一种强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法技术

本发明专利技术公开了一种强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，属于岩体加固预应力锚索施工技术领域。该方法包括如下步骤：钻锚索孔、锚索体制作与安装、注浆、锚墩施工、锁定锚索体、补注浆封锚。锚索孔采用跟管成孔、固壁成孔和按需注浆的方式制得，解决了在强卸荷破碎岩体地质条件下，造孔存在孔壁容易坍塌，造孔漏风、注浆漏失情况严重的问题，有助于确保注浆质量和锚索保持预应力。在固壁成孔和按需注浆过程中，对锚索孔的孔壁进行预注浆，避免张拉段与锚固段注浆时出现串浆，有助于确保锚固段注浆质量和锚索保持预应力。

【技术实现步骤摘要】
一种强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法
本专利技术涉及一种强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，属于岩体加固预应力锚索施工

技术介绍
强卸荷破碎岩体是水利、公路、铁路工程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，破碎松散，造孔时孔壁容易坍塌，易发生卡钻情况；②硬，较一般松散碎裂地层，岩石硬度要大，钻具磨损大；③漏，边坡卸荷程度深，裂缝发育较宽，存在联通，造孔漏风、注浆漏失情况严重；④夹，分部有多条断层，地层软硬相间表现明显。对公路铁路工程，可以通过穿山隧洞减小其对工程建设的影响。但水利工程中，为确保大坝、厂房、进出水口等重要的永久建筑物安全，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。公开号为CN206438517U的中国专利文献，公开了一种适用于强卸荷发育边坡的黏结型预应力锚索，包括内锚固段和张拉段，所述内锚固段的前端设有导向帽，所述张拉段的末端埋设在混凝土锚墩内，其外侧设有保护帽，所述内锚固段与所述张拉段的分界处设有止浆包，所述张拉段内设置波纹管，所述波纹管的内端设有止浆环。在黏结型预应力锚索的张拉段设波纹管，并在波纹管的内端设止浆环，可保证张拉段锚索的钢绞线被水泥浆体包裹，保证锚索的耐久性。但是，在强卸荷破碎岩体地质条件下，造孔存在孔壁容易坍塌，造孔漏风、注浆漏失情况严重的问题，导致难以保证注浆质量和锚索预应力效果。公开号为CN103147440A的中国专利文献，公开了一种预应力锚索施工方法，先向张拉段锚索孔内进行低压灌浆，使灌浆完成的张拉段成为内锚固段灌浆的止浆环，无论在何种岩体条件下均可保证止浆效果，从而保证整条锚索质量。但是，在对张拉段进行注浆时，砂浆可能沿着岩石缝隙进入锚固段造成串浆，导致后期锚固段注浆质量和锚索预应力难以得到保证。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法。本专利技术通过以下技术方案得以实现：一种强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，包括如下步骤：A、钻锚索孔：钻机就位后，跟管成孔、固壁成孔和按需注浆形成锚索孔；B、锚索体制作与安装：编制锚索体，将锚索体顺直地安放在所述锚索孔的中心，并在所述锚索孔的孔口处安装钢管组件；C、注浆：依次向锚固段和张拉段注浆，并通过砂浆使钢管组件固定；D、锚墩施工：在所述锚索孔的孔口位置施工锚墩，根据锚墩基础承载力确定锚墩尺寸，及锚墩内部配筋、锚杆的型号和数量，确保锚墩在锚索张拉时不发生沉降变形，所述钢管组件上远离锚索孔的一端位于锚墩的内侧；E、锁定锚索体：安装锚索体附件，张拉钢绞线并卸荷锁定锚索体；F、补注浆封锚：通过钢管组件向所述锚索孔孔口补注与锚固段同标号的水泥净浆，且注浆要密实。所述步骤A中跟管成孔的施工方法为采用偏心钻头+跟管的造孔方式，跟管深度超过20m后根据岩体情况确定跟管终孔深度，遇到断层要将断层穿过，钻进至较为坚硬的岩体结束；跟管分段进行，单根跟管长度为1.5～3m，钻孔结束后分段拔出跟管。所述步骤A中固壁成孔的施工方法为根据孔壁坍塌情况确定直钎钻头的循环进尺深度，循环进尺深度控制在2～5m范围内，直钎钻头完成一次钻孔后拔出，在直钎钻头所成孔的孔底和孔口安装止浆塞，然后安装注浆管并注流动度低的砂浆，砂浆内掺加早强剂，若吃浆量大，可在砂浆中掺加一定量的速凝剂，砂浆达到一定强度后使用钻头扫孔，孔壁不坍塌即可进行下一循环，直至达到锚索孔设计深度。