CN114086999A - 一种管缝锚杆的锚固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管缝锚杆的锚固方法，采用水泥卷锚固剂填充所述锚杆头稍外侧与钻孔孔壁的间隙和所述锚固段的管腔，确保孔壁的间隙和锚固段的充填质量。其方法步骤包括：(1)计算足够充填覆盖锚杆头稍和锚固段管腔的水泥卷锚固剂数量；(2)将浸湿的水泥卷锚固剂推送至钻孔的孔底并密实固定；(3)再向上述钻孔内安装管缝锚杆，使锚杆头稍外侧与钻孔孔壁的间隙之间充实水泥卷锚固剂；(4)继续推进锚杆，使密实锚杆头稍外的水泥卷锚固剂挤入锚杆杆体管腔内部；(5)将锚固段管腔内的水泥卷锚固剂向底部推送密实，增大锚固段支撑力度。本发明通过植入水泥锚固剂增加一段锚杆粘结锚固长度和增大锚固段径向支撑力。
Description
技术领域
本发明涉及隧道及地下工程岩巷掘进技术领域，具体为一种管缝锚杆的锚固方法。
背景技术
参看图1与图2，现有的管缝锚杆是一种主动加固围岩的低预应力锚杆，锚杆杆体是一根纵向开缝的高强度钢管，当杆体安装在比管径稍小的钻孔时，可在钻孔接触面上立即对孔壁施加径向压力，产生摩擦阻力，与托盘共同阻止围岩沿杆体轴向移动。这种锚杆的锚固方式存在的缺点是：
缺点一：由于管缝锚杆的初始锚固力低，需要上密集锚杆，才能维持掘进的岩巷顶板稳定。
缺点二：为了管缝锚杆的杆体在施工时入锚杆孔方便，管缝锚杆的头稍成制作椎体。椎体段产生的摩擦阻力远小于正常杆体产生的摩擦阻力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管缝锚杆的锚固方法，以解决上述背景技术中提出的，通过植入水泥卷锚固剂使其抗压强度和粘结强度大，增加一段锚杆粘结锚固长度和增大锚固段径向支撑力。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种管缝锚杆的锚固方法，采用管缝锚杆植入岩巷的钻孔内，所述管缝锚杆包括锚杆前端、锚杆杆体与锚杆头稍,锚杆杆体分为自由段与锚固段；
采用水泥卷锚固剂填充所述锚杆头稍外侧与钻孔的孔壁间隙和所述锚固段的管腔，确保孔壁的间隙和锚固段的充填质量；
其方法步骤如下：
(1)计算足够充填覆盖锚杆头稍和锚固段管腔的水泥卷锚固剂数量；
(2)将浸湿的水泥卷锚固剂推送至钻孔的孔底并密实固定；
(3)再向上述钻孔内安装管缝锚杆，使锚杆头稍外侧与钻孔孔壁的间隙之间充实水泥卷锚固剂；
(4)继续推进管缝锚杆，使密实锚杆头稍外的水泥卷锚固剂挤入锚杆杆体的锚固段管腔内部；
(5)将锚固段管腔内的水泥卷锚固剂向底部推送密实，增大锚固段支撑力度。
进一步，所示锚杆前端包括托板与挡环组成，所述托板及挡环组合后与锚杆杆体的端部连接。
所述锚杆杆体是中空的，锚杆头稍与钻孔底部是贯通的。
所述锚杆杆体的自由段是松动圈半径的长度。
进一步，所述锚杆头稍的孔径小于充填的水泥卷锚固剂的直径，所述水泥卷锚固剂的直径小于所述钻孔的直径。
进一步，管缝锚杆作用原理一：悬吊顶板松动圈岩石，主要是通过锚固段管体与孔壁之间的摩擦力完成。
增强管缝锚杆摩擦锚固力的方法一：增加锚固段长度。
增强管缝锚杆摩擦锚固力的方法二：增大锚固段径向作用力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用新的锚固方法，其优点体现在以下几方面：
(1)凝固后的水泥卷锚固剂抗压强度和粘结强度大，在管缝锚杆头稍增加了锚固长度。
(2)凝固后的水泥卷锚固剂膨胀体支撑管缝锚杆锚固段内腔，锚杆孔孔壁带动锚杆杆体收敛时，增强了锚杆径向支撑抗力。
(3)试验表明可提高锚杆初始锚固力一倍以上，相应布置的锚杆网度可在锚杆杆体长度一半的范围内适当增加。
(4)随着锚杆网度增大，施工时间缩短，提高了支护的及时有效性。
(5)随着锚杆网度增大，现场作业时间减少，相应减少了施工人员的劳动强度，提高了施工人员的安全性。
(6)随着锚杆网度增大，减少了锚杆孔施工量，减少了管缝锚杆材料消耗量，增加了水泥锚固剂消耗量，支护综合成本大幅降低。
附图说明
图1为现有的管缝锚杆的结构示意图。
图2为现有的管缝锚杆的安装示意图。
图3为本发明的管缝锚杆的结构安装示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图3，本发明提供一种技术方案:
一种管缝锚杆的锚固方法：采用管缝锚杆01植入岩巷的钻孔5内，所述管缝锚杆01包括锚杆前端1、锚杆杆体2与锚杆头稍4,锚杆杆体2分为自由段21与锚固段22；
采用水泥卷锚固剂3填充所述锚杆头稍4外侧与钻孔5的孔壁间隙和所述锚固段22的管腔，确保孔壁的间隙和锚固段22的充填质量。
其方法步骤如下：
