早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法技术

本发明专利技术公开了一种早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法，其包括：于结构物初期支护的表面，标记出预设的锚孔的位置，按照设计的钻孔角度在初期支护上，采用高压风成孔至设计孔深；采用支架将锚索或锚杆与注浆管及排气管绑扎成锚索束，于每束锚索束的前端绑扎导向帽，每束锚索束的尾端安装封浆环；将锚索束下入锚孔内，在孔口段采用封孔剂封闭至封浆环处，待封孔剂达到强度要求后，通过注浆管向锚孔内注浆，待浆液从排气管流出后，封闭排气管，再次注浆至设计注浆压力，结束注浆；拆除注浆管，待浆液强度初凝后，割除超出锚孔的孔口段的注浆管及排气管；以及安装设计锚索连接梁及锚具，待浆液终凝24小时后，进行首次张拉。

Construction Method of Large Deformation Controlled by Early High Strength and Fast Anchor Cable

The invention discloses a construction method for controlling large deformation with early high-strength and fast anchor cable, which includes: marking the position of preset anchor hole on the surface of initial support of structure, using high-pressure wind-formed hole to design hole depth on initial support according to the designed drill hole angle; using bracket to tie anchor cable or anchor rod with grouting pipe and exhaust pipe into anchor cable bundle, and anchoring cable bundle in each bundle of anchor cable bundle. The guide cap is tied at the front end and the sealing ring is installed at the tail end of each anchor cable bundle; the anchor cable bundle is lowered into the anchor hole, and the sealing agent is used to seal the grouting ring at the orifice section. After the sealing agent reaches the strength requirement, the grouting agent is grouted into the anchor hole through the grouting pipe. After the grouting fluid flows out of the exhaust pipe, the exhaust pipe is closed, grouting again to the design grouting pressure, and the grouting is finished; the grouting pipe is dismantled and the grouting pipe is After initial setting, the grouting pipe and exhaust pipe beyond the orifice section of the anchor hole are cut off, and the anchor cable connecting beam and anchorage device are installed. After 24 hours of final setting, the grout is tensioned for the first time.

