一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索及支护方法与流程

1.本发明涉及锚索支护技术领域，具体涉及一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索及支护方法。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展，矿山、隧道、边坡等领域锚索支护技术应运而生。作为一种新兴技术，锚索注浆加固技术支护效果良好，经济效益显著。
3.锚索支护形式应用广泛，具有控制变形小、运用灵活、施工方便、设计理论成熟的特点，适用于隧道、地下和边坡，主要依靠沿索长度与周围土层的侧摩阻力及锚固段锚固力达到加固周围土体、稳定构筑物及岩土层的作用，充分发挥岩土层的抗剪强度。在锚索锚固施工过程中，一般会采用旋喷工艺进行施工，高压旋喷注浆的压力，使得浆液的扩散渗透能力增大，提高锚固体与岩土体之间的粘结强度。但是，锚索处于岩土地层中，锚头及锚固结构极易出现大变形甚至超过容许值，由于锚固力不足发生退锚的现象。同时，传统旋喷锚索应用于侧壁支护时，旋喷浆液可能会发生反浆溢出孔口，不但造成了施工耗材上的极大浪费，而且浆液扩散的区域减小，造成锚固力的较大损失。
4.因此，对锚索开展增锚防漏浆方面的研究对提高旋喷锚索支护质量、节约耗材浪费以及降低施工成本方面均有重大意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述技术问题的不足，提供一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索及支护方法，主要为了开发一种构造简单、设计合理的锚索及相关支护方法，有效提高了岩土体锚索支护的整体性和稳定性。
6.本发明解决上述技术问题采取以下技术方案实现：本发明涉及一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索，包括膨胀扩展装置，所述膨胀扩展装置包括固定挡板、杯状扩展底座、杯状扩展锚爪、对接杆与承载板，锚索锚固端预留适当空间焊接固定挡板，固定挡板轴心沿自由端方向焊接对接杆，杯状扩展底座“杯底”座落在固定挡板一侧，“杯口”伸出锚索之间的裂隙并向自由端扩展，杯状扩展锚爪设置一个或者多个，依次套设于杯状扩展底座内部，最靠近自由端的杯状扩展锚爪内放置承载板。
7.一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索，其特征在于：包括阻流防漏装置，所述阻流防漏装置包括硬质铝皮卷、u型插环与长金属丝，硬质铝皮卷一端嵌入索身，盘卷后另一端嵌入u型插环，长金属丝穿过u型插环顶端，约束铝皮卷提前发生扩展，同一锚索上所有u型插环用同一根长金属丝连接，长金属丝前端弯折成水滴形防滑端头避免锚固端到达孔底前脱落。
8.所述膨胀扩展装置的杯状扩展底座、杯状扩展锚爪与承载板中部设有供固定挡板对接杆穿过的通孔。
9.所述杯状扩展底座略小于成孔直径，杯状扩展锚爪外壁与底座内壁相适配，承载
板表面积大于旋喷钻机钻头表面积，小于杯状扩展锚爪内底表面积。
10.所述硬质铝皮卷在膨胀扩展装置后20cm的锚索间起始位置沿同向盘卷多周，相邻锚索间错位1m，同一锚索间隔2m布置。
11.所述多束钢绞线头部利用绑扎线进行绑扎连接，尾部设有锚固垫墩与锁具。
12.基于上面所述模具，本发明还提供一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索及支护方法，包括以下步骤：步骤一、利用旋喷钻机注浆钻头顶住承载板向钻孔底部推动锚索，速度不超过0.6m/min。锚索头部接触到孔底后，钻机继续推进，在膨胀扩展装置的固定挡板、对接杆与承载板的约束作用下，杯状扩展底座与杯状扩展锚爪发生相对位移，多个锚爪与底座之间依次受到侧向挤压力而向外膨胀扩展，对被支护的岩土体起到了挤密增压的作用，一定程度嵌固进岩土体中，锚固力得到了极大的提升；步骤二、旋喷钻机推进锚索达到孔底设计值时，抽出约束阻流防漏装置的长金属丝，硬质铝皮卷发生第一次扩展，一边与成孔孔壁相切，一边与注浆管相切，使铝皮卷中心的钢绞线处于支撑状态；步骤三、抽出长金属丝后，旋喷钻机回退与承载板分离开始旋喷注浆，高压水泥浆从底部钻头和侧翼喷嘴向外喷射，硬质铝皮卷发生第二次扩展，一边与成孔孔壁相切、一边与另一根钢绞线相切，多束钢绞线之间相互支撑，硬质铝皮卷增加的径向截面在一定程度阻流浆液外溢的同时增长了反浆的运动行程，延长了孔内浆液的凝固时间，减弱了浆液冲击对旋喷段钢绞线的二次扰动；步骤四、完成注浆后，立即将锚索锁住固定在锁具上，并用混凝土浇筑包裹露在外部的钢绞线，并封住锚头。
