CN211816216U - 一种用于三次注浆的锚杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基础工程施工技术领域，公开了一种用于三次注浆的锚杆装置，包括端部压浆阀、多个环侧压浆阀、二次注浆管和三次注浆管；端部压浆阀的阀体上设有若干个三次出浆孔，内部设有衬板；三次注浆管通过一个连接管固定连接在衬板上；环侧压浆阀内部设有注浆通道，注浆通道连通有多个二次注浆孔；二次注浆管安装在多个环侧压浆阀之间，二次注浆管与环形注浆通道连通。本实用新型通过端部压浆阀便于实现锚固体底端部补浆，环侧压浆阀内部设置了注浆通道，缩短了注浆的路径，提高了二次注浆的成功率，实现了注浆锚固的定点注浆，二者结合相互作用，增大了锚固体与周围地层的侧向摩擦力和机械咬合作用，提高了锚杆抗拔力，保证锚杆施工质量。

Description

一种用于三次注浆的锚杆装置

技术领域

本实用新型涉及工程施工技术领域，特别是指一种用于三次注浆的锚杆装置。

背景技术

锚杆注浆施工作业主要应用于基坑支护、边坡防护、地下工程超前支护等。作为岩土工程领域的重要分支，锚杆锚固技术一直是研究的热点，该技术主要是通过埋设在地层中的锚杆，将结构物与地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固，从而增强被加固岩土体的强度，来改善岩土体的应力状态，以保持结构物和岩土体的稳定性。自锚固技术首次使用至今已有一百多年的发展历史，在各种工程领域得到了广泛的应用与推广，而且成功解决了成千上万个工程难题，产生了巨大的经济效益和社会效益。锚杆注浆加固是锚杆锚固技术中最关键的技术环节，而锚杆的二次注浆质量是决定锚杆质量的关键工艺，然而锚杆二次注浆施工在实际工程项目中一直缺乏成熟高效的工艺技术。

目前，锚杆施工工艺主要包括：锚杆制作→锚杆成孔→安放锚杆→一次注浆→二次注浆。锚杆杆体一般采用钢铰线，其在环向均匀布置，沿杆体轴线方向每隔1.5m设置一个隔离架以保证保护层厚度，二次注浆管穿过隔离架的中心孔放置在钢绞线中间，在锚固段中每间隔一定距离(一般取1.5m)开一个出浆孔，并用透明胶带将底部端口和出浆孔封闭，安放锚杆时将二次注浆管一同放入孔内。一次注浆的压力可不加以限制，只要孔口溢出浆液，即暂停注浆，然后将孔口封闭，稳压1min左右，即可结束注浆。二次注浆应在一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0MPa(2～3h)时进行，注浆压力0.5～1.5MPa，最高达到2.0Mpa。

现有锚杆施工工艺的弊端在于：(1)施工过程中，如果一次注浆与二次注浆的时间间隔较长，一次注浆形成的锚固体强度较高后，会造成二次注浆时出浆孔不易打开，造成二次注浆失败；(2)二次注浆时，由于注浆压力较大，浆液会根据周围地层条件、锚固体强度大小、注浆路径长短等因素，沿阻力最小位置随机打开出浆孔，无法做到锚固段内某一地层的定点定向注浆，影响二次注浆质量。(3)常规二次注浆后，受锚固体强度、锚孔空间的影响，无法再次补浆，若锚杆质量达不到设计要求，常常需要补打锚杆，费时费工。(4)常规二次注浆时，出浆孔设置在二次注浆管侧壁，只能利用锚固体与周围地层的侧向摩擦力来提高抗拔力，在注浆管底端部未设置出浆孔，没有充分利用端部形成锚固体所产生的机械咬合作用，对抗拔力的提高有限。

实用新型内容

本实用新型提出一种一种用于三次注浆的锚杆装置，解决了现有技术中二次注浆失败率高且不能进行补浆的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于三次注浆的锚杆装置，包括端部压浆阀、多个环侧压浆阀、二次注浆管和三次注浆管；

所述端部压浆阀位于钻孔孔底，包括中空的阀体，所述阀体的侧壁上设有若干个三次出浆孔，所述阀体的顶部设有若干个用于固定钢绞线的固定孔，所述阀体内部还有设有将所述阀体内部空间分为上下两部分的衬板，所述衬板上设有便于浆液注入的连通孔；

三次注浆管，所述三次注浆管通过一个连接管固定连接在所述衬板的连通孔处，浆液通过所述三次注浆管注入连通孔中；

所述环侧压浆阀上设有便于所述三次注浆管穿过的第一安装孔，以及便于二次注浆管穿过的第二安装孔，所述环侧压浆阀内部设有环形闭合的注浆通道，所述注浆通道外侧环形分布有多个二次注浆孔，所述二次注浆孔与所述注浆通道连通，所述环形注浆通道与所述第二安装孔连通；

二次注浆管安装在多个环侧压浆阀之间，所述二次注浆管上设有若干个二次出浆孔，所述二次出浆孔位于所述第二安装孔内，二次注浆时，二次注浆管中的浆液由所述二次出浆孔进入与所述第二安装孔连通的环形注浆通道内，并通过所述二次注浆孔出浆。

