一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆与施工方法技术

适用于软弱破碎岩土体的锚杆，包括锚杆体、密封部件、锚固剂、锚头组件和推动部；所述锚杆体为中空结构，所述锚头组件安装在所述锚杆体的顶端，所述密封部件和所述锚固剂分别安装在所述锚杆体内，所述锚固剂位于所述密封部件和所述锚头之间，所述推动部推动所述密封部件朝向所述锚头组件方向挤压所述锚固剂。本发明专利技术通过将树脂锚固剂储存于中空锚杆体头部，待钻孔完成后，将锚杆体安装至孔底，锚固剂随即送至特定深度，能够有效解决锚固剂不易安放至指定位置的问题，使得施工效率进一步提高。使得施工效率进一步提高。使得施工效率进一步提高。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆与施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工领域，具体涉及一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆与施工方法。

技术介绍

[0002]随着国内隧道建设的飞速发展，由于地层结构的复杂性，在隧道施工的过程中不可避免地穿越软弱破碎岩土体。在建设的过程中，需要采用锚杆支护技术来提高围岩的自支护能力，保证围岩的稳定性以防止坍塌事故的发生，保证开挖及后续作业的进行。在现场实施锚杆安装时，常常采用树脂锚固剂来完成锚杆端部的锚固，目前国内使用的树脂锚固剂均由胶泥和固化剂两部分组成，二者独自分装于封装带中。在当前实际应用中，需要在钻孔完成后，使用锚杆将树脂锚固剂推入到锚固孔合适深度，采用搅拌器将胶泥和固化剂充分混合发生固化反应，以达到锚固效果。
[0003]在软弱破碎岩土体中钻得锚固孔后，由于其结构破碎的特点，常常会发生塌孔现象，松动的岩土体随即堵塞锚固孔。此时，采用上述方式实施树脂锚杆锚固，容易出现锚固剂无法安放至指定位置以及封装袋提前破损发生部分固化等现象，影响施工进度。也有集成化的中空树脂锚杆，锚固剂置于锚端内部，采用滚轮组、钢索及卷线滚筒组成的推出装置推动锚杆体内活塞将树脂锚固剂推出，以此将锚固剂送至指定位置。但该装置在软弱破碎岩土体的应用中，若遭遇严重塌孔的情况时，锚杆体不易伸入锚固孔，且由于施工条件的限制，该推出装置一定程度上会影响施工效率。此外，现有技术中，普遍缺乏一种止浆装置，易出现锚固剂沿杆身发生流动，流至锚固段以外的区域，对锚固效果产生影响。
[0004]因此，基于该技术背景，亟需设计一种能将锚固剂顺利送至指定深度、操作方便且能保证锚固效果优良的锚杆及其施工方法，以提高施工速率和树脂锚杆支护质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提出一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆与施工方法，适用于软弱破碎岩土体的锚杆技术方案如下：
[0006]适用于软弱破碎岩土体的锚杆，其特征在于：包括锚杆体、密封部件、锚固剂、锚头组件和推动部；
[0007]所述锚杆体为中空结构，所述锚头组件安装在所述锚杆体的外端，所述密封部件和所述锚固剂分别安装在所述锚杆体内，所述锚固剂位于所述密封部件和所述锚头之间，所述推动部推动所述密封部件朝向所述锚头组件方向挤压所述锚固剂。
[0008]为更好的实现本专利技术，可进一步为：所述锚头组件包括锚杆头、螺旋混料部和破碎部，在所述锚杆头开始有第一出浆孔，所述螺旋混料部安装在所述锚杆头内部，所述破碎部安装在所述锚杆头内部。
[0009]进一步为：所述破碎部包括连接套和破碎刀头，所述连接套固定在所述锚杆头内部，所述破碎刀头安装在所述连接套的内孔中。
[0010]进一步为：沿所述锚杆体的轴向均匀开设有第二出浆孔。
[0011]进一步为：所述树脂锚固件包括第一材料、第二材料、封装部、所述封装部被薄膜分割为第一腔室和第二腔室，所述第一材料位于第一腔室，所述第二材料位于所述第二腔室。
[0012]进一步为：所述密封部件外周为橡胶材质，所述密封部件的外壁贴合在所述锚杆体的内壁中。
[0013]进一步为：所述推动杆包括至少一节杆节。
[0014]进一步为：在所述锚杆体的外周上套设有止浆定位装置。
[0015]进一步为：所述止浆定位装置为气囊结构，所述止浆定位装置的外圈直径与锚固孔内径一致，在所述止浆定位装置上开设有进气孔。
[0016]软弱破碎岩土体的锚杆的施工方法的技术方案如下：
[0017]软弱破碎岩土体的锚杆的施工方法，其特征在于：
[0018]包括以下步骤：
[0019]S1：将锚杆体预制备用，从锚杆体的外端中依次放置密封部件和锚固剂，将锚头组件安装至锚杆体上，在距离锚杆体的外端50cm～100cm处设置止浆定位装置。
[0020]S2：隧道开挖后，在锚固孔预定位置打孔至预定深度；
[0021]S3：将锚固孔内岩粉及积水清理干净，避免对锚固效果产生影响；
[0022]S4：将锚杆体安装至孔底，对止浆定位装置充气；
