一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统及其安装方法技术方案

本发明专利技术提供一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统及其安装方法，系统包括：设置于锚固钻孔内的多个第一垫板，每两个第一垫板分别设置于对应待注浆段上下两端；贯穿多个第一垫板的多根玄武岩纤维筋；以及注浆装置，其包括阀管和注浆芯管，阀管贯穿全部第一垫板，阀管管壁设有多个注浆口，且每一注浆口均被弹性皮套覆盖，注浆芯管上间隔套设有两密封止浆塞，两密封止浆塞之间设有多个出浆口，两密封止浆塞在移动进入待注浆段后，浆液由各出浆口喷出，弹性皮套受压打开，进而使浆液由各注浆口注入阀管与锚固钻孔之间。本发明专利技术的有益效果：利用阀管和注浆芯管实现锚固钻孔精准注浆，采用同源材料变刚度夹片和变刚度裹握片可直接张拉锚固玄武岩纤维筋。锚固玄武岩纤维筋。锚固玄武岩纤维筋。

【技术实现步骤摘要】
一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统及其安装方法


[0001]本专利技术涉及地质灾害防治
，尤其涉及一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统及其安装方法。

技术介绍

[0002]水库库区峡谷岸坡消落带加固目前常用钢制预应力锚索，但岸坡消落带往往受到季节性水位变动影响，传统的钢制锚索易锈蚀，这给库岸边坡永久锚固工程带来一定的安全隐患。现阶段，大量新型纤维增强复合材料锚杆(索)的出现为库岸边坡消落带加固提供了新的思路。其中，玄武岩纤维筋的抗拉强度大于1.1GPa，密度为钢筋的1/3～1/4，具有耐腐蚀性好、稳定性高和原材料成本低等优点，是一种绿色环保的轻质锚索制作材料，有望替代钢制锚索应用于库岸边坡岩体锚固领域。除此之外，消落带岩体在库水位长期变动作用下易形成溶沟、溶槽，节理裂隙大量发育，采用传统锚索注浆工艺易发生漏浆，无法顺利施工。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为了解决水库库区峡谷岸坡消落带岩体玄武岩纤维筋锚索加固工程中的注浆问题，本专利技术的实施例提供了一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统及其安装方法。
[0004]本专利技术的实施例提供一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，包括：
[0005]设置于锚固钻孔内的多个第一垫板，所述第一垫板数量为待注浆段数量的二倍，每一所述待注浆段的上下两端各设有一所述第一垫板且这两所述第一垫板为一组，每组所述第一垫板分别设置于待注浆段上下两端；
[0006]设置于锚固钻孔内的多根玄武岩纤维筋，每一所述玄武岩纤维筋贯穿所有所述第一垫板；
>[0007]以及注浆装置，其包括阀管和设置于所述阀管内的注浆芯管，所述阀管贯穿所有所述第一垫板，所述阀管管壁设有多个注浆口且每一注浆口均被弹性皮套覆盖，所述注浆芯管上间隔套设有两密封止浆塞，且两所述密封止浆塞与所述阀管内壁接触，所述注浆芯管管壁位于两密封止浆塞之间设有多个出浆口，两所述密封止浆塞移动至所述待注浆段后，浆液由各所述出浆口喷出，所述注浆芯管与所述阀管之间压力增大，所述弹性皮套上下两端受压朝向中部卷曲，进而使浆液由各所述注浆口注入所述阀管与所述锚固钻孔之间间隙。
[0008]进一步地，所述阀管沿着长度方向间隔设有布置所述注浆口的多个径向截面，每一所述径向截面上均匀布设多个所述注浆口，且每一所述径向截面上套设一所述弹性皮套，所述弹性皮套覆盖同一径向截面上的各所述注浆口。
[0009]进一步地，每一所述注浆口包括上下间隔设置的两子注浆口，注浆压力通过两所述子注浆口作用于所述弹性皮套上，弹性皮套在注浆压力作用下两端朝向中部卷曲，使浆