作为优选的技术方案，所述出浆孔绕所述阀体侧壁由下至上螺旋向上分布。

作为优选的技术方案，所述环侧压浆阀由两个相对设置的支架单体拼接而成，所述支架单体包括一个拼接面，所述两个支架单体的拼接面对接形成所述环侧压浆阀；所述拼接面上设有用于形成所述注浆通道的环形凹槽，所述环形凹槽外侧设有形成所述二次注浆孔的第二凹槽。

作为优选的技术方案，所述第一安装孔和第二安装孔位于所述环形凹槽内侧且贯穿所述支架单体。

作为优选的技术方案，所述第二安装孔的顶端与所述环形凹槽连通，另一端远离所述拼接面且在其内壁上设有螺纹，所述二次注浆管与所述第二安装孔螺纹连接。

作为优选的技术方案，所述两个支架单体之间设有密封垫。

作为优选的技术方案，所述环侧压浆阀的外边缘处设有若干个便于所述钢绞线穿过的钢绞线布置孔。

作为优选的技术方案，所述二次注浆管的末端设有将其开口封闭的堵头。

本实用新型的有益效果在于：

1.三次出浆孔环形设置在端部压浆阀外侧，缩短了注浆的路径，便于实现了锚杆底端部的注浆加固。

2.端部压浆阀内设置有衬板，衬板固定安装有三次注浆管，便于实现锚固体底端部补浆。

3.由于环侧压浆阀内部设置了注浆通道，较传统工艺大幅降低了锚固体的强度，缩短了注浆的路径，使二次出浆孔更易开启，提高了二次注浆的成功率。

4.利用环侧压浆阀的二次注浆孔开启稳定这一特性，将环侧压浆阀设置在锚固段锚固较好的地层中，实现了注浆锚固的定点注浆。

5.通过端部压浆阀与环侧压浆阀配合使用，增大了锚固体与周围地层的侧向摩擦力和机械咬合作用，提高了锚杆抗拔力，保证锚杆施工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为端部压浆阀的内部剖视图；

图3为环侧压浆阀的结构示意图；

图4为图3的剖视图；

图5为支架单体的结构示意图；

图6为图5中A-A处的剖视图；

图中：1-端部压浆阀；101-三次出浆孔；102-固定孔；11-阀体；12-衬板；13-连接管；2-环侧压浆阀；201-第一安装孔；202-第二安装孔；203-注浆通道；204-二次注浆孔；205-钢绞线布置孔；21-支架单体；211-拼接面；212-环形凹槽；213-第二凹槽；22-密封垫；3-二次注浆管；301-二次出浆孔；31-堵头；4-三次注浆管；5-钢绞线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1至图6所示，一种用于三次注浆的锚杆装置，包括端部压浆阀1、多个环侧压浆阀2、二次注浆管3和三次注浆管4。

端部压浆阀1位于钻孔孔底，包括中空的阀体11，阀体11的侧壁上设有若干个三次出浆孔101，三次出浆孔101绕阀体11侧壁由下至上螺旋向上分布。

阀体11的顶部设有若干个用于固定钢绞线5的固定孔102，阀体11内部还有设有将阀体11内部空间分为上下两部分的衬板12，衬板12上设有便于浆液注入的连通孔。

三次注浆管4，三次注浆管4通过一个连接管13固定连接在衬板12的连通孔处，浆液通过三次注浆管4注入连通孔中，本实施例中，连接管13采用DN25钢管。

环侧压浆阀2上设有便于三次注浆管4穿过的第一安装孔201，以及便于二次注浆管3穿过的第二安装孔202，环侧压浆阀2内部设有环形闭合的注浆通道203，注浆通道203外侧环形分布有多个二次注浆孔204，二次注浆孔204与注浆通道203连通，环形注浆通道203与第二安装孔202连通。

环侧压浆阀2的外边缘处设有若干个便于钢绞线5穿过的钢绞线布置孔205，钢绞线5的一端固定在固定孔102上，向上穿过钢绞线布置孔205。

二次注浆管3安装在多个环侧压浆阀2之间，二次注浆管3上设有若干个二次出浆孔301，二次出浆孔301位于第二安装孔202内，二次注浆时，二次注浆管3浆液由二次出浆孔301进入与第二安装孔202连通的环形注浆通道203内，并通过二次注浆孔204出浆。

二次注浆管3的末端设有将其开口封闭的堵头31。

环侧压浆阀2由两个相对设置的支架单体21拼接而成，两个支架单体21之间设有密封垫22。

支架单体21包括一个拼接面211，两个支架单体21的拼接面211对接形成环侧压浆阀2；拼接面211上设有用于形成注浆通道203的环形凹槽212，环形凹槽外侧设有形成二次注浆孔204的第二凹槽213。

