CN213450433U - 一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构，止浆袋位于锚索钻孔靠口部位置处，止浆袋注浆管插入止浆袋内，止浆袋注浆后能挤压锚索钻孔的孔壁进行止浆封孔，锚固段注浆管、锚固段排气管的管底伸入锚固段内，自由段注浆管和自由段排气管的管底伸入自由段内；锚索位于自由段外的钢绞线外包套管并涂刷油脂层以进行张拉，自由段通过自由段注浆管并结合普通硅酸盐水泥注浆固结，锚固段通过锚固段注浆管并结合硫铝酸盐水泥注浆固结。实现了地下空间向上的无粘结锚索，解决了锚固段与自由段分开注浆难度大且工艺复杂、张拉段容易串浆失效的难题。

Description

一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构

技术领域

本实用新型属于建筑工程技术领域，具体涉及一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构。

背景技术

目前，国内外广泛采用锚注支护技术进行矿山井巷、隧道和边坡等岩土工程的加固。施工中，锚索普遍采用中空圆锥形橡胶塞或缠绕面纱、麻绳等进行封孔注浆。这种封孔方式当钻孔成型好和岩层表面平整的情况下十分有效，但对松软破碎岩层封孔效果差。当孔口裂隙较大，即使将孔口封住，注浆时浆液仍可通过孔口的裂隙外漏，浆液不能有效地通过钻孔向岩层内扩散，也不能保证浆液充填满钻孔、加固围岩、实现全长锚固，降低了注浆效果。

为保证注浆效果通常情况下采用喷射混凝土进行表面密封，这种处理方法既增加成本和工作量，也降低施工速度。为了解决上述问题，也有钻孔内封孔法，主要有两种方式：

一是利用高分子遇水膨胀材料制作封孔器，如遇水膨胀橡胶、膨胀密水土等。封孔器是利用钻孔淋水或向封孔器内注水，使遇水膨胀材料膨胀起到封孔密封作用。但这种封孔器的高分子材料吸水膨胀时间长，无法实现安装后立即注浆。二是采用孔内止浆塞，孔内止浆注浆锚索一般由中空锚索索体、锚索锚具、托盘、孔内止浆组件、刚性芯管等构成。其孔内止浆组件由内套管、外套管、紧箍金属管、弹性套管和硬套管组成。这种封孔器对孔口附近围岩破碎段效果较好，但对深孔内部封堵时，由于孔内局部岩体破碎或存在小颗粒岩屑时会造成止浆套管连接移位或脱落，影响封堵效果。同时，由于注浆锚索的孔内止浆组件两部分的组合作用，使锚索索体与孔壁之间的间隙、锚索索体钢丝之间的缝隙均被严密封堵、达到止浆的目的，在深孔安装时会增加锚索与孔壁的阻力，影响锚索安装准确性及进度，有时需要反复扩孔安装。

上向钻孔的孔由于方向向上，所以也称为上行孔，在整个施工过程中，上行孔注浆后的封孔是否快速、牢固是一个重要的环节。

目前用的比较多的方法是向上行孔内均匀填入涂有聚氨酯的细面纱团或者毛巾，封孔长度大于1m，然后向孔口打入木塞，以便紧密地堵住上行孔，防止聚氨酯发泡膨胀压力过大而蹩出孔口，从而使封孔失败。现场操作中，木塞的稳固程度往往达不到要求，木塞之间的缝隙也会较大，上行孔孔内的聚氨酯膨胀后经常从孔口溢出，导致孔口封孔失败而不能进行下一步注浆工作。其它的注浆方法，造价高操作工艺复杂或容易造成张拉段串浆失效，无法达到升压屏浆的目的，影响整个锚索施工质量。

