CN213476859U - 一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，连接于锚索孔上，其特征在于：包括填充于锚索孔上的填充层、固定连接于锚索孔外的锚墩以及锚固于填充层与锚墩之间的若干绞索，填充层与锚索孔孔壁之间设置护壁件，所述护壁件包括与锚索孔同轴的跟套管以及中空的护壁层；所述锚索孔上靠近锚索孔孔底位置设置有导向帽，绞索伸入至锚索孔内的一端均与导向帽固定连接。本申请具有稳定性能好的效果。

Description

一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构

技术领域

本申请涉及边坡锚固的领域，尤其是涉及一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构。

背景技术

锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。

目前破碎岩体是在高山峡谷区域的工程建设中经常遭遇的一种地质条件，其特点主要有以下几个方面：①散，裂隙发育，岩体呈碎裂块状，造孔时孔壁容易坍塌、掉块，发生卡钻；②硬，较一般风化碎裂地层，岩石硬度要大，钻具磨损大，不能成孔；③漏，边坡卸荷程度深，裂缝发育较宽，且连通性好，造孔漏风、注浆漏失情况严重；④夹，断层破碎带发育，地层软硬相间表现明显。

在水利工程中，需根据地形条件进行水利枢纽建筑物的布置，而高山峡谷区域常受地形的限制，很多水工建筑物都需要进行放坡开挖，常形成百米以上的高边坡，这就需要施工锚索来提高边坡的安全稳定性。

针对上述中的相关技术，发明人认为常规锚索结构用于破碎岩体将出现锚索结构稳定性不佳的缺陷，因此有必要对传统锚索结构进行改进。

实用新型内容

为了提高锚索结构的稳定性能，本申请提供一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构。

本申请提供的一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构采用如下的技术方案：

一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，连接于锚索孔上，其特征在于：包括填充于锚索孔上的填充层、固定连接于锚索孔外的锚墩以及锚固于填充层与锚墩之间的若干绞索，填充层与锚索孔孔壁之间设置护壁件，所述护壁件包括与锚索孔同轴的跟套管以及中空的护壁层；所述锚索孔上靠近锚索孔孔底位置设置有导向帽，绞索伸入至锚索孔内的一端均与导向帽固定连接。

通过采用上述技术方案，填充层为水泥净浆，用于保护绞索，减小锚索被锈蚀的概率。绞索一端锚固于填充层内，另一端锚固于墩台上。护壁件的跟套管以及护壁层能够提高锚索孔孔壁的稳定性能，从而提高锚索结构的稳定性能。若干绞索位于锚索孔内的端部通过导向帽连接形成整体，从而提高绞索位于填充层内的强度，并且提高绞索与填充层之间的连接性能。

可选的，所述锚索孔上还同轴间隔设置有若干对中板，对中板和跟套管或是和护壁层内壁间隙配合，所述绞索穿设于对中板上。

通过采用上述技术方案，对中板用于支撑绞索，减小绞索相互缠绕接触的概率，使得锚索结构横截面整体受力平衡。

可选的，所述锚索孔上还设置有两个止浆塞，两个止浆塞将填充层依次分隔为孔底锚固段、张拉段以及孔口锚固段，所述锚索孔上设置有用于向孔底锚固段注浆的第一注浆管和用于向张拉段注浆的第二注浆管，所述锚索孔上还设置有第一透气管和第二透气管，所述第一透气管一端伸入至孔底锚固段内，第二透气管一端伸入至张拉段内，所述第一透气管、第二透气管、第一注浆管以及第二注浆管均穿设于对中板上。

通过采用上述技术方案，绞索去除护套的两端侧面分别与孔底锚固段和孔口锚固段固定连接，止浆塞将填充层分隔成孔底锚固段、张拉段以及孔口锚固段，为便于孔底锚固段和张拉段注浆分别设置第一注浆管和第二柱注浆管。而第一透气管将在第一注浆管注浆时排出孔底锚固段内的空气，第二透气管将在第二注浆管注浆时排出张拉段内的空气，从而提高孔底锚固段和张拉段的注浆质量。止浆塞用于分隔封闭锚索孔，从而减小孔底锚固段在采用压力注浆时，浆液外漏的概率。