液能顺利注入锚固钻孔与阀管间的间隙，达到注浆的目的。
[0010]进一步地，每一所述待注浆段两端的两所述第一垫板通过多根固定杆连接，每一所述固定杆两端贯穿两所述第一垫板并与位于所述第一垫板外侧的紧固件连接，且所述固定杆上均对应设有与所述第一垫板内侧相抵的扩径段。
[0011]进一步地，包括设置于所述锚固钻孔口处的预制混凝土孔塞、以及设置于所述锚固钻孔内靠近所述预制混凝土孔塞的第二垫板，各所述玄武岩纤维筋和所述阀管贯穿所述预制混凝土孔塞和第二垫板，所述预制混凝土孔塞上设有贯穿其上下两端的外注浆管。
[0012]进一步地，还包括张拉装置，其包括固定于所述锚固钻孔孔口外的反力架、由下至上依次设置于所述反力架上的锚环、限位板、穿心千斤顶和多个同源材料变刚度裹握片，各所述玄武岩纤维筋依次贯穿所述反力架、所述锚环，所述限位板、所述穿心千斤顶，且被所述同源材料变刚度裹握片握紧。
[0013]进一步地，所述锚环上设有多个锚孔，每一所述锚孔内设有一组同源材料变刚度夹片，所述玄武岩纤维筋穿过所述锚孔且被一组所述同源材料变刚度夹片环绕夹住。
[0014]进一步地，所述同源材料变刚度夹片为锥形块，其由下至上外径逐渐增大，且设有锦纶段、玄武岩纤维段和碳纤维段。
[0015]进一步地，所述同源材料变刚度裹握片包括可拆卸连接的两半圆形的卡箍握片，所述卡箍握片由内至外包括锦纶层、玄武岩纤维层和碳纤维层。
[0016]另外，本专利技术的实施例还提供了一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统安装方法，使用上述的一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，且包括以下步骤：
[0017]S1利用井下电视采集锚固钻孔内壁全钻孔图像，分析锚固钻孔内岩体裂隙发育情况，进而确定待注浆段的数量、长度和具体位置，同时确定第二垫板的安装位置；
[0018]S2在所述阀管上对应的每一所述待注浆段的上下两端位置分别安装一所述第一垫板，用固定杆连接待注浆段上下端对应的两第一垫板，再安装第二垫板，将各所述玄武岩纤维筋穿过所有第一垫板、第二垫板，再将各所述玄武岩纤维筋、阀管下入所述锚固钻孔；
[0019]S3将所述注浆芯管插入所述阀管底部然后上移所述注浆芯管，当两所述密封止浆塞移动至每一所述待注浆段时，控制所述注浆芯管由各所述出浆口喷出浆液，使所述注浆芯管与所述阀管之间压力增大，所述弹性皮套上下两端受压朝向中部卷曲，进而使浆液由各所述注浆口注入所述阀管与所述锚固钻孔之间，直至注浆浆液充满注浆段锚固钻孔与两第一垫板、阀管之间的间隙，停止注浆；
[0020]S4待锚固钻孔内高强水泥砂浆锚固段强度达到可张拉强度时，套设预制高强混凝土孔塞，在所述锚固钻孔外安装反力架，所有玄武岩纤维筋穿过所述反力架，所述反力架上端依次安装有锚环、限位板和穿心千斤顶，各根玄武岩纤维筋依次穿过所述的锚环、限位板和穿心千斤顶。在锚环的各个锚孔中安装同源材料变刚度夹片，夹紧各根玄武岩纤维筋，在各根玄武岩纤维筋上端安装同源材料变刚度裹握片，所述同源材料变刚度裹握片抱紧所裹握的玄武岩纤维筋；
[0021]S5启动所述穿心千斤顶18，对各所述玄武岩纤维筋2进行整体张拉，张拉至设计锚固力时，通过外注浆管向所述预制高强混凝土孔塞与所述第二垫板之间的空隙注入早强微膨胀水泥砂浆，直至早强微膨胀水泥砂浆充满所述玄武岩纤维筋、所述阀管、所述预制高强混凝土孔塞与所述第二垫板之间的间隙时，停止注浆；
[0022]S6待早强微膨胀水泥砂浆达到目标强度时，锚头处各根玄武岩纤维筋由预制高强度混凝土孔塞锁固，关闭所述穿心千斤顶，沿着预制高强度混凝土孔塞上表面截断各根玄武岩纤维筋，拆卸所述张拉装置，完成拉力型玄武岩纤维锚索施工。