(1)计算足够充填覆盖锚杆头稍4和锚固段22管腔的水泥卷锚固剂3数量；
(2)将浸湿的水泥卷锚固剂3推送至钻孔5的孔底并密实固定；
(3)再向上述钻孔5内安装管缝锚杆01，使锚杆头稍4外侧与钻孔5孔壁的间隙之间充实水泥卷锚固剂3；
(4)继续推进管缝锚杆01，使密实锚杆头稍4外的水泥卷锚固剂3挤入锚杆杆体2的锚固段22管腔内部；
(5)将锚固段22管腔内的水泥卷锚固剂3向底部推送密实，增大锚固段支撑力度。
所述锚杆头稍4的孔径小于充填的水泥卷锚固剂3的直径，所述水泥卷锚固剂3的直径小于所述钻孔5的直径。
所述锚杆杆体2是中空的，锚杆头稍4与钻孔5底部是贯通的。
所述锚杆杆体2的自由段21是松动圈半径的长度。
本发明通过植入水泥卷锚固剂3增加一段锚杆粘结锚固长度和增大锚固段22径向支撑力。
图2所示现有技术的管缝锚杆与图3所示本发明技术的管缝锚杆的安装对比试验：
为了消除试验误差，试验时制定以下六个条件：
试验条件一：对比试验地点，选择在相同的工程地质条件、同一次的掘进循环的巷道地段，安装位置在巷道断面上同一部位，保证松动圈半径的同一。
试验条件二：对比试验材料，选择同厂家生产的同批次的符合国家标准管缝锚杆产品，水泥锚固剂选择符合国家标准的产品。
试验条件三：对比试验人员，锚杆孔施工、安装锚杆施工操作为同一组人，验收钻锚杆孔、清锚杆孔、安装管缝锚杆施工质量的为同一组人，拉拔力试验操作为同一组人。
试验条件四：对比试验设备，钻孔设备同一，安装设备同一，拉拔力检测设备同一。
试验条件五：对比试验操作，钻锚杆孔、清锚杆孔、安装管缝锚杆的操作步骤，操作每个步骤的标准为同一技术规程，检验每个步骤的质量为同一标准。
试验条件六：对比试验时间，对比试验同一地段一次，分两次完成一组试验，两次试验的管缝锚杆安装的先后顺序交替；每次对比试验，钻孔到安装之间的时间间隔相同，安装完成到拉拔力检测的时间间隔相同。
试验方法有以下三个特征：
试验方法特征一：选用锚杆拉力计的最大拉力不小于300KN，足以将安装的锚杆拉出或杆体拉断。
试验方法特征二：管缝锚杆安装后第四天进行拉拔力检测，综合反映锚杆的初始锚固力。
试验方法特征三：对比试验采用破坏性试验的方法，测取锚杆的最大承受力。
三种不同工程地质条件类型地段的对比试验结果，本发明的施工工艺方法，管缝锚杆的抗拉拔力提高明显。对比试验的管缝锚杆抗拉拔力，即管缝锚杆的初始锚固力。
试验结果一：按附图图2现有技术安装的管缝锚杆拉拔力25-31KN/m，按附图图3本发明安装的管缝锚杆拉拔力55-67KN/m。
试验结果二：按附图图2现有技术安装的管缝锚杆拉拔力26-28KN/m，按附图图3本发明安装的管缝锚杆拉拔力54-69KN/m。
试验结果三：按附图图2现有技术安装的管缝锚杆拉拔力30-37KN/m，按附图图3本发明安装的管缝锚杆拉拔力58-69KN/m。
应用发明施工的工艺前后，施工设计的管缝锚杆网度发生明显变化，应用前锚杆网度为600mm×900mm，应用后锚杆网度为1000mm×1100mm。
通过以上试验对比可以明显看出，本发明的管缝锚杆拉拔力大大增加，水泥卷锚固剂抗压强度和粘结强度大，提高了锚杆的初始锚固力和增强了锚杆径向支撑抗力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种管缝锚杆的锚固方法，其特征在于，采用管缝锚杆植入岩巷的钻孔内，所述管缝锚杆包括锚杆前端、锚杆杆体与锚杆头稍,锚杆杆体分为自由段与锚固段；
采用水泥卷锚固剂填充所述锚杆头稍外侧与钻孔孔壁的间隙和所述锚固段的管腔，确保孔壁的间隙和锚固段的充填质量；
其方法步骤如下：
(1)计算足够充填覆盖锚杆头稍和锚固段管腔的水泥卷锚固剂数量；
(2)将浸湿的水泥卷锚固剂推送至钻孔的孔底并密实固定；
(3)再向上述钻孔内安装管缝锚杆，使锚杆头稍外侧与钻孔孔壁的间隙之间充实水泥卷锚固剂；
(4)继续推进所述管缝锚杆，使密实锚杆头稍外的水泥卷锚固剂挤入锚杆杆体的锚固段管腔内部；
(5)将锚固段管腔内的水泥卷锚固剂向底部推送密实，增大锚固段支撑力度。
2.根据权利要求1所述的一种管缝锚杆的锚固方法，其特征在于：所示锚杆前端包括托板与挡环组成，所述托板及挡环组合后与锚杆杆体的端部连接。
3.根据权利要求1所述的一种管缝锚杆的锚固方法，其特征在于：所述锚杆杆体是中空的，锚杆头稍与钻孔底部是贯通的。
4.根据权利要求1所述的一种管缝锚杆的锚固方法，其特征在于，所述锚杆杆体的自由段是松动圈半径的长度。
5.根据权利要求1所述的一种管缝锚杆的锚固方法，其特征在于，所述锚杆头稍的孔径小于充填后的所述水泥卷锚固剂的直径，所述水泥卷锚固剂的直径小于所述钻孔的直径。
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