第一安装孔201和第二安装孔202位于环形凹槽212内侧且贯穿支架单体21。

第二安装孔202的顶端与环形凹槽212连通，另一端远离拼接面211且在其内壁上设有螺纹，二次注浆管3与第二安装孔202螺纹连接。

本实用新型的工作原理如下：

端部压浆阀1位于锚杆前端，其侧壁上开设有三次出浆孔101和环向布置的钢绞线固定孔102，还兼具锚杆导向帽的作用，保证杆体顺利进入孔底。

环侧压浆阀2兼具对中支架的作用，在其内部留设用于二次注浆的环形注浆通道203及用于定点定向二次注浆孔204。

锚杆杆体制作时：首先将多束钢绞线5用绑丝绑扎在端部压浆阀1侧壁的钢绞线固定孔102上，保证钢绞线5环向分布均匀。

端部压浆阀1的内腔通过连接管13与三次注浆管4连接，三次注浆管4穿过的环侧压浆阀2，环侧压浆阀2之间还要安装二次注浆管3；在钢绞线5整齐、直顺的情况下卡扣在环侧压浆阀2的钢绞线布置孔205内，锚杆的安装制作完成。

三次注浆工艺流程如下：锚杆制作→锚杆成孔→一次灌浆(外置输浆管从孔底灌浆)→安放锚杆→二次注浆(环侧压浆阀2)→三次注浆(端部压浆阀1)。

其中，三次注浆视注浆效果判定是否进行。

锚杆注浆时，首先进行一次灌浆作业(外置输浆管从孔底灌浆)，锚杆孔口溢出浓稠浆液暂停注浆，马上安放锚杆。待一次注浆形成的水泥结石体强度达到5.0MPa(2～3小时)时再进行二次注浆作业，水泥浆沿二次注浆管3进入环侧压浆阀2内，并通过环侧压浆阀2内部环形注浆通道203、从环侧压浆阀2的二次注浆孔204劈开外部锚固体实现锚固体侧壁二次注浆。若后续开挖作业中锚杆出现应力松弛或变形过大时，可对锚杆进行第三次注浆，注浆压力2-5MPa，锚固体水泥浆沿三次注浆管4进入端部压浆阀1腔体内，并通过压力劈开端部压浆阀1外部锚固体实现锚固体底端部注浆加固。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于三次注浆的锚杆装置，其特征在于，包括端部压浆阀、多个环侧压浆阀、二次注浆管和三次注浆管；

所述端部压浆阀位于钻孔孔底，包括中空的阀体，所述阀体的侧壁上设有若干个三次出浆孔，所述阀体的顶部设有若干个用于固定钢绞线的固定孔，所述阀体内部还有设有将所述阀体内部空间分为上下两部分的衬板，所述衬板上设有便于浆液注入的连通孔；

三次注浆管，所述三次注浆管通过一个连接管固定连接在所述衬板的连通孔处，浆液通过所述三次注浆管注入连通孔中；

所述环侧压浆阀上设有便于所述三次注浆管穿过的第一安装孔，以及便于二次注浆管穿过的第二安装孔，所述环侧压浆阀内部设有环形闭合的注浆通道，所述注浆通道外侧环形分布有多个二次注浆孔，所述二次注浆孔与所述注浆通道连通，所述环形注浆通道与所述第二安装孔连通；

二次注浆管安装在多个环侧压浆阀之间，所述二次注浆管上设有若干个二次出浆孔，所述二次出浆孔位于所述第二安装孔内，二次注浆时，二次注浆管中的浆液由所述二次出浆孔进入与所述第二安装孔连通的环形注浆通道内，并通过所述二次注浆孔出浆。

2.如权利要求1所述的一种用于三次注浆的锚杆装置，其特征在于：所述出浆孔绕所述阀体侧壁由下至上螺旋向上分布。

3.如权利要求1所述的一种用于三次注浆的锚杆装置，其特征在于：所述环侧压浆阀由两个相对设置的支架单体拼接而成，所述支架单体包括一个拼接面，所述两个支架单体的拼接面对接形成所述环侧压浆阀；所述拼接面上设有用于形成所述注浆通道的环形凹槽，所述环形凹槽外侧设有形成所述二次注浆孔的第二凹槽。

4.如权利要求3所述的一种用于三次注浆的锚杆装置，其特征在于：所述第一安装孔和第二安装孔位于所述环形凹槽内侧且贯穿所述支架单体。

5.如权利要求4所述的一种用于三次注浆的锚杆装置，其特征在于：所述第二安装孔的顶端与所述环形凹槽连通，另一端远离所述拼接面且在其内壁上设有螺纹，所述二次注浆管与所述第二安装孔螺纹连接。

6.如权利要求3所述的一种用于三次注浆的锚杆装置，其特征在于：所述两个支架单体之间设有密封垫。

7.如权利要求1所述的一种用于三次注浆的锚杆装置，其特征在于：所述环侧压浆阀的外边缘处设有若干个便于所述钢绞线穿过的钢绞线布置孔。

8.如权利要求1所述的一种用于三次注浆的锚杆装置，其特征在于：所述二次注浆管的末端设有将其开口封闭的堵头。

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