳式摩擦锚杆8，涨壳锚杆垫板6位于分压板5右端，涨壳锚杆垫板6与分压板5之间形成挤压，涨壳锚杆垫板6右端连接涨壳式摩擦锚杆8，壳式摩擦锚杆体8与注浆管1、锚索束2之间是层层包裹连接，壳式摩擦锚杆8内部设置有涨壳塞7，涨壳塞7位于锚索束2与涨壳式摩擦锚杆8的中间，锚索束架线环9在整个锚杆-锚索组合支护结构自由段为等间距设置，锚索束架线环9穿接固定注浆管1和锚索束2；所述锚杆-锚索组合支护结构锚固段由锚索束转接承载体10、带孔转接锚索束11、锚索束钢制承载体12、锚固段注浆出口段13、锚固段箍筋14、锚头15组成；锚索束转接承载体10左端与锚索束2、注浆管1直接连接，锚索束转接承载体10左端设置有一段锚固段箍筋14，锚索束转接承载体10右端连接带孔转接锚索束11、锚固段注浆出口段13，带孔转接锚索束11与锚索束钢制承载体12相连接，锚索束钢制承载体12左端为锚固段箍筋14，锚固段箍筋14为螺旋箍筋，锚索束钢制承载体12的右端设置有锚头15。

如图4所示，涨壳塞7由涨壳塞垫圈7-1和壳塞主体7-2组成，涨壳塞垫圈7-1包裹在锚索束2外，壳塞主体7-2包裹在涨壳塞垫圈7-1外。

如图3所示，所述涨壳式摩擦锚杆体8由涨壳式摩擦锚杆体下凹段8-1和涨壳式摩擦锚杆体上凸段8-2组成，涨壳式摩擦锚杆体下凹段8-1和涨壳式摩擦锚杆体上凸段8-2之间相互依次紧密排列。

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。

Claims (4)

1.涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构，包括注浆管（1）、锚索束（2）、锚具（3）、垫片（4）、分压板（5）、涨壳锚杆垫板（6）、涨壳塞（7）、涨壳式摩擦锚杆体（8）、锚索束架线环（9）、锚索束转接承载体（10）、带孔转接锚索束（11）、锚索束钢制承载体（12）、锚固段注浆出口段（13）、锚固段箍筋（14）、锚头（15），其特征在于：所述涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构由锚杆-锚索组合支护结构锚固段、锚杆-锚索组合支护结构自由段、锚杆-锚索组合支护结构端锚段三部分组成；

所述锚杆-锚索组合支护结构端锚段包括注浆管（1）、锚索束（2）、锚具（3）、垫片（4）、分压板（5）；锚索束（2）设置在注浆管（1）周围形成一个包裹体，锚索束（2）在注浆管（1）的外径方向均匀排列，锚索束（2）穿过锚具（3）、垫片（4）、分压板（5），锚索束（2）通过锚具（3）锁紧，锚具（3）的右边是垫片（4），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）右端是分压板（5），分压板（5）包裹锚索束（2）和注浆管（1）；

所述锚杆-锚索组合支护结构自由段包括涨壳锚杆垫板（6）、涨壳塞（7）、涨壳式摩擦锚杆（8）、锚索束架线环（9）、注浆管（1）、锚索束（2）；锚索束（2）设置在注浆管（1）周围形成一个包裹体，锚索束（2）在注浆管（1）的外径方向均匀排列，锚索束（2）穿过涨壳锚杆垫板（6）、涨壳塞（7）、涨壳式摩擦锚杆（8），涨壳锚杆垫板（6）位于分压板（5）右端，涨壳锚杆垫板（6）与分压板（5）之间形成挤压，涨壳锚杆垫板（6）右端连接涨壳式摩擦锚杆（8），壳式摩擦锚杆体（8）与注浆管（1）、锚索束（2）为层层包裹连接，涨壳式摩擦锚杆（8）内部设置有涨壳塞（7），涨壳塞（7）位于锚索束（2）与涨壳式摩擦锚杆（8）的中间，锚索束架线环（9）在整个锚杆-锚索组合支护结构自由段为等间距设置，锚索束架线环（9）穿接固定注浆管（1）和锚索束（2）；

所述锚杆-锚索组合支护结构锚固段包括锚索束转接承载体（10）、带孔转接锚索束（11）、锚索束钢制承载体（12）、锚固段注浆出口段（13）、锚固段箍筋（14）、锚头（15）；锚索束转接承载体（10）左端与锚索束（2）、注浆管（1）直接连接，锚索束转接承载体（10）左端设置有一段锚固段箍筋（14），锚索束转接承载体（10）右端连接带孔转接锚索束（11）、锚固段注浆出口段（13），带孔转接锚索束（11）与锚索束钢制承载体（12）相连接，锚索束钢制承载体（12）左端为锚固段箍筋（14），锚固段箍筋（14）为螺旋箍筋，锚索束钢制承载体（12）的右端设置有锚头（15）。

2.根据权利要求1所述涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：所述涨壳塞（7）由涨壳塞垫圈（7-1）和壳塞主体（7-2）组成，涨壳塞垫圈（7-1）包裹在锚索束（2）外，壳塞主体（7-2）包裹在涨壳塞垫圈（7-1）外。

3.根据权利要求1所述涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：所述涨壳式摩擦锚杆体（8）由涨壳式摩擦锚杆体下凹段（8-1）和涨壳式摩擦锚杆体上凸段（8-2）组成，涨壳式摩擦锚杆体下凹段（8-1）和涨壳式摩擦锚杆体上凸段（8-2）之间相互依次紧密排列。

4.根据权利要求1所述涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构，其特征在于：涨壳式摩擦锚杆-锚索组合支护结构的使用方法包含以下步骤：

A.先进行成孔操作；

B.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（11）进行注浆，注浆材料为混凝土；

C.安装涨壳式摩擦锚杆（8），采用冲击击入的方式把涨壳塞（7）全部击入孔内，安装涨壳锚杆垫板（6）；

D.安装垫片（4）、分压板（5）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。