一种分级注浆锚索及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种分级注浆锚索及施工方法，属于岩土工程技术领域。该锚索由若干注浆单元组成，每个注浆单元包括注浆管、压板、连接板、环形高压封堵气囊、输气管、水压平衡管、连接管和单向阀。同时本发明专利技术公开了一种分级注浆锚索的施工方法，通过在锚索不同位置处设置注浆单元，并控制各单向阀开启压力大小，将锚索分为若干注浆区，采用孔顶向孔底注浆方式，实现了锚索分级注浆。该发明专利技术有效避免了浆液串浆、漏浆、超量、压力上不来等问题，实现了岩土体定点定量注浆，不仅提高了锚索注浆质量，还节约了注浆材料，经济效益显著。经济效益显著。经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】
一种分级注浆锚索及施工方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，特别涉及一种分级注浆锚索及施工方法。

技术介绍

[0002]锚固工程质量的一个关键因素是注浆质量，从多年锚固事故来看，注浆质量的好坏是影响锚固质量中最为核心、最为常见的工艺之一，而锚索孔内注浆止浆装置和施工工艺是影响注浆质量的主要因素。目前，在注浆钻孔内止浆的技术方面，大都采用止浆塞进行止浆。常规止浆塞在一些不理想的工作环境中难以实现效果，会造成漏浆、串浆等止浆失败情况。为此，针对锚索注浆止浆塞的不足已进行了大量的研究。
[0003]如授权公告号为CN104164874B的中国专利技术专利公开了《一种应用膨胀土锚索止浆塞的锚索结构的施工方法》。该膨胀土锚索止浆塞包括对中支架、钢绞线、高压注浆管和膨胀土，所述膨胀土经过柔性材料包装后缠绕在各个所述钢绞线之间，所述高压注浆管穿过所述膨胀土，所述对中支架设置在所述膨胀土锚索止浆塞的两端。使用时，利用具有较强膨胀特性的膨胀土作为原材料，在原材料的外围围裹一层土工布或无纺布，该膨胀土锚索止浆塞遇水膨胀之后，会和孔壁发生较强的轴向力，使得膨胀土锚索止浆塞和孔壁的接触更加紧密。但是，这种止浆结构存在以下不足：首先是膨胀土制备装填繁琐，需要碾压、烘干、筛分等步骤后，按比例分别装填至柔性袋中；其次，含膨胀土的柔性袋需人工缠绕在各个钢绞线之间，致使锚索制作效率低，且绑扎方式及安装位置存在人为不可控因素，做到安装制作统一标准化难度较大；此外，缠绕于钢绞线上含膨胀土的柔性材料，在安装锚索时容易与粗糙孔壁摩擦而发生破损，膨胀土泄露而影响止浆功效。
[0004]如公开号为CN108316318A的中国专利技术专利公开了《一种适用于岩质边坡支护锚索注浆止浆装置及其使用方法》。该装置在钢绞线中部套设有软橡胶囊，在施工时对软橡胶囊进行注浆，注浆时当注浆净压力超过0.2MPa时，软橡胶囊已经与锚索孔孔壁紧密接触，实现止浆。但是，此种止浆装置存在以下问题：首先在钢绞线中部设置软橡胶囊，固定困难，容易发生移动；其次，向软橡胶囊注浆时，软橡胶囊的膨胀方向难以固定，存在向锚索孔轴向膨胀可能，导致难以与孔壁紧密接触；此外，膨胀的软橡胶囊和第二注浆管之间可能存在缝隙，难以实现密封。
[0005]如授权公告号为CN202039360U的中国技术专利公开了《一种锚索止浆塞》。该锚索止浆塞在两块较高硬度PVC板中包夹硅胶板，用螺钉将两块PVC板和硅胶板固定做成圆盘形塞体，在圆盘形塞体上对称设置用于穿注浆管、排气管以及钢绞线的圆形预留孔，圆盘形塞体安置在锚索上并固定，在PVC板上有PVC板锚索钢绞线预留孔以及PVC板注浆管预留孔和PVC板排气管预留孔，在硅胶板上有硅胶板锚索钢绞线预留孔以及硅胶板注浆管预留孔和硅胶板排气管预留孔。使用时，圆盘形塞体随锚索送于孔中，露出PVC板的硅胶板向外翻起贴在钻孔孔壁上，实现止浆功能。但是，此种止浆锚索存在以下不足：在实际工况中，锚索孔的孔壁并非光滑，是粗糙不平整的，由于为保证止浆塞的密封效果，硅胶板的外径大于锚索孔直径20
‑
