CN112392524A - 一种岩土工程分段式中空注浆锚索装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩土工程分段式中空注浆锚索装置，包括中空注浆锚索或中空注浆管，中空注浆锚索包括注浆内管和钢绞线，注浆内管或中空注浆管上设置有若干个出浆孔和用于密封出浆孔的定压密封套；还包括设置在中空注浆锚索或中空注浆管上的分段隔离器，分段隔离器设置在中空注浆锚索或中空注浆管上设定的各个出浆孔之间。本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其通过设置分段隔离器和定压密封套，能根据不同部位的地层围岩的加固或密封要求不同而进行对应的分段、分级式注浆，能根据需要增加深部围岩注浆量，能够显著提高注浆加固或密封效果，节约大量复注或复修成本，尤其能够有效避免围岩坍塌、复修时造成的潜在安全风险。

Description

一种岩土工程分段式中空注浆锚索装置

技术领域

本发明涉及锚索技术领域，特别涉及一种中空注浆锚索。

背景技术

岩土工程如地铁、隧道、边坡、井巷、涵洞、大坝等，在遇地质破碎带、部分软岩、易冒落片帮、滑坡失稳、大变形、有出水或突水危险、管涌等情况时，注浆加固是常用方法之一，该方法是通过注浆锚索、注浆锚杆等向岩体注浆，利用注入浆液的粘接和凝结作用机理等，达到加固围岩，显著提高支护、堵水等效果。

目前采用注浆锚索存在的问题有：采用锚索注浆，在孔的深部或地质密实段注入的浆液少，在浅部注入的浆液多但易跑浆，承载效果差，封堵困难。目前解决的方法是复注、加密钻孔等，造成工程量浩大，并且也难以达到安全支护要求。

普通的常规注浆是从孔口安装注浆管向里注浆，工艺简单，但浆液扩散范围不均匀。同时由于锚索顶部采用树脂药卷等方式锚固，容易在锚索顶部锚固区域形成无法注浆区域。CN109098687A公开了一种裂隙岩体的单止浆塞后退式分段注浆装置及方法，所述装置包括内管、外管、注水管、膨胀式止浆塞、内管阀门、外管阀门、注水管阀门、内管单向阀和外管单向阀；所述的膨胀式止浆塞被外管贯通并固定在外管之上，所述的注水管与膨胀式止浆塞内部相连通，可通过注水管向膨胀式止浆塞内注水使膨胀式止浆塞膨胀，膨胀式止浆塞注水压力要高于设计注浆压力，保证在设计注浆压力下膨胀式止浆塞能承受住浆液对其施加的压力，达到分段堵孔密封的目的。这种分段密封方式结构多、费用高、操作复杂，施工速度慢，效率低下，难以推广使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种岩土工程分段式中空注浆锚索装置，以解决现有注浆锚索、注浆锚杆、注浆装置等存在不能根据需要分段注浆及使用操纵麻烦等技术问题。

本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置，包括中空注浆锚索或者中空注浆管，所述中空注浆锚索包括注浆内管和成螺旋形包绕在注浆内管周围的钢绞线；

所述注浆内管和中空注浆管上从上至下设置有若干个出浆孔，注浆内管和中空注浆管上套有与除最上一个出浆孔外的其余出浆孔一一对应用于密封出浆孔的定压密封套，所述定压密封套的两端通过快速管卡固定在注浆内管上，所述快速管卡将钢绞线的局部撑开形成注浆部；每个定压密封套都有自身的标准承压范围，在注浆压力高于其标准承压范围时定压密封套破裂，在注浆压力低于其标准承压范围时定压密封套不破裂，各个定压密封套的标准承压范围与对应部位的地层围岩加固或密封要求相符；

所述中空注浆锚索装置还包括设置在中空注浆锚索和中空注浆管上的若干个分段隔离器，分段隔离器设置在中空注浆锚索或中空注浆管上的各个出浆孔之间，且最上一个出浆孔的上方不设置分段隔离器，最下一个出浆孔下方的中空注浆锚索或中空注浆管上设置有封口器。