实用新型内容

本实用新型旨在解决地下空间向上的无粘结锚索，锚固段与自由段分开注浆难度大且工艺复杂、张拉段容易串浆失效的问题。

为此，本实用新型所采用的技术方案为：一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构，包括安装在锚索钻孔内的止浆袋注浆管、锚固段注浆管、锚固段排气管、自由段注浆管、自由段排气管、止浆袋和锚索，所述锚索钻孔由孔口到孔底逐渐升高形成上仰式锚索孔，止浆袋位于锚索钻孔靠口部位置处，止浆袋注浆管插入止浆袋内，止浆袋通过止浆袋注浆管注浆后能挤压锚索钻孔的孔壁进行止浆封孔，所述锚索钻孔由外向内分为自由段和锚固段，锚固段注浆管、锚固段排气管的管底伸入锚固段内，且锚固段排气管比锚固段注浆管长，自由段注浆管和自由段排气管的管底伸入自由段内，且自由段排气管比自由段注浆管长；所述锚索位于自由段外的钢绞线外包套管并涂刷油脂层以进行张拉，所述自由段通过自由段注浆管并结合普通硅酸盐水泥注浆固结，锚固段通过锚固段注浆管并结合硫铝酸盐水泥注浆固结。

作为上述方案的优选，所述锚固段注浆管的管底伸入锚固段2—3m，锚固段排气管的管底距离锚索孔底部不大于50cm，自由段注浆管的管底伸入自由段 1m，自由段排气管伸入锚固段与自由段的分界位置处。优化注浆管、排气管的管底位置尺寸，进一步确保注浆效果。

进一步优选为，所述锚固段排气管在靠近管底的侧边开有缺口，当意外堵塞时通过缺口进行辅助排气。

同时，本实用新型还提供了一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步，将1—5号管路、止浆袋在锚索编束时安装完成，并在下锚时一并放入锚索钻孔内，止浆袋位于锚索钻孔靠口部位置处，锚索钻孔由外向内分为自由段和锚固段，锚索位于自由段外的钢绞线外包套管并涂刷油脂层，1—5 号管路分别为止浆袋注浆管、锚固段注浆管、锚固段排气管、自由段注浆管和自由段排气管；所述止浆袋注浆管的管底伸入止浆袋内，锚固段注浆管、锚固段排气管的管底伸入锚固段内，且锚固段排气管比锚固段注浆管长，自由段注浆管和自由段排气管的管底伸入自由段内，且自由段排气管比自由段注浆管长；

第二步，通过止浆袋注浆管向止浆袋内进行注浆使止浆袋挤压孔壁，在孔内形成有效止浆封孔作用；

第三步，止浆袋注浆结束，浆液强度达到10MPa以上即可进行自由段注浆，自由段注浆采用普通硅酸盐水泥，通过自由段注浆管向自由段注浆,当自由段排气管孔口冒出同浓度原浆后结束灌浆；

第四步，自由段注浆结束，浆液强度达26.5MPa以上再利用进行锚固段注浆；锚固段注浆采用硫铝酸盐水泥，通过锚固段注浆管向锚固段注浆,当锚固段排气管孔口冒出同浓度原浆后，将锚固段排气管孔口外露段封闭并进行加压注浆,当注浆压力达到0.3-0.4MPa且进浆率小于11L/min后结束灌浆；

第五步，锚固段注浆结束，浆液强度达40MPa以上，再利用锚索的一次性张拉锁定，由于锚索自由段的钢绞线外包套管并涂刷油脂层，自由段注浆后不影响张拉效果。

作为上述方案的优选，所述止浆袋采用内衬无纺布的透水帆布缝制成两端开口的圆筒形，绑扎止浆袋前，先用无纺布分别在锚索钢绞线、止浆袋注浆管、锚固段注浆管、锚固段排气管上包缠两道，每道包缠7—9圈，每道宽度为4 —6cm，再用电工绝缘塑料胶布在无纺布两头包缠6—7圈；绑扎止浆袋时，先将止浆袋外翻向张拉段端，用细铁丝在无纺布包缠部位中间绑扎两道，绑扎前包缠部位孔隙用无纺布填塞孔隙，再将止浆袋翻过来绑扎另一头。止浆袋是锚索最重要的组成部分，它的施工质量直接关系到锚索施工的成败。通过调整止浆袋的缝制、包缠、绑扎方法，确保连接密封效果；利用无纺布外包耐磨材料透水帆布，能避免由于孔内局部岩体破碎或存在小颗粒碎屑时造成止浆袋破碎、移位或脱落，影响封堵效果，保证布袋安装准确、不破损，可有效保证止浆效果。