所述步骤A中按需注浆的施工方法为对锚固段进行孔内摄像，若孔壁张开有较宽的裂缝，则在锚固段与张拉段的分界处安装止浆塞，然后安装注浆管，并在注浆管入口位置安装压力表，灌注水泥净浆，注浆压力达到0.1-0.3MPa，吃浆量有明显减少，可结束注浆；待浆液达到设计强度后再使用钻头在锚固段钻孔；止浆塞为水压塞，充水后止浆塞与孔壁紧密接触，泄压后可以拔出。所述步骤B中的锚索体包括张拉段、锚固段、安装在张拉段和锚固段分界处的止浆包，锚固段通过间隔交替安装在钢绞线上的无锌铅丝束和隔离架制成波纹形状，张拉段通过间隔安装在钢绞线上的隔离架制成直线状；张拉段的每根钢绞线上均套装有PE套，PE套上靠近锚固段的一端使用防水胶带缠绕包裹；沿锚索孔轴向铺设锚固段灌浆管、锚固段排气回浆管和张拉段灌浆管，锚固段灌浆管的一端穿过止浆包延伸到锚固段，另一端穿过张拉段、钢管组件延伸到锚墩外，锚固段排气回浆管的一端穿过止浆包延伸到锚固段，另一端延伸到锚索孔孔口，张拉段灌浆管的一端位于张拉段，另一端延伸到锚索孔孔口。所述锚固段灌浆管的外壁上在锚固段范围内开设间距1m的花孔，锚固段灌浆管的外壁上在与止浆包相对应的位置开设有若干注浆口；张拉段灌浆管的中部开设有间距为2m的花孔；钢绞线、锚固段灌浆管、锚固段排气回浆管上在与止浆包相对应的位置用棉絮缠紧，外包裹土工布并绑扎紧密。所述步骤B中的钢管组件包括钢套管、钢管A和钢管B，钢套管同轴设在锚索孔的孔口处，钢管A和钢管B设在钢套管的外壁上，并与钢套管连通，钢管A和钢管B上远离钢套管的一端贯穿锚墩。所述步骤C中张拉段注浆，所注浆液为砂浆，张拉段锚索外包裹土工布减少灌注浆液向周边岩壁扩散，张拉段注浆管开设花孔，便于灌注浆液充填整个张拉段，灌浆结束标准为孔口反浆；所述步骤D中的在锚墩施工前，钢绞线上靠近锚墩的一端去皮去油。所述步骤E中锚索体附件包括承压板、工作锚板和锚头保护罩，承压板设在钢管组件上，承压板的一侧设有抓筋，抓筋位于锚墩内，工作锚板通过锚垫板设在承压板上，锚头保护罩设在承压板上，工作锚板、锚垫板、钢绞线上露出锚索孔的一端均位于锚头保护罩内，且锚头保护罩内填充有混凝土。所述步骤E中张拉钢绞线前，在锚墩的周边设置固定样架作为参照点，每一级张拉后对锚索沉降值、张拉力值进行观测，检查锚索是否存在卸荷状况；张拉钢绞线时，先对中检查钢绞线预紧补偿张拉，然后进行整体张拉，逐级加荷直至加荷到最大设计荷载，卸荷锁定。本专利技术的有益效果在于：1、锚索孔采用跟管成孔、固壁成孔和按需注浆的方式制得，解决了在强卸荷破碎岩体地质条件下，造孔存在孔壁容易坍塌，造孔漏风、注浆漏失情况严重的问题，有助于确保注浆质量和锚索保持预应力。2、在固壁成孔和按需注浆过程中，对锚索孔的孔壁进行预注浆，避免张拉段与锚固段注浆时出现串浆，有助于确保锚固段注浆质量和锚索保持预应力。3、采用棉絮缠紧、土工布包裹钢绞线、锚固段灌浆管、锚固段排气回浆管，并绑扎紧密，确保止浆包不漏浆、并能承压；在锚固段注浆的同时，浆液会从锚固段灌浆管上的注浆口流出充填止浆包，止浆包充填满浆液后会与岩壁紧密接触，将水泥浆封闭在锚固段，达到对锚固段进行压力注浆的目的。4、根据锚墩基础承载能力调整锚墩的尺寸大小、钢筋配筋，确保锚索在张拉时不发生大的沉降变形。对初始施工的几个锚索开展张拉工艺性试验，在锚墩的周边设置固定样架作为参照点，每一级张拉后对锚索沉降值、张拉力值进行观测，检查锚索是否存在卸荷状况，确保锚索施工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，其特征在于：包括如下步骤：/nA、钻锚索孔：钻机就位后，跟管成孔、固壁成孔和按需注浆形成锚索孔；/nB、锚索体制作与安装：编制锚索体，将锚索体顺直地安放在所述锚索孔的中心，并在所述锚索孔的孔口处安装钢管组件；/nC、注浆：依次向锚固段和张拉段注浆，并通过砂浆使钢管组件固定；/nD、锚墩施工：在所述锚索孔的孔口位置施工锚墩(11)，根据锚墩基础承载力确定锚墩(11)尺寸，及锚墩(11)内部配筋、锚杆的型号和数量，确保锚墩(11)在锚索张拉时不发生沉降变形，所述钢管组件上远离锚索孔的一端位于锚墩(11)的内侧；/nE、锁定锚索体：安装锚索体附件，张拉钢绞线(2)并卸荷锁定锚索体；/nF、补注浆封锚：通过钢管组件向所述锚索孔孔口补注与锚固段同标号的水泥净浆，且注浆要密实。/n

