本发明专利技术涉及自进式注浆长锚杆、三液注浆机及其注浆方法，自进式注浆长锚杆包括中空长锚杆，按照注浆方式划分，中空长锚杆分为锚杆注浆段，以及以形成承载拱的径向注浆段；在径向注浆段设置有多个注浆孔；在非径向注浆时间段，注浆孔处于封闭状态。本发明专利技术既可以实现锚杆注浆，同时还兼有花管径向注浆的功能。根据不同的注浆目的，可以选择性地打开或封闭注浆孔以减少工序，如需要钻孔或要实现锚杆注浆时，可以封闭注浆孔；当要形成承载拱时，打开注浆孔，浆液自注浆孔喷出实现径向注浆。此外还针对中空长锚杆提出了三液注浆机，实现对不同浆液的自由快速切换注浆，且可以对拆除下来的锚杆、衬管、止浆套等进行冲洗，以重复使用进而降低成本。降低成本。降低成本。
【技术实现步骤摘要】
自进式注浆长锚杆、三液注浆机及其注浆方法
[0001]本专利技术属于隧道支护领域，具体涉及自进式注浆长锚杆、三液注浆机及其注浆方法。
技术介绍
[0002]目前，锚杆的注浆方式主要有以下几种：
[0003]Ⅰ)长锚杆注浆
[0004]长锚杆(9～12m)在破碎软弱围岩隧道应用中暴漏诸多问题，具体如下：在锚杆钻孔时，需要用水冲渣和对钻头降温，导致有水滞留在围岩内，使围岩湿软劣化；由于钻孔时易塌孔，注浆通道会被堵塞，导致注浆不易饱满；由于注浆不易饱满以及止浆塞排气孔出浆后即终止注浆，注浆料无扩散时间，因此易造成水泥浆较少扩散，对围岩注浆加固作用较弱。
[0005]因上述诸多问题的存在，导致长锚杆难以达到预期效果，使用中易发生隧道初支开裂、侵限，甚至塌方，造成施工进度、安全、质量、成本等均难以控制。
[0006]Ⅱ)钢花管径向注浆
[0007]隧道施工容易造成地表下沉、围岩失稳、围岩大变形地段，因此需要加固围岩，围岩加固措施之一是采用钢花管径向注浆。钢花管是指在钢管壁上钻注浆孔，注浆料加入钢管内，从注浆孔溢出，扩散到围岩中，达到加固围岩的目的。规范要求孔深应控制在5m以内，故钢花管长度在5m以内，这样注浆加固形成的承载拱厚度约5m，对软弱破碎围岩，仍存在支护强度不足的问题。
[0008]Ⅲ)自进式锚杆注浆
[0009]自进式锚杆是将锚杆作为钻杆，钻孔时即插入锚杆，注浆料经锚杆中孔到达钻头，从钻头水孔流出，经锚杆和孔壁间隙流出，止浆塞排气孔出浆后即终止注浆。但其在软弱破碎围岩钻孔中易发生塌孔，导致注浆通道被堵塞，会发生注浆不饱满。
[0010]Ⅳ)边钻边注
[0011]是指在钻孔时完成注浆。一般在钻孔时会用水给钻头降温，用水冲出孔内钻渣，边钻边注是利用水泥浆代替水实现降温和冲渣。然而钻孔用水泥浆水灰比太大，会导致围岩湿软劣化，而水灰比太小，会增加钻孔阻力。
[0012]因此，以上已有注浆方式都不能实现围岩注浆饱满，不能确保隧道施工安全、质量、进度达到预期目标。
技术实现思路
[0013]本专利技术目的在于提供自进式注浆长锚杆、三液注浆机及其注浆方法，以克服上述技术缺陷。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术提供了自进式注浆长锚杆，它至少包括中空长锚杆，按照注浆方式划分，中空长锚杆分为锚杆注浆段，以及以形成承载拱的径向注浆段；
[0015]在径向注浆段设置有多个注浆孔；
[0016]在非径向注浆时间段，注浆孔处于封闭状态。
[0017]中空长锚杆包括作为锚杆注浆段的第一中空杆体，以及作为径向注浆段的第二中空杆体，两个杆体通过中间套连接为轴向贯通的长杆体；
[0018]在第一中空杆体背离中间套的端部安装有钻头。