进一步，所述分段隔离器包括包裹在中空注浆锚索或中空注浆管上的密封袋和设置在密封袋中部的隔离杆，所述隔离杆上设置有夹持缝口，所述密封袋的中部被夹持在隔离杆上的夹持缝口中，在隔离杆的夹持隔离下密封袋被分隔成左袋体和右袋体，所述左袋体和右袋体中装有膨胀凝固材料；

或者所述分段隔离器为包裹在中空注浆锚索或中空注浆管上的密封袋和装置密封袋中的膨胀凝固材料。

进一步，所述中空注浆锚索的上端设置有自膨胀锚固装置，或中空注浆锚索的上端设置有搅拌锚固装置，或中空注浆锚索的上端不设置锚固装置；所述封孔器和自膨胀锚固装置的结构与分段隔离器的结构相同；

所述封孔器和自膨胀锚固装置的结构与分段隔离器的结构相同。

进一步，所述中空注浆管的下端设置有封孔器，所述中空注浆管的上端不设置锚固装置，所述封孔器的结构与分段隔离器的结构相同。

本发明的有益效果：

1、本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其通过设置分段隔离器和定压密封套，能根据不同部位的地层围岩的加固或密封要求不同而进行对应的分段、分级式注浆，能根据需要增加深部围岩注浆量，能够显著提高注浆加固或密封效果，节约大量复注或复修成本，尤其能够有效避免围岩坍塌、复修时造成的潜在安全风险。

2、本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其相对于传统中空注浆锚索而言不再使用树脂药卷锚固，不再使用常规的封孔器封孔，节约了材料成本；节约了安装树脂药卷和搅拌时间，降低了劳动强度；

3、本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其分段隔离器能根据需要安装在中空注浆锚索的不同位置，解决了常规注浆锚索只能在孔口封堵的难题。本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置可根据裂隙发育确定合理的封孔长度，解决了常规封孔裂隙深度发育、难以实现密封封孔、易跑浆的难题，有利于保证注浆压力，保证注浆效果，节约注浆材料。

4、本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置，可通过分段隔离器施加锚索预紧力，因此在满足围岩岩层支护设计要求条件下，可去掉端头锚固，进行中间锚固，这样可将常规端头的加长锚固段变为注浆段，加长了锚固范围；如果不需要在常规的加长锚固范围内注浆，可以不打常规的锚固段的孔，减少打孔深度，能节约工程量。

5、本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其分级注浆使得能增加深部围岩注浆量，能够显著提高注浆加固或密封效果，节约大量复注或复修成本，尤其能够有效避免围岩坍塌、复修时造成的潜在安全风险。

6、本发明岩土工程分段式中空注浆锚索装置还具有使用简单方便的优点。

附图说明

图1为实施例一中的岩土工程分段式中空注浆锚索装置的结构示意图；

图2为图1中P部的放大示意图；

图3为分段隔离器的结构示意图；

图4为隔离杆的结构示意图；

图5为实施例二中的岩土工程分段式中空注浆锚索装置的结构示意图；

图6为图5中M部的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：如图1所示，本实施例中岩土工程分段式中空注浆锚索装置包括中空注浆锚索1，所述中空注浆锚索包括注浆内管101和成螺旋形包绕在注浆内管周围的钢绞线102。所述注浆内管上从上至下设置有若干个出浆孔103，注浆孔的位置根据具体地层分段注浆要求设置，注浆内管上套有与除最上一个出浆孔外的其余出浆孔一一对应用于密封出浆孔的定压密封套104，所述定压密封套的两端通过快速管卡105固定在注浆内管上，所述快速管卡将钢绞线的局部撑开形成注浆部；每个定压密封套都有自身的标准承压范围，在注浆压力高于其标准承压范围时定压密封套破裂，在注浆压力低于其标准承压范围时定压密封套不破裂，各个定压密封套的标准承压范围与对应部位的地层围岩加固或密封要求相符。

