CN216277958U - 一种适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，包括透水性砂浆块、杆体、止浆塞、垫片和螺母，所述杆体为空心结构且外表面为螺纹结构，所述止浆塞、垫片和螺母依次套设于所述杆体的头部，所述杆体通过其尾部插入至边坡内，所述垫片和螺母位于边坡坡面外，所述杆体的尾部较其头部的位置高，所述螺母螺纹配合于所述杆体上并将所述垫片紧抵于接触边坡坡面，所述透水性砂浆块位于边坡内并包裹于所述杆体外，所述透水性砂浆块通过止浆塞与垫片外侧隔绝。本实用新型的锚杆既可以作为锚杆结构加固围岩土体，又可以作为排水结构疏通围岩中的水，充分实现边坡防护与排水功能。

Description

一种适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆

技术领域

本实用新型涉及公路隧道施工防护技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆。

背景技术

我国公路隧道已进入高速发展阶段，而在偏远山区建设隧道的时候，为了保证工程的稳定性，经常需要在岩层中打入锚杆来进行锚固防护，随之而来的富水岩层排水问题也成为山岭隧道施工必不可少的一部分。以边坡为例，目前通常采用植被种植、钢绳网柔性支护、锚杆挂网等方式来限制坡面岩土体的滑落破坏，通过在边坡台阶上设置排水沟系，将水导流至小型巷道来疏干排水，以加固边坡防护的稳定性。但对于高富水且渗水性不太好的岩层，遭遇雨季集中时会由于难以渗流而无法将水流集中汇聚在排水巷道导出，即使一起汇流而出也会因为短期内出水量过大冲刷路面而影响公路路基的稳定性。另一方面，难以疏排的水也会对边坡岩体施加动水压力与物理、化学侵蚀作用，从而大幅降低岩体强度和承载力，导致边坡存在失稳滑坡的危险。这些问题不仅制约公路隧道的施工进度与质量，也影响后续公路的养护和环境保护。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，既可以作为锚杆结构加固围岩土体，又可以作为排水结构疏通围岩中的水，充分实现边坡防护与排水功能。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，包括透水性砂浆块、杆体、止浆塞、垫片和螺母，所述杆体为空心结构且外表面为螺纹结构，所述止浆塞、垫片和螺母依次套设于所述杆体的头部，所述杆体通过其尾部插入至边坡内，所述垫片和螺母位于边坡坡面外，所述杆体的尾部较其头部的位置高，所述螺母螺纹配合于所述杆体上并将所述垫片紧抵于接触边坡坡面，所述透水性砂浆块位于边坡内并包裹于所述杆体外，所述透水性砂浆块通过止浆塞与垫片外侧隔绝。

优选的是，所述杆体通过切割减小尺寸或通过螺纹连接多根杆体增加尺寸。

优选的是，所述杆体尾部设置有锚头，其为锥形结构且所述锚头侧面周向间隔设置有多个缺口通道。

优选的是，所述止浆塞为透水性橡胶结构。

优选的是，所述垫片中心的开孔直径大于所述杆体的外径，所述垫片贴合边坡坡面设置。

优选的是，所述杆体内设置有透水性砂浆柱，所述杆体尾部设置有杆头，其为透水性实心结构，所述杆头靠近所述杆体的端部通过设置内螺纹与所述杆体的头部螺纹连接，所述杆头为透水性混凝土结构。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型的透水式砂浆锚杆结构在不降低或轻微降低锚固强度的基础上，本身作为输水管道给富水岩层带来较好的排水效果，实现既可以作为锚杆结构加固围岩土体，又可以作为排水结构疏通围岩中的水，充分实现边坡防护与排水功能。

2、本实用新型的透水式砂浆锚杆结构通过透水性砂浆和杆体中可透水材料的设置，结合砂浆锚杆施工方便、耐腐蚀性好的特点，在确保足够的锚固强度的情况下，灵活调整锚杆的数量和打设角度，可以实现砂浆锚杆稳定围岩、支护边坡、疏通排水的功能，增强了边坡的防护和排水效果，使路基更加稳定，隧道施工更加安全。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的透水式砂浆锚杆结构示意图；