【技术实现步骤摘要】
早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法
本专利技术属于隧道预应力支护
，尤其涉及一种锚杆锚索的施工工艺方法。
技术介绍
在高地应力软弱破碎地层中进行隧道、地下工程等工程施工，最容易出现的问题是围岩高应力造成工程结构物初期支护大变形、甚至发生垮塌，危及人员、设备安全，造成伤亡事故。初期支护大变形后，入侵结构物界限，拆换安全隐患大，不仅影响工程整体进度，而且又增加了施工成本。目前，为了保证施工安全，在高地应力破碎地层施工过程中，国内外普遍采用的办法为增大工程结构物开挖范围，为初期支护预留变形的空间，再增加锚杆锚索作为辅助控制措施，保证结构物开挖的安全。但是，这种采取的大变形控制措施存在很多问题，一是由于增加结构开挖的尺寸，增大了开挖工程量；二是锚杆锚索措施从开挖到张拉的时间很长，很多时候围岩突变期已过且已对结构物造成大量破坏，需要进行二次拆换处理；三是预留变形量过大，结构物后期需要大量砼充填。如中国专利申请201810011332.8号公开的一种速凝高强快速张拉锚索的注浆施工方法，该施工方法中的锚索注浆工序是在安装有锚索的锚索孔内进行注浆，锚索孔内的第一注浆管、第二注浆管及第一排气管均贯穿锚索孔的自由段并伸入锚固段，第二排气管伸入至锚索孔的孔底，第二排气管、第二注浆管、第一注浆管和第一排气管伸入锚索孔内的长度按顺序缩短；锚索注浆工序包括以下步骤：S11：准备硫铝酸盐水泥；S12：通过第一注浆管对自由段进行封孔注浆；S13：先后通过第一注浆管和第二注浆孔对锚固段进行注浆；S14：检验锚索注浆效果。但是，该专利技术依然存在以下缺点或不足：(1)、不适合于大变形隧道及地下工程；(2)、张拉在注浆完成后2～3天进行，不适合于张拉力时间敏感的工程。又如中国专利申请201410769534.0号公开的一种预应力全长锚固锚杆支护方法，包括如下步骤：利用气动锚杆钻机在巷道顶部钻取小孔，钻取小孔后清孔；封孔器端部顶推树脂药卷，以使树脂药卷安装至小孔底部；水泥浆通过注浆管、封孔器注入小孔内，水泥浆将封孔器顶推到小孔孔口停止注浆；停止注浆1min后拔下注浆管，完成注浆工作；将锚杆止浆塞安装在锚杆杆体前端，把带有锚杆止浆塞的锚杆杆体插入小孔内，使锚杆止浆塞封堵在小孔开口上，然后将锚杆杆体旋转推入；插入锚杆杆体，并停止气动锚杆钻机20～40s后移除气动锚杆钻机，最后施加预紧力。但是，该专利技术依然存在以下缺点或不足：(1)注浆环节复杂；(2)、不适合于大变形隧道及地下工程。因此，提供一种适用于大变形隧道及地下工程、张拉力时间敏感的工程，能够快速、高效地对高应力软弱破碎地层进行预支护，有效快速地控制变形，保证工程安全开挖的早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法成为业内急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法(简称ZGQ工法)，适用于各类锚杆锚索工程，特别是张拉力时间敏感的工程，快速张拉受力，快速控制结构物变形，从而达到减少结构开挖工程数量，降低工程成本和施工风险的效果。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法，其包括以下步骤：(1)、于结构物初期支护的表面，标记出预设的锚孔的位置，按照设计的钻孔角度在初期支护上，钻至设计孔深；(2)、采用支架将锚索或锚杆与注浆管及排气管绑扎成锚索束，于每束锚索束的前端绑扎导向帽，每束锚索束的尾端安装封浆环；(3)、将锚索束下入锚孔内，在孔口段采用封孔剂封闭至封浆环处，待封孔剂达到强度要求后，通过注浆管向锚孔内注浆，待浆液从排气管流出后，封闭排气管，再次通过注浆管向锚孔内注浆至设计注浆压力，结束注浆；(4)、拆除注浆管，待浆液强度初凝后，割除超出锚孔的孔口段的注浆管及排气管，平整锚孔的周围表面；以及(5)、安装设计锚索连接梁及锚具，待浆液终凝24小时后，进行首次张拉。可选择地，封浆环的入孔深度大于结构物初期支护的厚度。可选择地，排气管置于锚孔内的长度设定为锚索或锚杆置于锚孔内的长度四分之一至三分之一。可选择地，注浆管置于锚孔内的长度设定为超出锚索或锚杆置于锚孔内的长度0.5～1米。可选择地，在步骤(5)中还包括：待浆液凝固72小时后，进行二次补充张拉。可选择地，在步骤(5)后还包括：步骤(6)：自锚具的外侧面量起，留出长5～10厘米的锚索或锚杆，截去其余部分的锚索或锚杆，并用砂浆封锚。可选择地，注浆管及排气管上设有球阀以控制注浆管及排气管的通闭状态。可选择地，注浆管通过三通与注浆机相连接。可选择地，封孔剂为锚固剂或硫铝酸盐水泥，其中，锚固剂为市面上常用的水泥锚固剂。可选择地，钻孔方式为高压风成孔。可选择地，浆液由如下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥100～120份、减水剂2～5份、早强剂3～5份、以及速凝剂0.5～3份。其中，减水剂可以为木质素磺酸钠盐减水剂、萘系高效减水剂、或聚羧酸减水剂中的一种或几种。早强剂可以为氯化钙、或是重量比为10～12:1的无机钠盐与三乙醇胺的混合物，其中，无机钠盐为氯化钠或硫酸钠。速凝剂可以NaAlO2、LiCl、或Li2CO3。可选择地，浆液凝固24小时内的张拉强度为大于600千牛，凝固72小时内的张拉强度为大于1200千牛。本专利技术的有益效果是：(1)、不需要增大工程结构物开挖范围、适用于各类锚杆锚索工程，特别是张拉力时间敏感的工程；(2)、可快速、高效地对高应力软弱破碎地层进行预支护，能够有效快速地控制隧道大变形，保证工程安全开挖；(3)、浆液凝结速度快，24小时内可达到600千牛以上张拉强度要求，72小时内可达到1200千牛张拉强度要求。附图说明图1示出了本专利技术的早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法的步骤1的工艺示意图。图2示出了本专利技术的早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法的步骤2的工艺示意图。图3A-图3C示出了本专利技术的早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法的步骤3的工艺示意图。图4示出了本专利技术的早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法的步骤4的工艺示意图。图5示出了本专利技术的早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法的步骤5的工艺示意图。图6示出了本专利技术的早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法的步骤6的工艺示意图。具体实施方式接下来参照附图具体描述本专利技术的早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法。首先，如图1所示的步骤1，于结构物初期支护1的表面，根据设计孔位放出每个锚杆锚索孔的位置，并用红油漆标记；钻机2就位后，根据设计的开孔位置及钻孔参数调整钻机角度，在结构物初期支护1上，采用高压风成孔4，直至设计深度后，退出钻杆3。接着，在步骤2中，退出钻杆，安装锚索束。如图2所示，根据设计每束锚索数量及长度切割钢绞线，采用支架将锚索或锚杆与注浆管5及排气管6一起绑扎成锚索束7，并在每束锚索束7的前端绑扎导向帽8，每束锚索束7的尾端安装封浆环9，封浆环9的入孔深度大于结构物初期支护1的厚度。然后，在步骤3中，如图3A～图3C所示，采用设备辅助人工将锚索束7下入锚孔内，在孔口段采用封孔剂10封闭至封浆环9处，待一段内的锚索孔施工完成及封孔剂10达到强度要求后，通过三通件11将注浆管5与注浆机13相连接，注浆机13与承装有浆液的搅拌桶14相连接，注浆管5及排气管6上均设有球阀12，由注浆管5向锚孔内注入浆液，本专利技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、于结构物初期支护的表面，标记出预设的锚孔的位置，按照设计的钻孔角度在所述初期支护上，钻至设计孔深；(2)、采用支架将锚索或锚杆与注浆管及排气管绑扎成锚索束，于每束所述锚索束的前端绑扎导向帽，每束所述锚索束的尾端安装封浆环；(3)、将所述锚索束下入所述锚孔内，在孔口段采用封孔剂封闭至所述封浆环处，待所述封孔剂达到强度要求后，通过所述注浆管向所述锚孔内注浆，待浆液从所述排气管流出后，封闭所述排气管，再次通过所述注浆管向所述锚孔内注浆至设计注浆压力，结束注浆；(4)、拆除注浆管，待浆液强度初凝后，割除超出所述锚孔的孔口段的所述注浆管及所述排气管，平整所述锚孔的周围表面；以及(5)、安装设计锚索连接梁及锚具，待浆液终凝24小时后，进行首次张拉。