[0023]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：根据锚固钻孔孔壁岩体节理裂隙发育情况，在岩体节理裂隙不发育区段设计多个待注浆段，对锚固钻孔实现精准分段注浆，有效解决了裂隙岩体地层锚索注浆时浆液易沿节理裂隙渗失的问题；每一待注浆段注浆时，受注浆压力作用弹性皮套打开，注浆结束后，弹性皮套恢复原形重新覆盖注浆口，保证已注浆段内的浆液不发生回灌，有效解决了精准注浆过程中的浆液回灌问题；利用同源材料变刚度夹片和同源材料变刚度握裹片对玄武岩纤维锚索直接施加预应力(拉拔力)，可有效避免夹片加载端出现较大的应力集中，防止玄武岩纤维筋在张拉过程中被夹断。
附图说明
[0024]图1是本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，其特征在于，包括：设置于锚固钻孔内的多个第一垫板，所述第一垫板数量为待注浆段数量的二倍，每一所述待注浆段的上下两端各设有一所述第一垫板且两所述第一垫板为一组，每组所述第一垫板分别设置于待注浆段上下两端；设置于锚固钻孔内的多根玄武岩纤维筋，每一所述玄武岩纤维筋贯穿所有所述第一垫板；以及注浆装置，其包括阀管和设置于所述阀管内的注浆芯管，所述阀管贯穿所有所述第一垫板，所述阀管管壁设有多个注浆口且每一注浆口均被弹性皮套覆盖，所述注浆芯管上间隔套设有两密封止浆塞且两所述密封止浆塞与所述阀管内壁接触，所述注浆芯管管壁位于两密封止浆塞之间设有多个出浆口，两所述密封止浆塞在移动至每一所述待注浆段后，浆液由各所述出浆口喷出，所述注浆芯管与所述阀管之间压力增大，所述弹性皮套上下两端受压朝向中部卷曲，进而使浆液由各所述注浆口注入所述阀管与所述锚固钻孔之间。2.如权利要求1所述的一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，其特征在于：所述阀管沿着长度方向间隔设有布置所述注浆口的多个径向截面，每一所述径向截面上均匀布设多个所述注浆口，且每一所述径向截面上套设一所述弹性皮套，所述弹性皮套覆盖同一径向截面上的各所述注浆口。3.如权利要求2所述的一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，其特征在于：每一所述注浆口包括上下间隔设置的两子注浆口，注浆压力通过两所述子注浆口作用于所述弹性皮套上，弹性皮套在注浆压力作用下两端朝向中部卷曲，使浆液能顺利注入钻孔与阀管间的间隙，达到注浆的目的。4.如权利要求3所述的一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，其特征在于：每一所述待注浆段两端的两所述第一垫板通过多根固定杆连接，每一所述固定杆两端贯穿两所述第一垫板并与位于所述第一垫板外侧的紧固件连接，且所述固定杆上均对应设有与所述第一垫板内侧相抵的扩径段。5.如权利要求1所述的一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，其特征在于：包括设置于所述锚固钻孔口处的预制混凝土孔塞、以及设置于所述锚固钻孔内靠近所述预制混凝土孔塞的第二垫板，各所述玄武岩纤维筋和所述阀管贯穿所述预制混凝土孔塞和第二垫板，所述预制混凝土孔塞上设有贯穿其上下两端的外注浆管。6.如权利要求5所述的一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，其特征在于：还包括张拉装置，其包括固定于所述锚固钻孔孔口外的反力架、由下至上依次设置于所述反力架上的锚环、限位板、穿心千斤顶和多个同源材料变刚度裹握片，各所述玄武岩纤维筋依次贯穿所述反力架、所述锚环，所述限位板、所述穿心千斤顶，且被所述同源材料变刚度裹握片握紧。7.如权利要求6所述的一种玄武岩纤维精准分段注浆锚固系统，其特征在于：所述锚环上设有多...

【专利技术属性】
技术研发人员：代贞伟，周盛涛，付小林，张彦君，张安乐，郭进军，
申请(专利权)人：中国地质调查局武汉地质调查中心，
类型：发明
国别省市：