图2为本实用新型的锚头的结构示意图。

图3为本实用新型的透水式砂浆锚杆打设在边坡上的示意图。

附图标记说明：

1、透水式砂浆锚杆；1-1、透水性砂浆块；1-2、杆体；1-3、止浆塞；1-4、垫片；1-5、螺母；1-6、杆头；1-7、缺口通道；2、边坡坡面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，并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实用新型的限制。

本申请中提到的杆体尾部指的是图1中的左侧，图3中的左上侧。

如图1至3所示，本实用新型提供一种适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，包括透水性砂浆块1-1、杆体1-2、止浆塞1-3、垫片1-4和螺母1-5，所述杆体1-2为空心结构且外表面为螺纹结构，所述止浆塞1-3、垫片1-4和螺母1-5依次套设于所述杆体1-2的头部，所述杆体1-2通过其尾部插入至边坡内，所述垫片1-4和螺母1-5位于边坡坡面2外，所述杆体1-2的尾部较其头部的位置高，所述螺母1-5螺纹配合于所述杆体1-2上并将所述垫片1-4紧抵于接触边坡坡面2，所述透水性砂浆块1-1位于边坡内并包裹于所述杆体1-2 外，所述透水性砂浆块1-1通过止浆塞1-3与垫片1-4外侧隔绝。

所述杆体1-2通过切割减小尺寸或通过螺纹连接多根杆体1-2增加尺寸。

所述杆体1-2尾部设置有锚头，其为锥形结构且所述锚头侧面周向间隔设置有多个缺口通道1-7，锚头的中心轴线与杆体1-2中心轴线重合且固定连接为一体式结构。

所述止浆塞1-3为透水性橡胶结构，所述杆头1-6为透水性混凝土结构。

所述垫片中心的开孔直径大于所述杆体1-2的外径，所述垫片贴合边坡坡面2设置。

所述杆体1-2内设置有透水性砂浆柱，所述杆体1-2尾部设置有杆头1-6，其为透水性实心结构，所述杆头1-6靠近所述杆体1-2的端部通过设置内螺纹与所述杆体1-2的头部螺纹连接。

在上述技术方案中，透水性砂浆块1-1通过采用水泥、水、透水砼增强剂掺和高质量级配骨料制成，一般配料比为：粗骨料85％、细骨料15％的1200kg/m³骨料用量；300kg/m³水泥用量；0.3的水灰比；100kg/m³的纯净水。通过试验进行适配，按照标准方法养护，配合而成符合实际工程条件的透水性砂浆。此材料具有较小的空隙率，能够容纳水渗流通行，且具有良好的耐磨性，能够适应大部分强度需求。杆体1-2采用钢制空心结构，表面设置螺纹，方便进行切割或接取长段杆以适应打入的深度，螺纹结构设置与光滑杆体1-2 相比能够提高注浆材料的粘合程度，增强稳定性，杆体1-2尾部设置花形锚头，可以帮助杆体1-2更好的钻探插入打好的孔位之中，同时在注浆之后可以固定杆体1-2部件，达到更好的锚固效果，减轻由于反斜打孔造成的失稳性。止浆塞1-3由橡胶透水材料制备，类似于海绵体材料，具有良好的弹性和浆料密封作用，能够帮助压力注浆，增加注浆材料的压实度和饱和强度，同时隔绝防止透水性砂浆块1-1的注浆层材料的漏出，止浆塞1-3所具备的储水性和透水性可以方便储存砂浆中的水分并随后排除，由于锚杆反斜向插入坡体围岩中，在重力作用下可以很好的达到先储水后排水的效果。垫片1-4采用钢板制成，具有很好的应力承载性能，同时设计成小角度可调节模式即将垫片1-4的孔径设置较大一些，可以适应不同坡度的岩层，紧贴边坡坡面2可平整坡面同时固定锚杆的位置结构。螺母 1-5用来紧固整个结构，使得围岩边坡应力集中到垫片1-4与杆体1-2之上。杆头1-6采用高透水混凝土材料制备，避免水体在其上方积聚，同时能够增大整个锚杆的摩擦力，提高锚固强度，同时杆头1-6还兼具杆体1-2内部注浆后的止浆塞。本实用新型锚杆包括的透水性砂浆块1-1、止浆塞1-3和杆头1-6均是透水性材料制成，结合中空的杆体1-2及其内的透水性砂浆柱实现锚固的同时实现排水的作用。

