[发明专利]支护超前的径向注浆锚杆及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种支护超前的径向注浆锚杆及其施工方法，隧道工程或岩土工程领域。

背景技术

径向注浆锚杆可以改善隧道围岩的力学性能，约束围岩的变形，提高围岩的稳定性能。在工程中，径向注浆锚杆一般是在永久开挖基面形成以后才开始施工的，当径向注浆锚杆对围岩的变形形成约束作用时，实际上围岩已经发生了一定量的变形，径向注浆锚杆对围岩约束作用存在在时间上相对滞后的情况，难以发挥超前支护的作用，这种情况在软弱围岩或对围岩变形要求较高的工程中是非常不利的，现有的解决方法是先对围岩实施预加固或预支护施工措施，之后，再进行开挖和径向注浆锚杆的施工，因而增设了预加固或预支护施工措施，其工程投资加大了，也延长了工期。

在软弱围岩或对围岩变形要求较高的工程中，隧道开挖一般采用分步开挖法施工或超前导洞法施工，在施工过程中有超前的工作空间，对于既有隧道的拓宽改造工程，既有隧道的洞内空间可作为隧道拓宽施工的超前工作空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种支护超前的径向注浆锚杆及其施工方法，实现径向注浆锚杆的超前支护功能，可节省预支护工程措施，节约投资，缩短工期。

本发明采用的技术方案是：一种支护超前的径向注浆锚杆，包括注浆连接管和止浆塞，所述注浆连接管包括内部设有注浆通道的联芯管、前端封闭的出浆套管和进浆套管，所述出浆套管与联芯管前端相连接，所述进浆套管与联芯管后端相连接，所述止浆塞环绕在注浆连接管的外围，所述出浆套管前端部侧壁设有出料导管，出浆套管前端固连有钢筋锚杆体。

进一步的，所述出浆套管前端部旁侧设置有延伸至进浆套管后端部的橡胶排气管，所述钢筋锚杆体的前端设有锚头，钢筋锚杆体上设有前端延伸至锚头的塑料两用管，所述塑料两用管后端与出料导管和橡胶排气管择一连接，所述出浆套管内套设有与联芯管的注浆通道前端连接的端封管A，所述端封管A的前端封闭且其前端部侧壁设有连通出浆套管内腔的出浆孔A，端封管A前端部套设有包裹在出浆孔A外围的橡胶套管A。

进一步的，所述进浆套管后端部侧壁设连通进浆套管内腔的出浆孔C，进浆套管后端部套设有包裹在出浆孔C外围的橡胶套管C，进浆套管后端连接有可拆卸中空锚杆体，进浆套管内套设有与联芯管的注浆通道后端连接的进浆管，所述进浆管后端连接有可拆卸并套于所述中空锚杆体内部的锚杆注浆管，所述中空锚杆体穿过一垫板，中空锚杆体上旋接位于垫板后端的紧固螺母，所述中空锚杆体旁侧设有塑料排气管D。

进一步的，所述止浆塞包括由三通管密封连接在一起的橡胶管A、橡胶管B和橡胶管C，其中橡胶管B与橡胶管C并排缠绕在注浆连接管外围形成双螺旋多环结构。

进一步的，所述橡胶管A与三通管上直管的前端连接，所述橡胶管C与所述直管后端连接，所述橡胶管A、直管和橡胶管C套设在所述橡胶排气管的外围并且橡胶排气管前端长出橡胶管A前端，橡胶排气管后端长出橡胶管C后端，所述橡胶管A前端和橡胶管C后端与橡胶排气管外侧壁密封连接以使橡胶排气管外壁与橡胶管A、直管和橡胶管C的内壁之间形成空腔。

进一步的，所述橡胶管B的后端套设有前端封闭的端封管B，所述橡胶管B与端封管B外侧壁密封连接，端封管B前端部伸入橡胶管B中，所述端封管B的前端部设有出浆孔B并套设有包裹在出浆孔B外围的橡胶套管B，端封管B后端连接有预注浆管。

进一步的，所述橡胶排气管的后端连接有塑料排气管C，所述止浆塞由分别设于橡胶管B、橡胶管C的前后端部上紧固件固定在注浆连接管的外围。

同时，本发明还提供一种支护超前的径向注浆锚杆的施工方法，采用如上所述的一种支护超前的径向注浆锚杆，并按以下步骤进行：

（1）    将该支护超前的径向注浆锚杆的除中空锚杆体、垫板、螺母和塑料排气管D外所有部件组装成组合锚杆，并根据锚杆孔的倾斜角度确定塑料两用管的正确连接，并将组合锚杆插入开设于临时开挖基面的锚杆孔中，利用顶管将组合锚杆顶入永久开挖基面形成后的靠围岩一侧，使锚头伸入锚杆孔底部附近；

（2）    向预注浆管中注入水泥砂浆，使橡胶管B和橡胶管C不断膨胀并充满锚杆孔孔壁与注浆连接管之间的空间形成止浆塞，同时橡胶管B和橡胶管C内的空气汇集在橡胶管C内靠近锚杆孔的孔口处，注浆压力会出现上升，当注浆压力达到预定压力并稳压预定时间后，停止向注浆管注浆并拆除顶管；