可选的，所述绞索为无粘结预应力钢绞线，绞索上设置有用于遮蔽护套端部与钢绞线之间间隙的隔绝层,所述隔绝层位于止浆塞内。

通过采用上述技术方案，无粘结预应力钢绞线与填充层锚固的位置均需去除无粘结预应力钢绞线外的护套以及油脂层，露出内壁的钢绞线，隔绝层将遮蔽护套端部与钢绞线之间的间隙，减少灌浆时浆液自护套端部进入到护套与钢绞线之间的概率，从而减小隔绝层施工时浆液进入到护套内部污染钢绞线的概率。

可选的，所述第一注浆管位于孔底锚固段部分的管壁上以及第二注浆管位于张拉段部分的管壁上均间隔开设有贯通的分散孔。

通过采用上述技术方案，第一注浆管的分散孔能够提高孔底锚固段的注浆速率，第二注浆管能够的分散孔能够提高张拉段的注浆速率。同时，分散孔还能够减少第一注浆管或第二注浆管完全堵塞的概率。

可选的，跟套管的管壁上开设有贯通的外渗孔，外渗孔沿跟套管长度方向间隔分布。

通过采用上述技术方案，外渗孔能够在注浆时浆液通过，进入到跟套管和锚索孔孔壁之间，从而提高锚索孔的稳定性能以及与跟套管之间的连接性能。在跟套管内注浆时，浆液还能进一步通过外渗孔继续向周边岩壁扩散，进而加固周边岩体，确保锚索与周边岩壁更好的整体受力。

可选的，所述锚墩上预埋有与跟套管同轴的导向管，导向管一端伸入至跟套管内，相对的另一端设置有用于绞索锚固的锚固部件，所述导向管上还固定连接有孔口注浆管和孔口透气管，孔口注浆管和孔口透气管远离锚索孔的一端位于锚墩外。

通过采用上述技术方案，孔口注浆孔用于在绞索张拉完成后对孔口锚固段进行注浆。孔口透气管用于孔口锚固段注浆时排出内部的空气，提高注浆的质量。

可选的，所述锚墩上固定连接有用于包覆锚固部件的外锚头保护体。

通过采用上述技术方案，外锚头保护体为围绕锚固部件设置的钢筋骨架以及浇注于钢筋骨架上的混凝土形成，外锚头保护体将保护锚固部件，减少锚固部件或是绞索发生锈蚀的概率，提高锚固部件的使用寿命，从而提高锚索结构的整体稳定性能。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

填充层为水泥净浆保护绞索，绞索一端锚固于填充层内，另一端锚固于墩台上。护壁件的跟套管以及护壁层能够提高锚索孔孔壁的稳定性能，从而提高锚索结构的稳定性能。若干绞索位于锚索孔内的端部通过导向帽连接形成整体，从而提高绞索位于填充层内的强度，并且提高绞索与填充层之间的连接性能；

绞索去除护套的两端侧面分别与孔底锚固段和孔口锚固段固定连接，止浆塞将填充层分隔成孔底锚固段、张拉段以及孔口锚固段，为便于孔底锚固段和张拉段注浆分别设置第一注浆管和第二柱注浆管。而第一透气管将在第一注浆管注浆时排出孔底锚固段内的空气，第二透气管将在第二注浆管注浆时排出张拉段内的空气，从而提高孔底锚固段和张拉段的注浆质量。止浆塞用于分隔封闭锚索孔，从而减小孔底锚固段在采用压力注浆时，浆液外漏的概率，以及张拉段注浆时浆液进入到孔口锚固段内污染未被张拉的绞索的概率；

外锚头保护体为围绕锚固部件设置的钢筋骨架以及浇注于钢筋骨架上的混凝土形成，外锚头保护体将保护锚固部件，减少锚固部件或是绞索发生锈蚀的概率，提高锚固部件的使用寿命，从而提高锚索结构的整体稳定性能；

外渗孔能够在注浆时浆液通过，进入到跟套管和锚索孔孔壁之间，从而提高锚索孔的稳定性能以及与跟套管之间的连接性能。在跟套管内注浆时，浆液还能进一步通过外渗孔继续向周边岩壁扩散，进而加固周边岩体，确保锚索与周边岩壁更好的整体受力。