如图3示出了本实用新型的透水式砂浆锚杆1打设在边坡上的示意图，包括如下步骤。

在边坡坡面2上预打设锚杆的位置进行钻孔，利用手持凿岩机打孔，钻头采用“十字形”设计，可以使钻孔成型更快。钻孔时注意孔径大于锚杆直径10-20mm，确保杆体1-2 插入后如果方向偏差较大可以及时调整。

将配置好的透水性砂浆材料注入打好的孔洞内，先将水和少量砂浆注入孔洞内，施加初始压力混合均匀后再注入大量砂浆形成透水性砂浆快。注浆管插到钻孔底部，保持注浆管口埋在砂浆内，以免砂浆出现空隙。

钻孔中注满砂浆后立即插入杆体1-2，利用花形锚头在孔洞底部进行固定，使用工具拧紧杆体1-2，使得花形锚头在孔洞内充分钻入直至转动不了杆体1-2为止。

用水和空气对空心杆体1-2进行清洗，直至孔口出现反水现象。继续往中空杆体1-2 中注入配置好的透水性砂浆材料形成透水性砂浆柱，注浆完成后立即关闭止浆塞1-3同时安装杆头1-6，防止浆液外泄，同时利用垫片1-4将杆体1-2固定在坡面之上，拧紧螺母 1-5以稳定整个结构。

依据上述施工步骤，根据工程设计的需求可以在边坡坡面2进行更多透水式砂浆锚杆 1的打设及注浆，打设方向和倾向如图3所示。由于此种结构与传统式砂浆锚杆打设方向相反，在自重应力加持下，锚固力有所缺失。但杆体1-2内外均进行了注浆操作，一定程度上加强了结构的整体强度，实际应用中可相对增加部分锚杆数量以应对围岩条件较差的地段，相对的排水效果也更好。同时调整打设角度也可以改变锚固强度和排水性能，当锚杆打设角度越接近水平，其锚固力越高，排水效果越弱，反之，锚固力减弱，排水性能增强，故根据工程需求可以设计优化锚杆打设角度。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，其特征在于，包括透水性砂浆块、杆体、止浆塞、垫片和螺母，所述杆体为空心结构且外表面为螺纹结构，所述止浆塞、垫片和螺母依次套设于所述杆体的头部，所述杆体通过其尾部插入至边坡内，所述垫片和螺母位于边坡坡面外，所述杆体的尾部较其头部的位置高，所述螺母螺纹配合于所述杆体上并将所述垫片紧抵于接触边坡坡面，所述透水性砂浆块位于边坡内并包裹于所述杆体外，所述透水性砂浆块通过止浆塞与垫片外侧隔绝。

2.如权利要求1所述的适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，其特征在于，所述杆体通过切割减小尺寸或通过螺纹连接多根杆体增加尺寸。

3.如权利要求1所述的适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，其特征在于，所述杆体尾部设置有锚头，其为锥形结构且所述锚头侧面周向间隔设置有多个缺口通道。

4.如权利要求1所述的适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，其特征在于，所述止浆塞为透水性橡胶结构。

5.如权利要求1所述的适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，其特征在于，所述垫片中心的开孔直径大于所述杆体的外径，所述垫片贴合边坡坡面设置。

6.如权利要求1所述的适用于富水岩层的透水式砂浆锚杆，其特征在于，所述杆体内设置有透水性砂浆柱，所述杆体尾部设置有杆头，其为透水性实心结构，所述杆头靠近所述杆体的端部通过设置内螺纹与所述杆体的头部螺纹连接，所述杆头为透水性混凝土结构。

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