[0023]S5：充气完成后，撤回充气软管，将推动部伸入至密封部件；
[0024]S6：启动推动控制装置，促使密封部件挤压锚固剂，锚固剂被破碎部划开，锚固剂通过螺旋混合部完成锚固剂的混合；
[0025]S7：锚固剂完全推出后，将推动部取出，用于剩余锚杆体的安装与锚固；
[0026]S8：锚固剂完全固化后，约为1～30分钟，在锚杆体的内端安装锁紧件，施加预应力，实现快速支护；
[0027]S9：进行其他锚杆的安装与预应力施加工作，完成该段隧道的支护工作；
[0028]S10：隧道掌子面继续往前推进，并循环实施S1至S9；
[0029]S11：待相应的预应力锚杆距离掌子面一定距离后，在不影响掌子面关键工序安排的前提下，在锚杆体的内端连接注浆泵，进行填充注浆，注浆完成后，安装堵头，完成锚杆体整体的锚固；
[0030]S12：重复步骤S1至S11，完成隧道开挖与锚杆支护的施工。
[0031]本专利技术的有益效果为：第一，本专利技术将树脂锚固剂储存于中空锚杆体头部，待钻孔完成后，将锚杆体安装至孔底，锚固剂随即送至特定深度，能够有效解决锚固剂不易安放至指定位置的问题，使得施工效率进一步提高。
[0032]第二，本专利技术所使用的推动杆由多段杆节组装构成，其安装简单，施工方便，且可根据实际工程需要，调整杆节数以适应不同长度的锚杆。
[0033]第三，本专利技术通过推动控制装置对活塞施加推力来实现锚固剂自锚杆体的释放，整个释放过程能快速完成，有益于节约施工时间，提高施工效率；在锚杆体完全锚固后，可将推动杆拔出，实现该构件的重复利用，可节约资源，降低施工成本。
[0034]第四，本专利技术在锚杆体端部设有锥形锚头，当发生塌孔时，该构件有利于锚杆穿过
障碍到达指定位置；并且安装和拆卸容易，有利于完成锚固剂的快速放置。此外，所述锥形锚头可将封装袋留在锚杆内，仅将锚固剂释放，从而实现锚固剂与封装袋的分离，避免封装袋影响锚固剂与周围岩土体结合，从而获得更可靠的锚固效果。
[0035]第五，本专利技术在锚杆体的适宜位置设置止浆定位装置，采用充气膨胀的方式封堵杆体与孔壁的间隙，在不影响锚杆体安装的条件下，能够阻止锚固剂的不可控流动，实现预定位置存在充分的锚固剂，保证锚固段优良的锚固效果。
[0036]第六，本专利技术利用锚头内部的特殊螺旋构造实现锚固剂两种成分的混合，同时进行了锚固剂的推出与混合，整个过程用时较短，且省去了现有技术中的搅拌工序，节约了施工时间，提高了施工效率。
[0037]第七，完成预应力施加后，可利用中空锚杆体侧孔进行全长粘结式注浆工作，注浆时间灵活，便于把握施工进度。
附图说明
[0038]图1为本专利技术中锚杆体的结构示意图；
[0039]图2为本专利技术的锚杆体头部全剖示意图；
[0040]图3为本专利技术的树脂锚固剂示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于软弱破碎岩土体的锚杆，其特征在于：包括锚杆体、密封部件、锚固剂、锚头组件和推动部；所述锚杆体为中空结构，所述锚头组件安装在所述锚杆体的外端，所述密封部件和所述锚固剂分别安装在所述锚杆体内，所述锚固剂位于所述密封部件和所述锚头之间，所述推动部推动所述密封部件朝向所述锚头组件方向挤压所述锚固剂。2.根据权利要求1所述一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆，其特征在于：所述锚头组件包括锚杆头、螺旋混料部和破碎部，在所述锚杆头开始有第一出浆孔，所述螺旋混料部安装在所述锚杆头内部，所述破碎部安装在所述锚杆头内部。3.根据权利要求2所述一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆，其特征在于：所述破碎部包括连接套和破碎刀头，所述连接套固定在所述锚杆头内部，所述破碎刀头安装在所述连接套的内孔中。4.根据权利要求3所述一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆，其特征在于：沿所述锚杆体的轴向均匀开设有第二出浆孔。5.根据权利要求4所述一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆，其特征在于：所述树脂锚固件包括第一材料、第二材料、封装部、所述封装部被薄膜分割为第一腔室和第二腔室，所述第一材料位于第一腔室，所述第二材料位于所述第二腔室。6.根据权利要求5所述一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆，其特征在于：所述密封部件外周为橡胶材质，所述密封部件的外壁贴合在所述锚杆体的内壁中。7.根据权利要求6所述一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙克国，魏勇，赵旭伟，熊志，赵谦，尚海阔，周萌，曹勇，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：