超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法技术

本发明专利技术公开了一种超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法，其通过对现有锚杆锚索施工工艺进行改进，改变其施工材料、方法和工艺，达到锚杆锚索超前预支护的早高强快速超前支护施工，尽早发挥锚索与围岩的主动支护作用，控制隧道变形量，通过软岩隧道地质情况和变形变化情况，在隧道大变形里程段施工早高强锚杆锚索超前预支护后，有效的控制了大变形，取得了较好的效果，获得了成功，为软岩隧道开挖支护提供了新的选择。

【技术实现步骤摘要】
超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法
本专利技术属于超前预支护领域，具体为一种锚索施工方法。
技术介绍
在高地应力软弱破碎地层中进行隧道、地下硐室等工程施工时，最容易出现的问题是围岩高应力造成工程结构物初期支护大变形，甚至发生垮塌，危及人员、设备安全，造成伤亡事故。初期支护大变形后，入侵结构物界限，拆换安全隐患大，不仅影响工程整体进度，而且又增加了施工成本。目前，为了保证施工安全，在高地应力破碎地层施工过程中，国内外普遍采用的办法为增大工程结构物开挖范围，为初期支护预留变形的空间，再增加锚杆锚索作为辅助控制措施，保证结构物开挖的安全。但是，这种采取的大变形控制措施存在很多问题，一是由于增加结构开挖的尺寸，增大了开挖工程量；二是锚杆锚索措施从开挖到张拉的时间很长，很多时候围岩突变期已过且已对结构物造成大量破坏，需要进行二次拆换处理；三是预留变形量过大，结构物后期需要大量砼充填。如中国专利申请201810011332.8号公开的一种速凝高强快速张拉锚索的注浆施工方法，该施工方法中的锚索注浆工序是在安装有锚索的锚索孔内进行注浆，锚索孔内的第一注浆管、第二注浆管及第一排气管均贯穿锚索孔的自由段并伸入锚固段，第二排气管伸入至锚索孔的孔底，第二排气管、第二注浆管、第一注浆管和第一排气管伸入锚索孔内的长度按顺序缩短；锚索注浆工序包括以下步骤：S11：准备硫铝酸盐水泥；S12：通过第一注浆管对自由段进行封孔注浆；S13：先后通过第一注浆管和第二注浆管对锚固段进行注浆；S14：检验锚索注浆效果。但是，该专利技术依然存在以下缺点或不足：(1)、不适合于大变形隧道及地下工程；(2)、张拉在注浆完成后2～3天进行，不适合于张拉力时间敏感的工程。又如中国专利申请201410769534.0号公开的一种预应力全长锚固锚杆支护方法，包括如下步骤：利用气动锚杆钻机在巷道顶部钻取小孔，钻取小孔后清孔；封孔器端部顶推树脂药卷，以使树脂药卷安装至小孔底部；水泥浆通过注浆管、封孔器注入小孔内，水泥浆将封孔器顶推到小孔孔口停止注浆；停止注浆1min后拔下注浆管，完成注浆工作；将锚杆止浆塞安装在锚杆杆体前端，把带有锚杆止浆塞的锚杆杆体插入小孔内，使锚杆止浆塞封堵在小孔开口上，然后将锚杆杆体旋转推入；插入锚杆杆体，并停止气动锚杆钻机20～40s后移除气动锚杆钻机，最后施加预紧力。但是，该专利技术依然存在以下缺点或不足：(1)注浆环节复杂；(2)、不适合于大变形隧道及地下工程。因此，提供一种适合于大变形隧道及地下工程、张拉力时间敏感的工程，能够快速、高效地对高应力软弱破碎地层进行预支护，尽早发挥锚索和围岩的主动支护作用，有效快速地控制变形，保证工程安全开挖的早高强快速锚杆锚索超前预支护的施工方法成为业内急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法(ZGQ施工技术)，特别是应用于开挖和初期支护变形就比较大的工程，要求锚索锚杆快速张拉受力，尽早发挥锚索和围岩的主动支护作用，快速控制围岩和初期支护的变形，从而达到减少结构开挖工程数量，降低工程成本和施工风险的效果。为达到上述目的，本专利技术提供了一种超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法，其包括如下步骤：(1)、于结构物初期支护的表面上，标记出预设的锚孔的位置，按照设定的钻孔角度在结构物初期支护上，钻至设定孔深，形成锚孔；(2)、通过支架将锚索或锚杆与注浆管及排气管绑扎成锚索束，于每束锚索束的前端绑扎导向帽，于每束锚索束的尾端安装封浆环；(3)、将锚索束下入锚孔内，在锚孔的孔口段采用封孔剂封闭至封浆环处，待封孔剂达到设定强度要求后，通过注浆管向锚孔内注浆，待浆液从排气管流出后，封闭排气管，再次通过注浆管向锚孔内注浆至设定注浆压力，结束注浆；(4)、拆除注浆管，待浆液强度初凝后，割除超出锚孔的孔口段的注浆管及排气管，平整锚孔的周围表面；(5)、安装设计锚索连接梁及锚具，待浆液终凝10～15小时后，进行首次张拉；(6)、自锚具的外侧面量起，留出设定长度的锚索或锚杆，用机械方法截去其余部分的锚索或锚杆，并用砂浆封锚。优选地，在步骤(1)中，钻孔方式为高压风成孔。可选择地，在步骤(2)中，封浆环的入孔深度大于结构物初期支护的厚度。可选择地，在步骤(2)中，排气管置于锚孔内的长度设定为锚孔的全孔深度，注浆管置于锚孔内的长度设定为锚索或锚杆置于锚孔内的长度四分之一。可选择地，在步骤(2)中，注浆管置于锚孔外的长度设定为超出锚索或锚杆封孔的长度0.5～1米。可选择地，在步骤(3)中，封孔剂为水泥锚固剂或硫铝酸盐水泥，其中，水泥锚固剂为市面上常用的水泥锚固剂。可选择地，在步骤(3)中，注浆管及排气管上分别设有球阀以控制注浆管及排气管的通闭状态。可选择地，在步骤(3)中，注浆管通过三通与注浆机相连接。优选地，在步骤(3)中，注浆浆液由如下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥100～120份、减水剂2～5份、早强剂3～5份、以及速凝剂0.5～3份。更优选地，减水剂可以为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、或聚羧酸减水剂中的一种或几种。更优选地，早强剂可以为氯化钙、或是重量比为10～12:1的无机钠盐与三乙醇胺的混合物，其中，无机钠盐为氯化钠或硫酸钠。更优选地，速凝剂可以NaAlO2、LiCl、或Li2CO3。可选择地，在步骤(5)中还包括：根据开挖过程的监测数据，进行二次张拉至设定强度。可选择地，在步骤(6)中，留出锚索或锚杆的设定长度为5～10厘米。与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果包括：(1)、不需要增大工程结构物开挖范围、适用于各类锚杆锚索工程，特别是张拉对时间敏感的工程；(2)、可快速、高效地对高应力软弱破碎地层进行预支护，能够有效快速地控制隧道大变形，保证工程安全开挖；(3)、浆液凝结速度快，12小时内可达到300KN以上张拉强度要求，72小时可达到600KN张拉强度要求。附图说明图1A-图1C为本专利技术的步骤(1)的工艺示意图。图2为本专利技术的步骤(2)的工艺示意图。图3为本专利技术的步骤(3)的工艺示意图。图4为本专利技术的步骤(4)的工艺示意图。图5为本专利技术的步骤(5)的工艺示意图。图6为本专利技术的步骤(6)的工艺示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。作为一种非限制性实施方式，本专利技术的超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法包括：(1)、于结构物初期支护的表面上，标记出预设的锚孔的位置，按照设定的钻孔角度在结构物初期支护上，钻至设定孔深，形成锚孔；(2)、通过支架将锚索或锚杆与注浆管及排气管绑扎成锚索束，于每束锚索束的前端绑扎导向帽，于每束锚索束的尾端安装封浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)、于结构物初期支护的表面上，标记出预设的锚孔的位置，按照设定的钻孔角度在所述结构物初期支护上，钻至设定孔深，形成锚孔；/n(2)、通过支架将锚索或锚杆与注浆管及排气管绑扎成锚索束，于每束所述锚索束的前端绑扎导向帽，于每束所述锚索束的尾端安装封浆环；/n(3)、将所述锚索束下入所述锚孔内，在所述锚孔的孔口段采用封孔剂封闭至所述封浆环处，待所述封孔剂达到设定强度要求后，通过所述注浆管向所述锚孔内注浆，待浆液从所述排气管流出后，封闭所述排气管，再次通过所述注浆管向所述锚孔内注浆至设定注浆压力，结束注浆；/n(4)、拆除所述注浆管，待所述浆液初凝后，割除超出所述锚孔孔口段的所述注浆管及所述排气管，平整所述锚孔的周围表面；/n(5)、安装设计锚索连接梁及锚具，待浆液终凝10～15小时后，进行首次张拉；/n(6)、自所述锚具的外侧面量起，留出设定长度的锚索或锚杆，用机械截去其余部分的所述锚索或锚杆，并用砂浆封锚。/n

