CN213143082U - 一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隧道洞口段不稳定岩体的注浆加固结构，包括：注浆管、锚索和锚头，隧道洞口段的岩体上设有锚孔，所述锚头锚固在所述锚孔底部，所述锚索的一端与所述锚头连接，所述注浆管设于所述锚孔内，所述锚索的另一端穿过所述注浆管，并固定在所述注浆管的靠近所述岩体表面的注浆管端部。本实用新型提供在隧道两侧及隧道上方设置锚孔，锚孔底部通过锚头锚固锚索，并在锚孔内设置注浆管，通过锚索，对岩体起到悬吊的作用，通过注浆管，加固不稳定岩体，锚索和注浆管结合，提高了岩体的整体性，使隧道洞口段的围岩具有良好的抗滑、抗压以及稳定性，从而加固隧道洞口段的不稳定岩体。

Description

一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构

技术领域

本实用新型涉及隧道建设领域，尤其涉及一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构。

背景技术

隧道施工过程中，洞口段的岩体多为不稳定岩体，若不能进行及时有效的支护和加固，在洞口段施工的过程中，很可能会发生边坡失稳、洞口崩塌等工程风险。

当前隧道洞口段加固的过程中，仅仅依靠一种的手段进行加固不能取得理想的加固效果，而如果采用多种加固方法同时进行，会更加耗费人力物力，而且在钻孔、开挖的过程中，多种加固方式会不可避免的在岩体上增加更多的孔洞，对洞口段的岩体产生更大的破坏。

实用新型内容

本实用新型提供一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构，以克服上述问题。

一种隧道洞口段不稳定岩体的注浆加固结构，包括：注浆管、锚索和锚头，隧道洞口段的岩体上设有锚孔，所述锚头锚固在所述锚孔底部，所述锚索的一端与所述锚头连接，所述注浆管设于所述锚孔内，所述锚索的另一端穿过所述注浆管，并固定在所述注浆管的靠近所述岩体表面的注浆管端部。

进一步地，所述锚头通过混凝土锚固在所述锚孔底部，所述锚头包括塞体、锥筒和外夹片，所述锥筒的大径端与所述塞体固定连接，小径端与所述锚索固定连接，所述外夹片和所述挡圈依次套设在所述锚索外；

所述锚索上固定有托圈，所述托圈与所述挡圈之间设有顶簧。

进一步地，所述注浆管端部设有连接件，所述连接件包括连接管和连接盘，所述连接管的外径等于所述注浆管端部的内径，所述连接管的一端伸入所述注浆管端部，另一端固定有所述连接盘；

还包括锚环和锚塞，所述锚索穿过所述锚环并由所述锚塞固定，所述锚环压接在所述连接盘上，所述锚环和连接盘之间设有垫板。

进一步地，所述注浆管端部外设有混凝土支墩，所述连接盘压接在所述混凝土支墩上。

进一步地，所述锚孔从岩体表面竖直向下设置，所述隧道两侧和上方均设有所述锚孔，所述锚孔底部距离所述隧道的衬砌不小于0.5米。

本实用新型提供的一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构，在隧道两侧及隧道上方设置锚孔，锚孔底部通过锚头锚固锚索，并在锚孔内设置注浆管，通过锚索，对岩体起到悬吊的作用，通过注浆管，加固不稳定岩体，锚索和注浆管结合，提高了岩体的整体性，使隧道洞口段的围岩具有良好的抗滑、抗压以及稳定性，从而加固隧道洞口段的不稳定岩体。本实用新型无需为注浆管和锚索分别钻孔，在岩体上钻孔少，即对岩体的扰动少，有效提高岩体的完整性。加固结构使隧道洞口段岩体形成拱形的加固结构，使稳定性大大提高。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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中一种隧道洞口段不稳定岩体的注浆加固结构示意图；

图2为本实用新型实施例中隧道洞口段加固后的结构示意图；

图3为图2中A-A剖视示意图；

图4为图2中B-B剖视示意图；

图5为本实用新型实施例中隧道洞口段加固后的俯视结构示意图；

图6为本实施例中锚索固定示意图。

图中：

1、注浆管；101、注浆管端部；

2、锚索；

3、锚头；301、塞体；302、锥筒；303、外夹片；304、挡圈；305、托圈；306、顶簧；

4、连接件；401、连接管；402、连接盘；

5、锚环；6、锚塞；7、垫板；8、混凝土支墩；9、锚孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

如图1-6所示，一种隧道洞口段不稳定岩体的注浆加固结构，包括：注浆管1、锚索2和锚头3，隧道洞口段的岩体上设有锚孔9，锚头3锚固在锚孔9底部，锚索2的一端与锚头3连接，注浆管1设于锚孔内，锚索2的另一端穿过注浆管1，并固定在注浆管1的靠近岩体表面的注浆管端部101。