所述中空注浆锚索装置还包括设置在中空注浆锚索上的若干个分段隔离器2，分段隔离器设置在中空注浆锚索上的各个出浆孔之间，且最上一个出浆孔的上方不设置分段隔离器，最下一个出浆孔下方的中空注浆锚索上设置有封口器3。

所述分段隔离器2包括包裹在中空注浆锚索上的密封袋201和设置在密封袋中部的隔离杆202，所述隔离杆上设置有夹持缝203，所述密封袋的中部被夹持在隔离杆上的夹持缝口中，在隔离杆的夹持隔离下密封袋被分隔成左袋体和右袋体，所述左袋体和右袋体中装有膨胀凝固材料。

在具体实施中膨胀凝固材料可根据需要进行选择，如可选用马丽散或膨胀水泥等膨胀凝固材料。

所述中空注浆锚索的上端设置有自膨胀锚固装置4。本实施例中，所述封孔器和自膨胀锚固装置的结构与分段隔离器的结构相同。或中空注浆锚索的上端设置有搅拌锚固装置，或中空注浆锚索的上端不设置锚固装置；

当然在不同实施例中，封孔器3也可以采用目前的常规封孔器；自膨胀锚固装置4也可采用其它方式等同替换，如可以是常规的搅拌锚固装置。又或者中空注浆锚索的上端还可不设置锚固装置。

本实施例中岩土工程分段式中空注浆锚索装置的分段隔离器的使用方式如下：

先将分段隔离器2的密封袋中部嵌在隔离杆上的夹持缝口中，然后分别向左袋体和右袋体内装入膨胀凝固材料。左袋体和右袋体装入膨胀凝固材料后再进行袋体封口，以便于运输，分段隔离器在注浆现场才安装到中空注浆锚索上。可通过绑缚方式将密封袋固定在中空注浆锚索上，绑缚位置根据地层围岩分段加固密封的位置对应确定，分段隔离器的结构及使用方式都很简单，利于推广使用。

本实施例中岩土工程分段式中空注浆锚索装置的分段注浆方式如下：

1)先将分段隔离器的隔离杆抽下，抽下隔离杆后密封袋的左袋体和右袋体连通，进而左袋体和右袋体中的膨胀凝固材料相互融合发生反应，由于膨胀凝固材料配比是预先设定好的，因此其膨胀倍数、膨胀时间、凝结时间和凝结强度、粘结强度都是预设好的。

2)利用膨胀凝固材料反应过程这段时间，将分段式中空注浆锚索下入钻孔中的设定位置。

3)在膨胀凝固材料反应完成后，分段隔离器起到锚固及分段密封的作用。

4)然后通过注浆内管注浆。由于每个定压密封套都有自身的标准承压范围，因此是标准承压范围低的定压密封套先破裂注浆，再是标准承压范围高的定压密封套破裂注浆，从而达到分段、分级注浆的目的。

当然在不同实施例中，所述分段隔离器2还可为其它形式，如可以为包裹在中空注浆锚索或中空注浆管上的密封袋和装置密封袋中的膨胀凝固材料。这种结构的分段隔离器2，由于密封袋没有隔离使得只能在现场填装膨胀凝固材料，现场装好后膨胀凝固材料后再封口再包裹固定在中空注浆锚索。

实施例二：如图5所示，本实施例中岩土工程分段式中空注浆锚索装置包括中空注浆管5，所述中空注浆管上从上至下设置有若干个出浆孔103，注浆孔的位置根据具体地层分段注浆要求设置，注浆内管上套有与除最上一个出浆孔外的其余出浆孔一一对应用于密封出浆孔的定压密封套104，所述定压密封套的两端通过快速管卡105固定在注浆内管上，所述快速管卡将钢绞线的局部撑开形成注浆部；每个定压密封套都有自身的标准承压范围，在注浆压力高于其标准承压范围时定压密封套破裂，在注浆压力低于其标准承压范围时定压密封套不破裂，各个定压密封套的标准承压范围与对应部位的地层围岩加固或密封要求相符。