[0019]在第二中空杆体的中空腔内插套有衬管，衬管的两端部均安装有止浆套以封闭衬管和第二中空杆体形成的环空。
[0020]中空长锚杆包括依次密封相接并形成轴向贯通长杆体的前段锚杆、套筒和尾部锚杆，其中套筒的筒体开设有注浆孔以作为径向注浆段；
[0021]移动尾部锚杆以露出或封闭注浆孔；
[0022]背离套筒的前段锚杆端部安装有钻头。
[0023]在中空长锚杆背离钻头的端部依次套装有止浆塞、垫板和螺母，且在靠近螺母的中空长锚杆的端头封堵有堵头；
[0024]止浆塞上开设有可用塞头堵塞的排气孔。
[0025]本专利技术提供了一种三液注浆机，适用于自进式注浆长锚杆，至少包括注浆工作缸，注浆工作缸具有两个独立的工作腔，其中一个工作腔用于吸入水并通过管路喷出高压水，另一个工作腔通过两个分支管路吸入浆液A或浆液B，并通过注浆管输送浆液A或浆液B至自进式注浆长锚杆。
[0026]本专利技术还提供了一种注浆方法，适用于三液注浆机，包括：
[0027]分别拌和浆液A和浆液B，浆液A的水灰比大于浆液B的水灰比；
[0028]组装自进式注浆长锚杆；
[0029]封闭注浆孔；
[0030]钻孔；
[0031]连接三液注浆机与自进式注浆长锚杆，开始注浆：
[0032]步骤001，切断浆液A的吸入口，吸入浆液B供至锚杆注浆段，浆液B经锚杆注浆段注至钻孔内；
[0033]步骤002，打开注浆孔；
[0034]步骤003，切断浆液B的吸入口，吸入浆液A供至径向注浆段，浆液A经径向注浆段上的注浆孔喷出以形成承载拱，然后切断浆液A的吸入口，再次吸入浆液B供至径向注浆段，浆液B经径向注浆段上的注浆孔喷至承载拱。
[0035]钻孔包括两种方式：
[0036]第一种钻孔方式是将自进式注浆长锚杆安装于凿岩机动力头，凿岩机动力头带动自进式注浆长锚杆实施钻孔，在钻孔的同时，凿岩机向钻孔内供入压缩空气、水的混合物或压缩空气、泡沫的混合物；
[0037]第二种钻孔方式是将自进式注浆长锚杆通过旋转适配器安装于凿岩机动力头，在钻孔的同时，旋转适配器通过管路接入三液注浆机，三液注浆机向钻孔内供入浆液A。
[0038]当自进式注浆长锚杆由第一中空杆体和第二中空杆体通过中间套组装而成，且在第二中空杆体的中空腔内插套有衬管时，钻孔包括以下步骤：
[0039]判断围岩强度；
[0040]若围岩软弱，则任选一种钻孔方式实施钻孔；
[0041]若围岩坚硬，则另取一节第一中空杆体替代第二中空杆体，然后再任选一种钻孔方式钻至设计孔深后，多次退回、顶进尾部的第一中空杆体，然后退出并拆除尾部的第一中空杆体，安装第二中空杆体，连接并利用凿岩机动力头将第二中空杆体顶入钻孔内，此阶段凿岩机动力头只顶入但不旋转，以防止第二中空杆体折断。
[0042]若选择第一种钻孔方式实施钻孔，那么在执行完步骤001后，断开凿岩机动力头与自进式注浆长锚杆的连接，卸除尾端止浆套，拔出衬管，连接三液注浆机与自进式注浆长锚杆，利用三液注浆机喷出的浆液A或浆液B执行步骤003，使用三液注浆机喷出的高压水冲洗拆下来的衬管、止浆套以重复使用；
[0043]若选择第二种钻孔方式实施钻孔，那么在执行完步骤001后，断开凿岩机动力头、旋转适配器、三液注浆机、自进式注浆长锚杆的连接，卸除尾端止浆套，拔出衬管，连接三液注浆机与自进式注浆长锚杆，利用三液注浆机喷出的浆液A或浆液B执行步骤003，使用三液注浆机喷出的高压水冲洗拆下来的衬管、止浆套以重复使用。
[0044]本专利技术的有益效果如下：