进一步优选为，所述锚固段注浆管的管底伸入锚固段2—3m，锚固段排气管的管底距离锚索孔底部不大于50cm，自由段注浆管的管底伸入自由段1m，自由段排气管伸入锚固段与自由段的分界位置处。

进一步优选为，所述1—5号管路的管口外露端缠绕电工胶布并编号作为标记。

本实用新型的有益效果：本实用新型利用安装在锚索钻孔孔口位置处的止浆袋，先对止浆袋进行注浆封闭，再依次对自由段封孔注浆、对锚固段注浆固结，以达到好的注浆效果和质量，保证注浆饱满，自由端及锚固端全部注完浆后，最后进行一次性张拉锁定，确保锚索张拉力达到设计要求，且操作过程简单，等待时间短，可一次性完成，施工效率高；实现了地下空间向上的无粘结锚索，解决了锚固段与自由段分开注浆难度大且工艺复杂、张拉段容易串浆失效的难题。

附图说明

图1为1—5号管路的布置示意图(不含锚索)。

图2通过止浆袋注浆管进行止浆袋注浆(不含锚索)。

图3通过自由段注浆管、自由段排气管进行自由段注浆的状态(不含锚索)。

图4通过锚固段注浆管、锚固段排气管进行锚固段注浆的状态(不含锚索)。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步说明：

结合图1—图4所示，一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构，主要由止浆袋注浆管1、锚固段注浆管2、锚固段排气管3、自由段注浆管4、自由段排气管5、止浆袋6、锚索钻孔7和锚索(图中未示出)组成。

止浆袋注浆管1、锚固段注浆管2、锚固段排气管3、自由段注浆管4、自由段排气管5、止浆袋6和锚索安装在锚索钻孔7内。锚索钻孔7由孔口到孔底逐渐升高形成上仰式锚索孔。

止浆袋6位于锚索钻孔7靠口部位置处，止浆袋注浆管1插入止浆袋6内，止浆袋6通过止浆袋注浆管1注浆后能挤压锚索钻孔7的孔壁进行止浆封孔。

锚索钻孔7由外向内分为自由段和锚固段。锚固段注浆管2、锚固段排气管3的管底伸入锚固段内，且锚固段排气管3比锚固段注浆管2长。自由段注浆管4和自由段排气管5的管底伸入自由段内，且自由段排气管5比自由段注浆管4长。

锚索位于自由段外的钢绞线外包套管并涂刷油脂层以进行张拉，自由段通过自由段注浆管4并结合普通硅酸盐水泥注浆固结，锚固段通过锚固段注浆管 2并结合硫铝酸盐水泥注浆固结。

最好是，锚固段注浆管2的管底伸入锚固段2—3m，锚固段排气管3的管底距离锚索孔底部不大于50cm。自由段注浆管4的管底伸入自由段1m，自由段排气管5伸入锚固段与自由段的分界位置处。

另外，锚固段排气管3在靠近管底的侧边最好开有缺口，当意外堵塞时通过缺口进行辅助排气。

一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构的施工方法，包括以下步骤：

第一步，将1—5号管路、止浆袋6在锚索编束时安装完成，并在下锚时一并放入锚索钻孔7内。止浆袋6位于锚索钻孔7靠口部位置处，锚索钻孔7 由外向内分为自由段和锚固段，锚索位于自由段外的钢绞线外包套管并涂刷油脂层。1—5号管路分别为止浆袋注浆管1、锚固段注浆管2、锚固段排气管3、自由段注浆管4和自由段排气管5。止浆袋注浆管1的管底伸入止浆袋6内，锚固段注浆管2、锚固段排气管3的管底伸入锚固段内，且锚固段排气管3比锚固段注浆管2长，自由段注浆管4和自由段排气管5的管底伸入自由段内，且自由段排气管5比自由段注浆管4长。