所述中空注浆锚索装置还包括设置在中空注浆管上的若干个分段隔离器2，分段隔离器设置在中空注浆管上的各个出浆孔之间，且最上一个出浆孔的上方不设置分段隔离器，最下一个出浆孔的下方中空注浆管上设置有封口器3。本实施例中，所述封孔器3的结构与分段隔离器的结构相同，中空注浆管的上端不设置锚固装置。当然在不同实施例中，封孔器3也可以采用目前的常规封孔器。

所述分段隔离器2包括包裹在中空注浆锚索上的密封袋201和设置在密封袋中部的隔离杆202，所述隔离杆上设置有夹持缝203，所述密封袋的中部被夹持在隔离杆上的夹持缝口中，在隔离杆的夹持隔离下密封袋被分隔成左袋体和右袋体，所述左袋体和右袋体中装有膨胀凝固材料。

在具体实施中膨胀凝固材料可根据需要进行选择，如可选用马丽散或膨胀水泥等膨胀凝固材料。

以上实施例中岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其通过设置分段隔离器和定压密封套，能根据不同部位的地层围岩的加固或密封要求不同而进行对应的分段、分级式注浆，能根据需要增加深部围岩注浆量，能够显著提高注浆加固或密封效果，节约大量复注或复修成本，尤其能够有效避免围岩坍塌、复修时造成的潜在安全风险。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，与本发明的技术方案实质相同的修改方案或者等同替换方案也应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种岩土工程分段式中空注浆锚索装置，包括中空注浆锚索或者中空注浆管，所述中空注浆锚索包括注浆内管和成螺旋形包绕在注浆内管周围的钢绞线，其特征在于：

所述注浆内管和中空注浆管上从上至下设置有若干个出浆孔，注浆内管和中空注浆管上套有与除最上一个出浆孔外的其余出浆孔一一对应用于密封出浆孔的定压密封套，所述定压密封套的两端通过快速管卡固定在注浆内管上，所述快速管卡将钢绞线的局部撑开形成注浆部；每个定压密封套都有自身的标准承压范围，在注浆压力高于其标准承压范围时定压密封套破裂，在注浆压力低于其标准承压范围时定压密封套不破裂，各个定压密封套的标准承压范围与对应部位的地层围岩加固或密封要求相符；

所述中空注浆锚索装置还包括设置在中空注浆锚索和中空注浆管上的若干个分段隔离器，分段隔离器设置在中空注浆锚索或中空注浆管上的各个出浆孔之间，且最上一个出浆孔的上方不设置分段隔离器，最下一个出浆孔的下方中空注浆锚索或中空注浆管上设置有封口器。

2.根据权利要求1所述的岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其特征在于：

所述分段隔离器包括包裹在中空注浆锚索或中空注浆管上的密封袋和设置在密封袋中部的隔离杆，所述隔离杆上设置有夹持缝口，所述密封袋的中部被夹持在隔离杆上的夹持缝口中，在隔离杆的夹持隔离下密封袋被分隔成左袋体和右袋体，所述左袋体和右袋体中装有膨胀凝固材料；

或者所述分段隔离器为包裹在中空注浆锚索或中空注浆管上的密封袋和装置密封袋中的膨胀凝固材料。

3.根据权利要求1所述的岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其特征在于：所述中空注浆锚索的上端设置有自膨胀锚固装置，或中空注浆锚索的上端设置有搅拌锚固装置，或中空注浆锚索的上端不设置锚固装置；所述封孔器和自膨胀锚固装置的结构与分段隔离器的结构相同。

4.根据权利要求1所述的岩土工程分段式中空注浆锚索装置，其特征在于：所述中空注浆管的下端设置有封孔器，所述中空注浆管的上端不设置锚固装置，所述封孔器的结构与分段隔离器的结构相同。

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