30mm，安装锚索时硅胶板与粗糙的孔壁摩擦较大，容易造成止浆塞被孔内残
留岩块卡住，造成安装锚索困难，严重时会造成止浆塞移位使注浆长度不能达到预定要求，甚至硅胶板破损而无法发挥止浆作用。
[0006]此外，大多数的锚索注浆施工工艺多采用一次性孔底返浆的形式进行，如遇岩层结构面松散、破碎、锚索孔底较深的情况，会造成注浆压力上不来，锚固段注浆质量难以保障等问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，从注浆止浆装置和施工方法两方面着手，提供了一种分级注浆锚索及施工方法，其可以解决目前在边坡预应力锚索实施中因注浆止浆装置密封性能差，造成漏浆、串浆等情况，以及施工工艺繁琐等问题，显著提高注浆效果，从而达到预应力锚索对岩体的真正加固效果。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0009]1.一种分级注浆锚索，其特征在于，包括锚索主体和辅助装置，所述锚索主体包括m根平行的钢丝束、导向帽、n根输气管、n根水压平衡管和相同结构的n个注浆单元组成，其中n为分级注浆的级数，n≥2；
[0010]将所述n个注浆单元中的任意一个记为注浆单元j，j＝1，2，...，n，在注浆单元j中，从上至下依次包括压板、环形高压封堵气囊、连接板、连接管、单向阀和注浆管；所述注浆管为空心圆管，其尾部开有外螺纹，且从该外螺纹的上端面向上为L1距离以下的部分记为溢浆区，在该溢浆区的管壁上开有多个溢浆孔；所述连接管为顶部开有外螺纹的空心圆管，所述压板为圆形平板，在该圆形平板上开有一个注浆管孔A、m个钢丝束孔A、n个输气管孔和n个水压平衡管孔A；所述连接板为圆形平板，在该圆形平板上开有一个与注浆管孔A相对应的注浆管孔B、m个与钢丝束孔A对应的钢丝束孔B、n个与输气管孔A对应的输气管孔B、n个与水压平衡管孔A对应的水压平衡管孔B；所述注浆管孔B为内螺纹孔；所述环形高压封堵气囊与连接板保持同心，放置在压板和连接板之间，并与连接板相粘接；所述连接管的顶部从连接板的下方通过外螺纹与注浆管孔B进行螺接，所述单向阀的一端通过一个管道拼接头与连接管的尾端相通、另一端通过一个拼接头与注浆管的顶部相通，注浆管的尾部穿过其下方的注浆单元j+1的注浆管孔A后，通过外螺纹与注浆单元j+1中的注浆管孔B进行螺接，实现注浆单元j中的注浆管与注浆单元j+1中的连接管的相通；
[0011]n个注浆单元j与n根输气管、n根水压平衡管的装配如下：一根输气管的一端与辅助装置中的多通球阀相通，另一端依次穿过注浆单元j上方的注浆单元中的输气管孔A和输气管孔B、注浆单元j中的输气管孔A与注浆单元j中的环形高压封堵气囊的充气口相通；一根水压平衡管的一端通大气，另一端穿过注浆单元j上方及注浆单元j的水压平衡管孔A和水压平衡管孔B，并截止于注浆单元j的水压平衡管孔B下方L2距离处；
[0012]所述m根钢丝束从注浆单元1的上方开始依次穿过n个注浆单元中的钢丝束孔A和钢丝束孔B后，收于导向帽中；
[0013]工作时，将该锚索主体安装在锚索孔中。
[0014]优选地，在钢丝束孔A、钢丝束孔B、水压平衡管孔A和水压平衡管孔B中均内嵌有工具锚夹片，并用强力胶使确保其密封；对没有输气管穿过的输气管孔A和输气管孔B用堵头进行了封堵，对没有水压平衡管穿过的水压平衡管孔A和水压平衡管孔B用堵头进行了封
堵。
[0015]优选地，所述m根钢丝束、注浆管、输气管、水压平衡管的位置均落在环形高压封堵气囊的内环内。
[0016]优选地，所述L1＝15cm
‑
30cm，所述L2＝5cm
‑
10cm。
[0017]优选地，在每个注浆单元的单向阀和注浆管之间均装有紧箍环和扩张环。
[0018]优选地，所述连接管的长度A1为注浆管长度A2的1/20
‑
1/40。