13.综上所述，本发明的有益效果为：1、本发明通过在锚索锚固端加装膨胀扩展装置，在旋喷钻机轴向作用下，杯状扩展底座与杯状扩展锚爪发生相对运动发生膨胀扩展，对周围岩土体施加侧向挤压力并一定程度嵌入其中，与被支护岩土体协同变形，提升多束锚索的锚固力，最大程度上保障了岩土体的稳定性。
14.2、本发明通过在锚索索身加装阻流防漏装置，扩展后有效地避免了浆液的过量外流，阻挡的浆液可以更好的向被锚固岩土体中扩散，由于扩展后的阻流防漏装置具有弹性，故错位布置的硬质铝皮卷使得多束钢绞线处于支撑状态，提高了锚固段与被支护岩土体之间的整体性，同时在旋喷钻机回退注浆时能有效减弱浆液冲击对旋喷段二次扰动。
附图说明
15.图1为本发明中锚索的剖面结构示意图；图2为本发明中锚索的膨胀扩展装置示意图；图3为本发明中锚索的阻流防漏装置示意图；图4为本发明中锚索第一次扩展的示意图；图5为本发明中锚索第二次扩展的示意图。
16.图中，1、膨胀扩展装置，11、固定挡板，12、杯状扩展底座，13、杯状扩展锚爪，14、对接杆，15、承载板，2、阻流防漏装置，21、硬质铝皮卷，22、u型插环，23、长金属丝，3、绑扎线，
4、钢绞线，5、旋喷注浆管，6、锚固垫墩，7、锁具。
17.具体实施方法为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述：如图1、图2所示，一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索，包括固定挡板11、杯状扩展底座12、杯状扩展锚爪13、对接杆14、承载板15，所述固定挡板11焊接在锚索锚固端一定位置，固定挡板11轴心沿自由端方向焊接对接杆14，杯状扩展底座12“杯底”座落在固定挡板11一侧，“杯口”伸出锚索之间的裂隙并向自由端扩展，杯状扩展锚爪13设置一个或者多个，依次套设于杯状扩展底座12内部，最靠近自由端的杯状扩展锚爪内放置承载板15。
18.作为一种更优实施例，所述杯状扩展底座12、杯状扩展锚爪13与承载板15中部设有供固定挡板对接杆14穿过的通孔，所述杯状扩展底座12略小于成孔直径，杯状扩展锚爪13外壁与底座内壁相适配，承载板15表面积大于旋喷钻机钻头表面积，小于杯状扩展锚爪内底表面积。
19.如图1、图3所示，一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索，包括硬质铝皮卷21、u型插环22与长金属丝23，所述硬质铝皮卷21一端嵌入索身，盘卷后另一端嵌入u型插环22，长金属丝23穿过u型插环22顶端，约束铝皮卷提前发生扩展，同一锚索上所有u型插环22用同一根长金属丝23连接，长金属丝23前端弯折成水滴形防滑端头避免锚固端到达孔底前脱落。
20.作为一种更优实施例，所述硬质铝皮卷21在膨胀扩展装置1后20cm的钢绞线4间起始位置沿同向盘卷多周，相邻钢绞线间错位1m，同一钢绞线间隔2m布置。
21.如图1所示，一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索，所述多束钢绞线4头部利用绑扎线3进行绑扎链接，尾部设有锚固垫墩6与锁具7。
22.基于上面所述锚索，本发明还提供一种膨胀扩展式阻流防漏浆旋喷锚索及支护方法，包括以下步骤：步骤一、利用旋喷钻机注浆钻头顶住承载板14向孔底方向推动锚索，速度不超过0.6m/min。锚索头部接触到孔底后，钻机继续推进，在膨胀扩展装置1的固定挡板11、对接杆14与承载板15的约束作用下，杯状扩展底座12与杯状扩展锚爪13发生相对位移，多个锚爪与底座之间依次受到侧向挤压力而向外膨胀扩展，对被支护的岩土体起到了挤密增压的作用，一定程度嵌固进岩土体中，锚固力得到了极大的提升；步骤二、旋喷钻机推进锚索达到孔底设计值时，抽出约束阻流防漏装置2的长金属丝23，硬质铝皮卷21发生第一次扩展，一边与成孔孔壁相切，一边与旋喷注浆管5相切，使铝皮卷中心的钢绞线4处于支撑状态；步骤三、抽出长金属丝13后，旋喷钻机回退与承载板15分离开始旋喷注浆，高压水泥浆从底部钻头和侧翼喷嘴向外喷射，硬质铝皮卷21发生第二次扩展，一边与成孔孔壁相切、一边与多束钢绞线4相切，多束钢绞线4之间相互支撑，提高了锚索的整体性，硬质铝皮卷21增加的径向截面在一定程度阻流浆液外溢的同时增长了反浆的运动行程，延长了孔内浆液的凝固时间，减弱了浆液冲击对旋喷段钢绞线的二次扰动。
23.步骤四、完成注浆后，立即将锚索锁住固定在锁具7上，并用混凝土浇筑包裹露在外部的钢绞线4，封住锚头。
24.以上所述仅为本发明优选的实施方式，并不仅限于上述举例，因此在本发明描述
的一些技术原理前提下，可继续作出改进和变形，也应属于本发明专利涵盖范围之内。