[发明专利]一种压力分散型锚索及其在特大断面隧道支护中的施工方法

说明书

技术领域

本发明属于工程技术领域，具体涉及一种压力分散型锚索及其在特大断面隧道支护中的施工方法。

背景技术

根据国际隧道协会(ITA)对隧道断面积大小定义，大于100m²称为特大断面隧道，随着我国交通建设事业的迅猛发展，涌现了许多特大断面隧道，例如北京地铁七号线双井站断面面积320m²，沈阳地铁二号线北站断面为340m²，重庆轻轨二号线大坪车站断面为430m²、临江门车站断面为420.9m²，重庆轻轨三号线红旗河沟车站B型断面面积730m²。地铁暗挖车站初期支护形式多种多样，而采用安全型压力分散锚索作为暗挖初期支护的一部分情况极少存在，该技术可有效地控制隧道侧壁岩土体的变形，尤其是围岩存在滑层的情况下，该技术对于保证隧道开挖和紧临建构筑物的安全意义重大。但由于安全型压力分散锚索抗拔力受地层条件、材料强度、张拉机具等影响较大，容易出现锚固力不足的现象，导致隧道侧壁变形、地表下沉，变形过大会造成周边建构筑物结构破坏，影响其正常使用，变形严重时甚至会造成塌方。因此，施工中确保锚索锚固力达到设计值无疑对隧道施工的安全性有重大影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种压力分散型锚索及其在特大断面隧道支护中的施工方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种压力分散型锚索，包括钢绞线、对所述钢绞线辅以张拉的锚锁、使钢绞线划分为自由段和锚固段的压力分散装置，所述自由段连接于所述锚锁，所述锚固段由至少两个锚固单元组成，所述锚固段的两端、及相邻的两个锚固单元之间均设置有所述的压力分散装置；所述压力分散装置由紧固板、紧固螺杆、P型锚具组成，所述紧固板为两个，套设于所述钢绞线上，所述紧固螺杆用于支撑连接两个间隔分布的所述紧固板，在两个紧固板之间设置有分别靠近于该两个紧固板并套装在钢绞线上的所述P型锚具。

进一步，所述钢绞线为套装有PE管的无粘结钢绞线，其根数为选取4～16中的偶数，且多根钢绞线相对于所述压力分散装置的紧固板径向上呈圆环形均匀间隔布置。

进一步，所述压力分散装置还包括位于两个紧固板之间并套设于P型锚具外的密封罩，所述密封罩内填充有防腐油脂；所述钢绞线在靠近紧固板且相对于该紧固板与密封罩异侧缠绕有密封胶带。

进一步，所述锚索还包括在钢绞线远离锚锁的一端压力分散装置上设置有锥形导向帽。

进一步，所述钢绞线的自由段上套装有多个呈等距间隔分布的定位器。

进一步，所述锚锁由锚头、承压板、盖板、斜铁、垫板、钢管组成，垫板与盖板之间设置钢管和斜铁，盖板背离钢管的一面依次设置承压板和锚头，钢管用于套装所述的钢绞线，锚头用于锚固所述的钢绞线，斜铁用于支撑所述的钢管。

本发明还提供利用上述压力分散型锚索在超大断面暗挖隧道中的施工方法，该施工方法采用逆作法施工、且分段分层施作，即开挖一段施作锚索一段，具体包括如下步骤：

步骤1)、开挖隧道土体至顶排锚索标高，安装、张拉并锁定所述的顶排锚索；

步骤2)、继续土体开挖至二排锚索标高，安装、张拉并锁定所述的二排锚索；

步骤3)、重复步骤2)进行土体开挖及下排锚索施作，直至隧道开挖至设计标高。

优选的，各排的锚索在安装完成后，采用两次注浆法对钢绞线进行锚固段注浆，一次注浆材料采用灰砂比为1:0.5～1:1的水泥砂浆，其注浆压力为0.5～1.5MPa；二次注浆材料采用水灰比为0.45～0.50的纯水泥浆，其注浆压力为2.5～3.0MPa。

优选的，各排的锚索在灌浆完成后，采用超张拉法对钢绞线进行自由段张拉锁定，其超张拉力值为设计张拉力值的1.1～1.2倍，分三次张拉作业施工，即第一次张拉作业力值为设计张拉力值的1/2，第二次张拉作业力值为设计张拉力值的1/3，第三次张拉作业力值至超张拉力值，且每次张拉作业完毕的稳时为4～6分钟。

优选的，各排的锚索在张拉并锁定完成后，对钢绞线进行自由段注浆，注浆材料采用水灰比为0.45～0.5的水泥浆，其注浆压力为2.5～3.0MPa。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明安全型压力分散锚索是一种新型的支护技术，目的就是限制岩体的变形，尤其是在存在顺层的地质中，能够有效确保工程的安全运行。