锚头锚固在锚孔底部，锚索起到悬吊的作用，向注浆管内注浆，对岩体加固，注浆管和锚索相结合，提高岩体的稳定性。

注浆管，采用φ76热轧无缝钢管，壁厚6mm，注浆管长度6m，两根注浆管之间使用螺纹套管相连接，注浆钢管的总长度根据钻孔深度减去锚索的内锚固段来决定如何选取，注浆管底端打磨光滑，便于设置。注浆管管身钻有注浆孔，孔径10-16mm，孔间距12cm，梅花型布置，钢管上端100cm范围不钻注浆孔作为止浆段；螺纹套管，管厚6mm，对两根注浆管起连接作用；锚索采用φ2.2的预应力钢绞线。

锚索主要是由钢绞线受拉起到锚固作用。

锚头3通过混凝土锚固在锚孔底部，锚头3包括塞体301、锥筒302和外夹片303，锥筒302的大径端与塞体301固定连接，小径端与锚索2固定连接，外夹片303和挡圈304依次套设在锚索2外；

锚索2上固定有托圈305，托圈305与挡圈304之间设有顶簧306。

锥筒通过焊接紧固在钢绞线上，外夹片和挡圈套在顶簧和锥筒之间，无需连接到钢绞线。托圈焊接在钢绞线上。张拉钢绞线时，锥筒跟随钢绞线产生微小位移，锥筒就可胀开外夹片，或增大外夹片与快硬水泥之间的压力来增大摩擦力，顶簧也在挡圈后面可以起到对外夹片的限制作用，外夹片外部设有棱状体加强摩擦力。塞体为六棱锚塞，塞体后连接有导向帽，导向帽为子弹头形状，金属制成，在下锚索前套在钢绞线前端，起到稳定六棱锚塞和防止钢绞线损伤注浆孔的导向作用。

施作过程是先钻孔，使用早强水泥浆液进行锚头的锚固形成内锚固段，随后打入注浆管，注浆管打到内锚固段的边界，随后进行注浆。注浆达到一定压力后结束注浆，此时立即进行锚索张拉，达到一定的应力值的时候进行外锚固。

注浆管端部101设有连接件4，连接件4包括连接管401和连接盘402，连接管401的外径等于注浆管端部101的内径，连接管401的一端伸入注浆管端部101，另一端固定有连接盘402；

还包括锚环5和锚塞6，锚索2穿过锚环5并由锚塞6固定，锚环5压接在连接盘402上，锚环5和连接盘402之间设有垫板7。

锚塞和锚环，在张拉后用于钢绞线的外锚固。锚塞上设置有小于钢绞线直径的半孔，布置在锚塞外侧。锚塞呈锥状，锚环中间的孔也呈锥状。将钢绞线分股放在锚塞上的半孔中，然后将锚塞敲打到锚环中，对钢绞线起到挤压作用，即完成钢绞线的外锚固。

注浆管端部101外设有混凝土支墩8，连接盘402压接在混凝土支墩8上。

注浆快要结束的时候，在注浆管周围现浇混凝土支墩(结构2-14)，选用细石混凝土，强度达到标准后即可进行锚索的张拉，张拉后进行外锚固，锚固结束后，进行外保护，钢绞线留在锚具外50mm，其余部分截去，并包覆不小于50mm的水泥砂浆保护层。

锚孔9从岩体表面竖直向下设置，隧道两侧和上方均设有锚孔9，锚孔底部距离隧道的衬砌不小于0.5米。

钻孔开孔直径不小于90mm，孔深按照衬砌范围内打入至拱顶外0.5m处，衬砌外缘两侧打入基岩不小于5m，当无法打入至基岩时，应打入深度至路面高程以下不小于1.5m。钻孔范围为隧道开挖轮廓线外5m，孔间距1.5m，矩阵式布置，如图5所示。

隧道洞口段的岩体经过如此处理，先注浆将破碎的岩体粘结成为一个整体的拱形结构体，同时加上锚索锚固的作用，隧道洞口段的围岩已经具有良好的抗滑、抗压以及稳定性。洞口施工的过程中再结合管棚的作用，可以有效地防止隧道洞口段开挖时岩体的崩塌坠落和滑坡。

施工过程：

(1)施工场地、测量放样

①平整场地：首先对于要注浆的施工场地有影响的植被进行清除后，对场地进行平整，然后进行碾压密实；

②施工放线：按照设计布孔形式放出注浆孔位，并明确标示出来；

③钻孔前，对注浆段测设横断面，在横断面图上对每个钻孔进行放样，标明每个断面上点位的钻孔深度。

(2)钻孔

钻孔开孔直径不小于90mm，钻孔采用干钻或无水反循环，注浆套管采用跟管钻进，钻孔施工按照先两边、后中间的施工顺序，先进行最远一排孔的施工，然后进行最内一排孔的施工，最后进行中间加强孔的施工。在同一排，为防止相临施工孔之间窜浆，采用间隔施工法，施工孔间距为5孔，即：先进行1#、6#、11#、16#……孔施工，再进行2#、7#、12#、17#……孔施工，按此顺序，直到全排孔施工完毕。

钻好孔后，要用聚乙烯管复核孔深，并用高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净且孔深符合要求时，拔出聚乙烯管，将孔口塞好。