[0019]记所述压板的直径为D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分级注浆锚索，其特征在于，包括锚索主体和辅助装置，所述锚索主体包括m根平行的钢丝束(1)、导向帽(13)、n根输气管(7)、n根水压平衡管(8)和相同结构的n个注浆单元组成，其中n为分级注浆的级数，n≥2；将所述n个注浆单元中的任意一个记为注浆单元j，j＝1，2，...，n，在注浆单元j中，从上至下依次包括压板(4)、环形高压封堵气囊(6)、连接板(5)、连接管(10)、单向阀(11)和注浆管(2)；所述注浆管(2)为空心圆管，其尾部开有外螺纹，且从该外螺纹的上端面向上为L1距离以下的部分记为溢浆区，在该溢浆区的管壁上开有多个溢浆孔(3)；所述连接管(10)为顶部开有外螺纹的空心圆管，所述压板(4)为圆形平板，在该圆形平板上开有一个注浆管孔A(15)、m个钢丝束孔A(14)、n个输气管孔(16)和n个水压平衡管孔A(17)；所述连接板(5)为圆形平板，在该圆形平板上开有一个与注浆管孔A(15)相对应的注浆管孔B(19)、m个与钢丝束孔A(14)对应的钢丝束孔B(18)、n个与输气管孔A(16)对应的输气管孔B(35)、n个与水压平衡管孔A(17)对应的水压平衡管孔B(20)；所述注浆管孔B(19)为内螺纹孔；所述环形高压封堵气囊(6)与连接板(5)保持同心，放置在压板(4)和连接板(5)之间，并与连接板(5)相粘接；所述连接管(20)的顶部从连接板(5)的下方通过外螺纹与注浆管孔B(19)进行螺接，所述单向阀(11)的一端通过一个管道拼接头(12)与连接管(5)的尾端相通、另一端通过一个拼接头(12)与注浆管(2)的顶部相通，注浆管(2)的尾部穿过其下方的注浆单元j+1的注浆管孔A(15)后，通过外螺纹与注浆单元j+1中的注浆管孔B(19)进行螺接，实现注浆单元j中的注浆管(2)与注浆单元j+1中的连接管(20)的相通；n个注浆单元j与n根输气管(7)、n根水压平衡管(8)的装配如下：一根输气管(7)的一端与辅助装置中的多通球阀(33)相通，另一端依次穿过注浆单元j上方的注浆单元中的输气管孔A(16)和输气管孔B(35)、注浆单元j中的输气管孔A(16)与注浆单元j中的环形高压封堵气囊(6)的充气口相通；一根水压平衡管(8)的一端通大气，另一端穿过注浆单元j上方及注浆单元j的水压平衡管孔A(17)和水压平衡管孔B(20)，并截止于注浆单元j的水压平衡管孔B(20)下方L2距离处；所述m根钢丝束(1)从注浆单元1的上方开始依次穿过n个注浆单元中的钢丝束孔A(14)和钢丝束孔B(18)后，收于导向帽(13)中；工作时，将该锚索主体安装在锚索孔(23)中。2.根据权利要求1所述的一种分级注浆锚索，其特征在于，在钢丝束孔A(14)、钢丝束孔B(18)、水压平衡管孔A(17)和水压平衡管孔B(20)中均内嵌有工具锚夹片(9)，并用强力胶使确保其密封；对没有输气管(7)穿过的输气管孔A(16)和输气管孔B(35)用堵头进行了封堵，对没有水压平衡管(8)穿过的水压平衡管孔A(17)和水压平衡管孔B(20)用堵头进行了封堵。3.根据权利要求1所述的一种分级注浆锚索，其特征在于，所述m根钢丝束(1)、注浆管(2)、输气管(7)、水压平衡管(8)的位置均落在环形高压封堵气囊(6)的内环内。4.根据权利要求1所述的一种分级注浆锚索，其特征在于，所述L1＝15cm
‑
30cm，所述L2＝5cm
‑
10cm。5.根据权利要求1所述的一种分级注浆锚索，其特征在于，在每个注浆单元的单向阀(11)和注浆管(2)之间均装有紧箍环(21)和扩张环(22)。6.根据权利要求1所述的一种分级注浆锚索，其特征在于，所述连接管(10)的长度A1为
注浆管(2)长度A2的1/20
‑
1/40。记所述压板(4)的直径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志峰，朱方华，吴志刚，陶文斌，李翻翻，温广军，高昌泉，胡银祥，
申请(专利权)人：公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心，
类型：发明
国别省市：