一种快速高强锚索支护系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种快速高强锚索支护系统与方法，包括用于后注浆段的锚索索体和用于快速锚固段的锚索前端；所述锚索索体和锚索前端之间的交界处设置阻浆件；锚索索体上套设防腐套管，防腐套管沿锚索前端方向一直延伸至阻浆件处；锚索索体与防腐套管之间形成内圈注浆通道，防腐套管与锚孔的孔壁之间形成外圈注浆通道；内圈注浆通道和外圈注浆通道之间通过防腐套管与阻浆件之间形成的间隙连通；远离锚索前端的锚索索体的一端上安装垫板、球垫和锚具；球垫与防腐套管螺纹连接，球垫上设有与内圈注浆通道连通的注浆管；垫板上插设有与外圈注浆通道连通的排气管。

A fast high strength anchor cable support system and method

【技术实现步骤摘要】
一种快速高强锚索支护系统与方法
本专利技术属于地下工程施工支护的
，具体涉及一种快速高强锚索支护系统与方法。
技术介绍
目前，地下工程尤其是交通隧道工程中锚固体系基本以被动支护的砂浆锚固系统为主，但在软弱破碎岩体中，洞室开挖后，因围岩变形快且变形量大，此时，若仍采用传统的被动锚固体系，则围岩塑性区及位移场将会迅速增大，进而导致需采用更强、造价更高的被动支护体系去维护隧道稳定性。因此，采取主动预应力强支护措施在软岩地下工程中成为必然之选，该锚固体系在洞室开挖初期可快速的施做预应力锚索，实现主动支护功能，施加的预应力可有效提升围岩的承载能力，形成承载拱效应，进而可优化现有的被动支护体系，保持洞室稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种快速高强锚索支护系统与方法，以解决现有在软弱破碎岩体中，被动式的锚固体系造价高，耐久性、可靠性与安全性低的问题。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种快速高强锚索支护系统与方法，其包括用于后注浆段的锚索索体和用于快速锚固段的锚索前端；锚索索体和锚索前端之间的交界处设置阻浆件；锚索索体上套设防腐套管，防腐套管沿锚索前端方向一直延伸至阻浆件处；锚索索体与防腐套管之间形成内圈注浆通道，防腐套管与锚孔的孔壁之间形成外圈注浆通道；内圈注浆通道和外圈注浆通道之间通过防腐套管与阻浆件之间形成的间隙连通；远离锚索前端的锚索索体的一端上安装垫板、球垫和锚具；球垫与防腐套管螺纹连接，球垫上设有与内圈注浆通道连通的注浆管；垫板上插设有与外圈注浆通道连通的排气管。优选地，锚索前端采用内撑方式实现前端锚索的扩大头结构。优选地，防腐套管设有外螺纹，并与球垫采用旋转方式连接。优选地，球垫上开设有注浆通道，注浆管通过注浆通道与内圈注浆通道连通。优选地，垫板上开设排气孔，排气管通过排气孔与外圈注浆通道连通。优选地，锚索索体的材质为中碳钢，垫板尺寸为25cm×25cm×2cm。一种用于软岩大变形隧道的锚固方法，包括：S1、确定目标岩体，并在目标岩体上开设锚孔；S2、将化学胶凝材料推入锚孔底部；S3、插入锚索快速搅拌化学胶凝材料；S4、化学胶凝材料快速凝结后，将防腐套管套设于锚索索体上，形成内圈注浆通道和外圈注浆通道，并安装垫板、球垫和锚具进行固定，其中球垫与防腐套管旋转连接；S5、采用预应力张拉设备对锚索索体施加预应力；S6、待岩体变形稳定后，导入浆液至内圈注浆通道和外圈注浆通道，对后注浆段进行注浆粘结，直至排气管返浆。优选地，锚孔与水平方向的锐角不小于5°，锚孔孔径根据锚索前端扩大头直径确定。优选地，在快速锚固段与后注浆段之间设置阻浆件，以将化学胶凝材料阻隔在快速锚固段内。优选地，注浆时，浆液沿注浆管和注浆通道流入内圈注浆通道，并通过防腐套管与阻浆件之间形成的间隙流入外圈注浆通道。本专利技术提供的快速高强锚索支护系统与方法，具有以下有益效果：本专利技术能够快速的对围岩体施加高预应力，实现主动强支护的目的；同时，采用防腐套管和锚索索体组成的内圈注浆通道和外圈注浆通道可很好的保证注浆密实度；且浆液与防腐套管一并对索体的耐久性起到了双重保障，弥补了化学粘结材料耐久性不足及锚固力可能存在不足的问题，实现了锚固体系临时+长久支护的功能，极大提升了锚固体系的耐久性、可靠性与安全性。