【技术特征摘要】
1.一种超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、于结构物初期支护的表面上，标记出预设的锚孔的位置，按照设定的钻孔角度在所述结构物初期支护上，钻至设定孔深，形成锚孔；
(2)、通过支架将锚索或锚杆与注浆管及排气管绑扎成锚索束，于每束所述锚索束的前端绑扎导向帽，于每束所述锚索束的尾端安装封浆环；
(3)、将所述锚索束下入所述锚孔内，在所述锚孔的孔口段采用封孔剂封闭至所述封浆环处，待所述封孔剂达到设定强度要求后，通过所述注浆管向所述锚孔内注浆，待浆液从所述排气管流出后，封闭所述排气管，再次通过所述注浆管向所述锚孔内注浆至设定注浆压力，结束注浆；
(4)、拆除所述注浆管，待所述浆液初凝后，割除超出所述锚孔孔口段的所述注浆管及所述排气管，平整所述锚孔的周围表面；
(5)、安装设计锚索连接梁及锚具，待浆液终凝10～15小时后，进行首次张拉；
(6)、自所述锚具的外侧面量起，留出设定长度的锚索或锚杆，用机械截去其余部分的所述锚索或锚杆，并用砂浆封锚。


2.根据权利要求1所述的超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法，其特征在于，在步骤(1)中，钻孔方式为高压风成孔。


3.根据权利要求1所述的超前早高强快速锚杆锚索超前预支护施工方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述封浆环的入孔深度大于所述结构物初期支护的厚度。


4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭峰，孙国庆，吴昆朝，张亮，张继昶，
申请(专利权)人：北京瑞威世纪铁道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11