【技术特征摘要】
1.一种早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、于结构物初期支护的表面，标记出预设的锚孔的位置，按照设计的钻孔角度在所述初期支护上，钻至设计孔深；(2)、采用支架将锚索或锚杆与注浆管及排气管绑扎成锚索束，于每束所述锚索束的前端绑扎导向帽，每束所述锚索束的尾端安装封浆环；(3)、将所述锚索束下入所述锚孔内，在孔口段采用封孔剂封闭至所述封浆环处，待所述封孔剂达到强度要求后，通过所述注浆管向所述锚孔内注浆，待浆液从所述排气管流出后，封闭所述排气管，再次通过所述注浆管向所述锚孔内注浆至设计注浆压力，结束注浆；(4)、拆除注浆管，待浆液强度初凝后，割除超出所述锚孔的孔口段的所述注浆管及所述排气管，平整所述锚孔的周围表面；以及(5)、安装设计锚索连接梁及锚具，待浆液终凝24小时后，进行首次张拉。2.如权利要求1所述的一种早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法，其特征在于，所述封浆环的入孔深度大于所述结构物初期支护的厚度。3.如权利要求1所述的一种早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法，其特征在于，所述排气管置于所述锚孔内的长度设定为所述锚索或锚杆置于所述锚孔内的长度四分之一至三分之一。4.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国庆，彭峰，张继昶，
申请(专利权)人：北京瑞威世纪铁道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11