附图说明

图1是本申请实施例的整体工况结构示意图。

图2是本申请实施例的张拉段和孔底锚固段之间的止浆塞结构示意图。

图3是本申请实施例的对中板的工况结构示意图。

图4是本申请实施例的锚墩的工况结构示意图。

附图标记说明：1、锚索孔；2、绞索；3、跟套管；4、护壁层；5、外渗孔；6、止浆塞；7、滤层；8、外包层；9、孔底锚固段；10、张拉段；11、孔口锚固段；12、对中板；13、第一注浆管；14、第二注浆管；15、第一透气管；16、第二透气管；17、扩散孔；18、导向帽；19、锚墩；20、导向管；21、孔口注浆管；22、孔口透气管；23、锚固部件；24、承压板；25、锚垫板；26、工作锚板；27、外锚头保护体；28、内包孔。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

绞索2为无粘结预应力钢绞线，为钢绞线外套设PE管形成的护套，在钢绞线和护套之间填充用于防腐的油脂。

本申请实施例公开一种适用于破碎岩体的锚索结构。参照图1、2，连接于锚索孔1内，包括填充于锚索孔1上的填充层、固定连接于锚索孔1外的锚墩19以及锚固于填充层与锚墩19之间的若干绞索2，填充层与锚索孔1孔壁之间设置护壁件，护壁件包括与锚索孔1同轴的跟套管3以及中空的护壁层4。

绞索2可以为七根。

填充层为水泥净浆硬化形成，绞索2一端锚固于填充层内，另一端锚固于墩台上。护壁件的跟套管3以及护壁层4能够提高锚索孔1孔壁的稳定性能，从而提高锚索结构的稳定性能。

跟套管3与锚索孔1同轴设置并且外侧壁与锚索孔1的孔壁贴合。跟套管3的管壁上开设有若干组外渗孔5，外渗孔5沿跟套管3长度方向间隔分布有若干组，每组外渗孔5呈梅花形布置，每一外渗孔5贯通设置并且直径尺寸为2cm。外渗孔5在填充层灌注时，能够令水泥净浆通过，从而填充跟套管3与锚索孔1之间的间隙，提高跟套管3与锚索孔1的连接性能。同时，通过外渗孔5进入到跟套管3与锚索孔1孔壁之间的水泥净浆还能够对破碎岩体的间隙进行填充，从而稳定破碎岩体，提高锚索孔1的稳定性能。

护壁层4为跟套管3打设完成后同轴钻进若干米深，然后灌注第一浆液，待第一浆液硬化后，经过钻头穿过硬化的第一浆液并扫孔形成内部与跟套管3内壁平齐的孔。第一浆液为水泥砂浆。

锚索孔1上设置有止浆塞6，止浆塞6沿锚索孔1轴向间隔设置有两个，止浆塞6将填充层分隔为孔底锚固段9、张拉段10以及孔口锚固段11。止浆塞6包括滤层7以及外包层8，每一止浆塞6上均平行且间隔设置有两道滤层7，滤层7包覆所在七根绞索2部分并且固定连接，外包层8包覆于两滤层7上，外包层8与滤层7固定连接。

参照图1、3，锚索孔1上设置有若干与锚索孔1同轴的对中板12，对中板12沿锚索孔1的长度方向间隔设置有若干个。对中板12的侧壁与跟套管3内壁或是护壁层4的内壁间隙配合。

参照图1、2，锚索孔1上还设置有第一注浆管13、第二注浆管14、第一透气管15以及第二透气管16。第一注浆管13、第二注浆管14、第一透气管15以及第二透气管16均平行锚索孔1轴向设置，第一注浆管13穿过两个止浆塞6并且一端部靠近锚索孔1孔底设置，第一透气管15穿过两个止浆塞6设置并且穿过两个止浆塞6一端靠近止浆塞6设置。第二注浆管14一端穿过靠近锚索孔1孔口的止浆塞6，并且靠近远离孔口的止浆塞6设置，第二透气管16一端穿过靠近锚索孔1孔口的止浆塞6，并且靠近所穿过的止浆塞6。

第一注浆管13用于向孔底锚固段9注入第二浆液，第一透气管15用于在孔底锚固段9注浆时排出孔底锚固段9内的空气，并且通过压力注浆的方式注浆并检测孔底锚固段9注浆的质量。第二注浆管14用于向张拉段10注入第二浆液，第二透气管16用于在张拉段10注浆时排出张拉段10内的空气。