第二步，通过止浆袋注浆管1向止浆袋6内进行注浆使止浆袋6挤压孔壁，在孔内形成有效止浆封孔作用。灌浆时浆液在灌浆压力作用下首先充满止浆袋，使止浆袋迅速膨胀，在压力作用下将袋内浆液水分透过布袋快速排出，而浆液密度迅速增大，直至袋内密实，最终达到止浆目的。止浆袋注浆采用普通硅酸盐水泥，开始注浆前,检查拌浆设备、注浆泵是否运转正常。根据试验确定配合比现场拌制水泥浆液。止浆袋为充浆式结构，膨胀后直径略大于锚索孔径。

第三步，止浆袋6注浆结束，浆液强度达到10MPa以上即可进行自由段注浆。自由段注浆采用普通硅酸盐水泥，通过自由段注浆管4向自由段注浆,当自由段排气管5孔口冒出同浓度原浆后结束灌浆。

第四步，自由段注浆结束，浆液强度达26.5MPa以上再利用进行锚固段注浆。锚固段注浆采用硫铝酸盐水泥，通过锚固段注浆管2向锚固段注浆,当锚固段排气管3孔口冒出同浓度原浆后，为加固锚固段围岩，确保锚固效果，将锚固段排气管3孔口外露段封闭并进行加压注浆,当注浆压力达到0.3-0.4MPa 且进浆率小于11L/min后结束灌浆。

第五步，锚固段注浆结束，浆液强度达40MPa以上，再利用锚索的一次性张拉锁定，由于锚索自由段的钢绞线外包套管并涂刷油脂层，自由段注浆后不影响张拉效果。

最好是，止浆袋6采用内衬无纺布的透水帆布缝制成两端开口的圆筒形，绑扎止浆袋6前，先用无纺布分别在锚索钢绞线、止浆袋注浆管1、锚固段注浆管2、锚固段排气管3上包缠两道，每道包缠7—9圈，每道宽度为4—6cm，再用电工绝缘塑料胶布在无纺布两头包缠6—7圈；绑扎止浆袋时，先将止浆袋6外翻向张拉段端，用细铁丝在无纺布包缠部位中间绑扎两道，绑扎前包缠部位孔隙用无纺布填塞孔隙，再将止浆袋6翻过来绑扎另一头。

最好是，1—5号管路的管口外露端缠绕电工胶布并编号作为标记。

Claims (3)

1.一种洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构，其特征在于：包括安装在锚索钻孔(7)内的止浆袋注浆管(1)、锚固段注浆管(2)、锚固段排气管(3)、自由段注浆管(4)、自由段排气管(5)、止浆袋(6)和锚索，所述锚索钻孔(7)由孔口到孔底逐渐升高形成上仰式锚索孔，止浆袋(6)位于锚索钻孔(7)靠口部位置处，止浆袋注浆管(1)插入止浆袋(6)内，止浆袋(6)通过止浆袋注浆管(1)注浆后能挤压锚索钻孔(7)的孔壁进行止浆封孔，所述锚索钻孔(7)由外向内分为自由段和锚固段，锚固段注浆管(2)、锚固段排气管(3)的管底伸入锚固段内，且锚固段排气管(3)比锚固段注浆管(2)长，自由段注浆管(4)和自由段排气管(5)的管底伸入自由段内，且自由段排气管(5)比自由段注浆管(4)长；所述锚索位于自由段外的钢绞线外包套管并涂刷油脂层以进行张拉，所述自由段通过自由段注浆管(4)并结合普通硅酸盐水泥注浆固结，锚固段通过锚固段注浆管(2)并结合硫铝酸盐水泥注浆固结。

2.根据权利要求1所述的洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构，其特征在于：所述锚固段注浆管(2)的管底伸入锚固段2—3m，锚固段排气管(3)的管底距离锚索孔底部不大于50cm，自由段注浆管(4)的管底伸入自由段1m，自由段排气管(5)伸入锚固段与自由段的分界位置处。

3.根据权利要求1所述的洞内向上无粘结锚索二次注浆一次张拉结构，其特征在于：所述锚固段排气管(3)在靠近管底的侧边开有缺口，当意外堵塞时通过缺口进行辅助排气。

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