(3)加固结构的施作过程

锚索于钻孔的同时于现场编制，内锚固段采用波纹形状，张拉段采用直线形状，下料长度为锚索设计长度、锚头高度、千斤顶长度、工具锚和工作锚的厚度以及张拉操作余量的总和正常情况下、钢绞线的截断长度取50mm，将截好的钢绞线平顺的放在作业台架上，量出内锚固段和锚索设计长度，分别作出标记。内锚固段和张拉段要加紧固环，最后套上导向帽。

本结构属于下倾锚孔，安装锚索后，进行内锚固段的锚固，采用排气注浆法向孔底注入快硬早强的水泥浆，待到达到一定的强度要求后即可进行下一步。

本装置与其他锚索的不同之处就在于结合了注浆管，因此在安装锚索之后不是进行封孔注浆和锚索的张拉，而是注浆管的安装，注浆管与一般的注浆管的区别是底部无需加工成锥形，注浆管打到内锚固段的范围的边缘上，即可开始注浆，注浆管及注浆的参数如下：

用Φ76mm热轧无缝钢管，壁厚6mm，管身钻注浆孔，孔径10—16mm，孔间距12cm，梅花型布置，钢管上端100cm范围不钻注浆孔作为止浆段。两截钢管之间采用螺纹套管连接。

注浆采用水泥浆液，浆液水灰比1:1，水泥采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥，注浆压力1.5-2.0MPa。

注浆顺序与钻孔顺序一样：按照先两边、后中间的施工顺序，先进行最远一排注浆孔的施工，然后进行最内一排注浆孔的施工，最后进行中间一排加强注浆孔的施工。在同一排，为防止相临施工孔之间窜浆，采用间隔施工法，施工孔间距为5孔，即：先进行1#、6#、11#、16#……孔施工，再进行2#、7#、12#、17#……孔施工，按此顺序，直到全排孔施工完毕。

注浆结束标准：

注浆压力逐步升高，当达到设计终压(2.0MPa)并继续注浆10min以上；

注浆量与设计注浆量大致接近，注浆结束时的进浆量一般在20-30L/min以下。

注浆结束后，应立即对锚索进行张拉，混凝土支墩已经达到了设计强度，在此基础上使用千斤顶对锚索进行张拉。张拉结束后，将钢绞线进行锚固。

锚固后应对锚具进行外保护，从锚具量起留出50mm钢绞线，并包覆不小于50mm的水泥浆液保护层。

(4)钢管桩注浆效果检查

钢管桩注浆结束后要进行注浆效果检查和评定，不合格者应补充钻孔注浆，检查要求如下：

对注浆过程中的各种记录资料综合分析，检查注浆压力和注浆量是否达到设计要求。

沿线路方向每10m设一检查孔，不足10m按10m计，每断面检查孔数不小于3个，检查孔应取芯，检查浆液填充情况，每钻芯取样1组3个试件，做无侧限抗压强度试验，要求任一芯样平均抗压强度不小于0.5MPa，钻孔取芯率不小于60％。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构，其特征在于，包括：注浆管(1)、锚索(2)和锚头(3)，隧道洞口段的岩体上设有锚孔(9)，所述锚头(3)锚固在所述锚孔(9)底部，所述锚索(2)的一端与所述锚头(3)连接，所述注浆管(1)设于所述锚孔内，所述锚索(2)的另一端穿过所述注浆管(1)，并固定在所述注浆管(1)的靠近岩体表面的注浆管端部(101)。

2.根据权利要求1所述的一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构，其特征在于，所述锚头(3)通过混凝土锚固在所述锚孔底部，所述锚头(3)包括塞体(301)、锥筒(302)和外夹片(303)，所述锥筒(302)的大径端与所述塞体(301)固定连接，小径端与所述锚索(2)固定连接，所述外夹片(303)和挡圈(304)依次套设在所述锚索(2)外；

所述锚索(2)上固定有托圈(305)，所述托圈(305)与所述挡圈(304)之间设有顶簧(306)。

3.根据权利要求1所述的一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构，其特征在于，所述注浆管端部(101)设有连接件(4)，所述连接件(4)包括连接管(401)和连接盘(402)，所述连接管(401)的外径等于所述注浆管端部(101)的内径，所述连接管(401)的一端伸入所述注浆管端部(101)，另一端固定有所述连接盘(402)；

还包括锚环(5)和锚塞(6)，所述锚索(2)穿过所述锚环(5)并由所述锚塞(6)固定，所述锚环(5)压接在所述连接盘(402)上，所述锚环(5)和连接盘(402)之间设有垫板(7)。

4.根据权利要求3所述的一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构，其特征在于，所述注浆管端部(101)外设有混凝土支墩(8)，所述连接盘(402)压接在所述混凝土支墩(8)上。

5.根据权利要求1所述的一种隧道洞口段不稳定岩体的加固结构，其特征在于，所述锚孔(9)从岩体表面竖直向下设置，所述隧道两侧和上方均设有所述锚孔(9)，所述锚孔底部距离所述隧道的衬砌不小于0.5米。

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