【技术特征摘要】
1.一种强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、钻锚索孔：钻机就位后，跟管成孔、固壁成孔和按需注浆形成锚索孔；
B、锚索体制作与安装：编制锚索体，将锚索体顺直地安放在所述锚索孔的中心，并在所述锚索孔的孔口处安装钢管组件；
C、注浆：依次向锚固段和张拉段注浆，并通过砂浆使钢管组件固定；
D、锚墩施工：在所述锚索孔的孔口位置施工锚墩(11)，根据锚墩基础承载力确定锚墩(11)尺寸，及锚墩(11)内部配筋、锚杆的型号和数量，确保锚墩(11)在锚索张拉时不发生沉降变形，所述钢管组件上远离锚索孔的一端位于锚墩(11)的内侧；
E、锁定锚索体：安装锚索体附件，张拉钢绞线(2)并卸荷锁定锚索体；
F、补注浆封锚：通过钢管组件向所述锚索孔孔口补注与锚固段同标号的水泥净浆，且注浆要密实。


2.如权利要求1所述的强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，其特征在于：所述步骤A中跟管成孔的施工方法为采用偏心钻头+跟管的造孔方式，跟管深度超过20m后根据岩体情况确定跟管终孔深度，遇到断层要将断层穿过，钻进至较为坚硬的岩体结束；跟管分段进行，单根跟管长度为1.5～3m，钻孔结束后分段拔出跟管。


3.如权利要求1所述的强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，其特征在于：所述步骤A中固壁成孔的施工方法为根据孔壁坍塌情况确定直钎钻头的循环进尺深度，循环进尺深度控制在2～5m范围内，直钎钻头完成一次钻孔后拔出，在直钎钻头所成孔的孔底和孔口安装止浆塞，然后安装注浆管并注流动度低的砂浆，砂浆内掺加早强剂，若吃浆量大，可在砂浆中掺加一定量的速凝剂，砂浆达到一定强度后使用钻头扫孔，孔壁不坍塌即可进行下一循环，直至达到锚索孔设计深度。


4.如权利要求1所述的强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，其特征在于：所述步骤A中按需注浆的施工方法为对锚固段进行孔内摄像，若孔壁张开有较宽的裂缝，则在锚固段与张拉段的分界处安装止浆塞，然后安装注浆管，并在注浆管入口位置安装压力表，灌注水泥净浆，注浆压力达到0.1-0.3MPa，吃浆量有明显减少，可结束注浆；待浆液达到设计强度后再使用钻头在锚固段钻孔；止浆塞为水压塞，充水后止浆塞与孔壁紧密接触，泄压后可以拔出。


5.如权利要求1所述的强卸荷破碎岩体预应力锚索施工方法，其特征在于：所述步骤B中的锚索体包括张拉段、锚固段、安装在张拉段和锚固段分界处的止浆包(8)，锚固段通过间隔交替安装在钢绞线(2)上的无锌铅丝束(4)和隔离架(5)制成波纹形状，张拉段通过间隔安装在钢绞线(2)上的隔离架(5)制成直线状；张拉段的每根钢绞线(2)上均套装有PE套，PE套上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张栋，张伟，王旭辉，梁政，李波，宋思谕，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52