[0045](1)中空长锚杆既可以实现锚杆注浆，同时还兼有花管径向注浆的功能。
[0046](2)根据不同的注浆目的，可以选择性地打开或封闭注浆孔以减少工序，如当钻孔或要实现锚杆注浆时，可以封闭注浆孔；当要形成承载拱时，打开注浆孔，浆液自注浆孔喷出实现径向注浆。
[0047](3)针对中空长锚杆提出了三液注浆机，实现对不同浆液的自由快速切换注浆，且可以对拆除下来的锚杆、衬管、止浆套等进行冲洗，以重复使用进而降低成本。
[0048]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.自进式注浆长锚杆，其特征在于：它至少包括中空长锚杆，按照注浆方式划分，所述中空长锚杆分为锚杆注浆段(10)，以及以形成承载拱的径向注浆段(20)；在所述径向注浆段(20)设置有多个注浆孔(21)；在非径向注浆时间段，所述注浆孔(21)处于封闭状态。2.根据权利要求1所述的自进式注浆长锚杆，其特征在于：所述中空长锚杆包括作为锚杆注浆段(10)的第一中空杆体，以及作为径向注浆段(20)的第二中空杆体，两个杆体通过中间套(30)连接为轴向贯通的长杆体；在所述第一中空杆体背离所述中间套(30)的端部安装有钻头(50)。3.根据权利要求2所述的自进式注浆长锚杆，其特征在于：在所述第二中空杆体的中空腔内插套有衬管(22)，所述衬管(22)的两端部均安装有止浆套(23)以封闭所述衬管(22)和所述第二中空杆体形成的环空。4.根据权利要求1所述的自进式注浆长锚杆，其特征在于：所述中空长锚杆包括依次密封相接并形成轴向贯通长杆体的前段锚杆、套筒(40)和尾部锚杆，其中所述套筒(40)的筒体开设有注浆孔(21)以作为径向注浆段(20)；移动所述尾部锚杆以露出或封闭所述注浆孔(21)；背离所述套筒(40)的前段锚杆端部安装有钻头(50)。5.根据权利要求2或4所述的自进式注浆长锚杆，其特征在于：在所述中空长锚杆背离所述钻头(50)的端部依次套装有止浆塞(61)、垫板(62)和螺母(63)，且在靠近所述螺母(63)的所述中空长锚杆的端头封堵有堵头(64)；所述止浆塞(61)上开设有可用塞头堵塞的排气孔。6.一种三液注浆机，适用于权利要求1
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5中任一项所述的自进式注浆长锚杆，其特征在于：至少包括注浆工作缸(71)，所述注浆工作缸(71)具有两个独立的工作腔，其中一个工作腔用于吸入水并通过管路喷出高压水，另一个工作腔通过两个分支管路吸入浆液A或浆液B，并通过注浆管(700)输送所述浆液A或所述浆液B至所述自进式注浆长锚杆。7.一种注浆方法，适用于权利要求6所述三液注浆机，其特征在于，包括：分别拌和浆液A和浆液B，所述浆液A的水灰比大于所述浆液B的水灰比；组装自进式注浆长锚杆；封闭所述注浆孔(21)；钻孔；连接三液注浆机与自进式注浆长锚杆，开始注浆：步骤001，切断所述浆液A的吸入口，吸入所述浆液B供至所述锚杆注浆段(10)，所述浆液B经所述锚杆注浆段(10)注至钻孔内；步骤00...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦卫宁，李晓华，
申请(专利权)人：中交第二公路工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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