附图说明图1为快速高强锚索支护系统与方法的结构示意图。图2为快速高强锚索支护系统与方法后注浆段横截面结构图。图3为快速高强锚索支护系统与方法快速锚固段横截面结构图。其中，1、锚孔；2、化学胶凝材料；3、锚孔底部；4、锚索索体；5、锚索前端；6、防腐套管；7、垫板；8、球垫；9、锚具；10、注浆管；11、排气管；12、阻浆件；13、后注浆段；14、快速锚固段；15、内圈注浆通道；16、外圈注浆通道。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的具体实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，本专利技术的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，本专利技术的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。根据本申请的一个实施例，参考图1-图3，本方案的快速高强锚索支护系统，包括用于后注浆段13的锚索索体4和用于快速锚固段14的锚索前端5；锚索索体4和锚索前端5为一锚索的两端，锚索索体4和锚索前端5之间的交界处设置阻浆件12。将化学胶凝材料2导入锚孔1，并基于锚索前端5对化学胶凝材料2进行快速搅拌后。锚索前端5采用内撑方式实现前端锚索的扩大头结构，实现快速粘结，扩大头结构可增强粘结剂与锚索的粘结力。将防腐套管6套设于锚索索体4上，防腐套管6沿锚索前端5方向一直延伸至阻浆件12处，且防腐套管6与阻浆件12之间并没有密封，两者之间存有间隙，以便浆液通过。进而，锚索索体4与防腐套管6之间形成的空间通道为内圈注浆通道15，防腐套管6与锚孔1的孔壁之间形成的空间通道为外圈注浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速高强锚索支护系统，其特征在于：包括用于后注浆段的锚索索体和用于快速锚固段的锚索前端；所述锚索索体和锚索前端之间的交界处设置阻浆件；/n所述锚索索体上套设防腐套管，防腐套管沿锚索前端方向一直延伸至阻浆件处；所述锚索索体与防腐套管之间形成内圈注浆通道，防腐套管与锚孔的孔壁之间形成外圈注浆通道；所述内圈注浆通道和外圈注浆通道之间通过防腐套管与阻浆件之间形成的间隙连通；远离所述锚索前端的锚索索体的一端上安装垫板、球垫和锚具；所述球垫与防腐套管螺纹连接，球垫上设有与内圈注浆通道连通的注浆管；所述垫板上插设有与外圈注浆通道连通的排气管。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速高强锚索支护系统，其特征在于：包括用于后注浆段的锚索索体和用于快速锚固段的锚索前端；所述锚索索体和锚索前端之间的交界处设置阻浆件；
所述锚索索体上套设防腐套管，防腐套管沿锚索前端方向一直延伸至阻浆件处；所述锚索索体与防腐套管之间形成内圈注浆通道，防腐套管与锚孔的孔壁之间形成外圈注浆通道；所述内圈注浆通道和外圈注浆通道之间通过防腐套管与阻浆件之间形成的间隙连通；远离所述锚索前端的锚索索体的一端上安装垫板、球垫和锚具；所述球垫与防腐套管螺纹连接，球垫上设有与内圈注浆通道连通的注浆管；所述垫板上插设有与外圈注浆通道连通的排气管。


2.根据权利要求1所述的快速高强锚索支护系统，其特征在于：所述锚索前端采用内撑方式实现前端锚索的扩大头结构。


3.根据权利要求1所述的快速高强锚索支护系统，其特征在于：所述防腐套管设有外螺纹，并与球垫采用旋转方式连接。


4.根据权利要求1所述的快速高强锚索支护系统，其特征在于：所述球垫上开设有注浆通道，注浆管通过注浆通道与内圈注浆通道连通。


5.根据权利要求1所述的快速高强锚索支护系统，其特征在于：所述垫板上开设排气孔，排气管通过排气孔与外圈注浆通道连通。


6.根据权利要求1所述的快速高强锚索支护系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪波，王振宇，郭新新，乔小兵，王勇，杨铁轮，
申请(专利权)人：西南交通大学，甘肃长达路业有限责任公司，杭州丰强工程设计咨询研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51