第一注浆管13的管壁上以及第二注浆管14的管壁上平行锚索孔1轴向间隔均开设有若干组扩散孔17，每组有五个并呈梅花状布置。位于第一注浆管13上的扩散孔17位于孔底锚固段9内，位于第二注浆管14上的扩散孔17位于张拉段10内。

第一注浆管13对应靠近锚索孔1孔底的止浆塞6以及第二注浆管14对应靠近锚索孔1孔口的止浆塞6开设有贯通至所在止浆塞6内的内包孔28，内包孔28用于向止浆塞6内灌注第二浆液，填充止浆塞6，令止浆塞6和护壁层4内壁紧密抵接，从而提高止浆塞6对填充层的分隔密封作用，并且提高孔底锚固段9、张拉段10和孔口锚固段11之间的连续性，从而提高锚索结构的整体性。由于止浆塞6的设置，使得孔底锚固段9和张拉段10内的水泥净浆能够采用压力注浆的方式进行灌注，从而使得水泥净浆能够填充护壁层4上的间隙，并且能够提供护壁层4上的间隙进入到破碎岩体内进行填充稳定，从而提高锚索结构周边破碎岩体的稳定性能。

锚索孔1内还设置有导向帽18，导向帽18位于孔底锚固段9内并且靠近锚索孔1孔底设置。

绞索2位于锚索孔1内的一端均与导向帽18固定连接，从而使得七根绞索2位于孔底锚固段9的端部通过导向帽18连接形成整体，提高绞索2之间的连接性能，同时提高绞索2与孔底锚固段之间的连接性能。

绞索2为无粘结预应力钢绞线，在与孔底锚固段9或是孔口锚固段11锚固时，需将相对应锚固部分的护套以及油脂去除，露出内部的钢绞线与填充层锚固。护套的两端均设置有遮蔽护套端部与钢绞线之间间隙的隔绝层（图中未显示），减小第二浆液灌注时进入护套和钢绞线之间的概率，从而减小张拉段10以及孔底锚固段9灌浆对后续绞索2张拉施工的影响。位于护套端部的隔绝层位于止浆塞6内。同时，绞索2的两端侧面分别与孔口锚固段11和孔底锚固段9锚固，从而提高绞索2与填充层之间的连接性能，从而提高锚索结构的整体稳定性能。隔绝层可以为若干道依次重叠缠绕于护套端部外侧面与钢绞线上的防水胶带。

第二浆液相较于水泥砂浆，能够减少灌浆时对隔绝层的损伤。

参照图1、4，锚墩19为混凝土浇筑形成，锚墩19上预埋有与跟套管3同轴的导向管20，锚墩19远离锚索孔1的一端上固定连接有锚固部件23。

导向管20一端伸入至跟套管3远离锚索孔1孔底的一端内壁，另一端与锚墩19远离锚索孔1的一端平齐。导向管20上固定连接有孔口注浆管21和孔口透气管22，孔口注浆管21和孔口透气管22与导向管20内部连通设置，远离导向管20的端部与锚墩19远离锚索孔1的一端平齐。

锚固部件23包括依次设置于锚墩19上的承压板24、锚垫板25以及工作锚板26，承压板24与锚墩19固定连接，锚垫板25和承压板24固定连接。工作锚板26用于夹持绞索2，并将荷载依次传递给锚垫板25、承压板24以及锚墩19。

锚墩19上还固定连接有外锚头保护体27，外锚头保护体27为包覆于锚固部件23的混凝土层以及位于混凝土层内围绕锚固部件23设置的钢筋骨架(图中未显示)形成。

本申请实施例一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构的实施原理为：跟套管3与护壁层4提高锚索孔1孔壁的稳定性，绞索2上的止浆塞6分隔形成孔底锚固段9、张拉段10以及孔口锚固段11。跟套管3上的外渗孔5能够在孔口锚固段11注浆时浆液外渗至跟套管3和锚索孔1孔壁之间进行填充，从而提高跟套管3与锚索孔1的连接性能。

第一注浆管13用于向孔底锚固段9注浆，第一透气管15用于孔底锚固段9注浆时排出内部空气。

第二注浆管14用于向张拉段10注浆的，第二透气管16用于张拉段10注浆时排出内部空气。第一注浆管13和第二注浆管14上的扩散孔17用于减少第一注浆管13和第二注浆管14被堵塞的概率。止浆塞6用于提高张拉段10或是孔底锚固段9注浆使得封闭性能，确保采用压力注浆时，压力外漏的概率，从而提高水泥净浆透过护壁层4的间隙进入到破碎岩体内的间隙概率，稳固破碎岩体以及提高破碎岩体以及锚索结构的连接性能。

内包孔28用于向止浆塞6内灌注第二浆液，填充止浆塞6。令止浆塞6和护壁层4内壁紧密抵接，并且内部被灌满，从而提高止浆塞6对填充层的分隔密封作用，并且提高孔底锚固段9、张拉段10和孔口锚固段11之间的连续性，从而提高填充层的整体性。

止浆塞6用于分隔并封闭锚索孔1，从而减小浆液外漏的概率。在孔底锚固段9采用压力注浆时，靠近锚索孔1孔底的止浆塞6将保障孔底锚固段9注浆时的压力，提高孔底锚固段9注浆的质量。靠近锚索孔1孔口的止浆塞6能够在在张拉段10注浆时，减小浆液进入到孔口锚固段11内污染未被张拉的绞索2的概率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，连接于锚索孔(1)上，其特征在于：包括填充于锚索孔(1)上的填充层、固定连接于锚索孔(1)外的锚墩(19)以及锚固于填充层与锚墩(19)之间的若干绞索(2)，填充层与锚索孔(1)孔壁之间设置护壁件，所述护壁件包括与锚索孔(1)同轴的跟套管(3)以及中空的护壁层(4)；所述锚索孔(1)上靠近锚索孔(1)孔底位置设置有导向帽(18)，绞索(2)伸入至锚索孔(1)内的一端均与导向帽(18)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，其特征在于：所述锚索孔(1)上还同轴间隔设置有若干对中板(12)，对中板(12)和跟套管(3)或是和护壁层(4)内壁间隙配合，所述绞索(2)穿设于对中板(12)上。

3.根据权利要求2所述的一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，其特征在于：所述锚索孔(1)上还设置有两个止浆塞(6)，两个止浆塞(6)将填充层依次分隔为孔底锚固段(9)、张拉段(10)以及孔口锚固段(11)，所述锚索孔(1)上设置有用于向孔底锚固段(9)注浆的第一注浆管(13)和用于向张拉段(10)注浆的第二注浆管(14)，所述锚索孔(1)上还设置有第一透气管(15)和第二透气管(16)，所述第一透气管(15)一端伸入至孔底锚固段(9)内，第二透气管(16)一端伸入至张拉段(10)内，所述第一透气管(15)、第二透气管(16)、第一注浆管(13)以及第二注浆管(14)均穿设于对中板(12)上。

4.根据权利要求1所述的一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，其特征在于：所述绞索(2)为无粘结预应力钢绞线，绞索(2)上设置有用于遮蔽护套端部与钢绞线之间间隙的隔绝层，所述隔绝层位于止浆塞(6)内。

5.根据权利要求3所述的一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，其特征在于：所述第一注浆管(13)位于孔底锚固段(9)部分的管壁上以及第二注浆管(14)位于张拉段(10)部分的管壁上均间隔开设有贯通的分散孔。

6.根据权利要求1所述的一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，其特征在于：所述跟套管(3)的管壁上开设有贯通的外渗孔(5)，外渗孔(5)沿跟套管(3)长度方向间隔分布。

7.根据权利要求1所述的一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，其特征在于：所述锚墩(19)上预埋有与跟套管(3)同轴的导向管(20)，导向管(20)一端伸入至跟套管(3)内，相对的另一端设置有用于绞索(2)锚固的锚固部件(23)，所述导向管(20)上还固定连接有孔口注浆管(21)和孔口透气管(22)，孔口注浆管(21)和孔口透气管(22)远离锚索孔(1)的一端位于锚墩(19)外。

8.根据权利要求1所述的一种适用于破碎岩体的预应力锚索结构，其特征在于：所述锚墩(19)上固定连接有用于包覆锚固部件(23)的外锚头保护体(27)。

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