[发明专利]一种快速高强锚索支护系统与方法

说明书

本发明公开了一种快速高强锚索支护系统与方法，包括用于后注浆段的锚索索体和用于快速锚固段的锚索前端；所述锚索索体和锚索前端之间的交界处设置阻浆件；锚索索体上套设防腐套管，防腐套管沿锚索前端方向一直延伸至阻浆件处；锚索索体与防腐套管之间形成内圈注浆通道，防腐套管与锚孔的孔壁之间形成外圈注浆通道；内圈注浆通道和外圈注浆通道之间通过防腐套管与阻浆件之间形成的间隙连通；远离锚索前端的锚索索体的一端上安装垫板、球垫和锚具；球垫与防腐套管螺纹连接，球垫上设有与内圈注浆通道连通的注浆管；垫板上插设有与外圈注浆通道连通的排气管。

技术领域

本发明属于地下工程施工支护的技术领域，具体涉及一种快速高强锚索支护系统与方法。

背景技术

目前，地下工程尤其是交通隧道工程中锚固体系基本以被动支护的砂浆锚固系统为主，但在软弱破碎岩体中，洞室开挖后，因围岩变形快且变形量大，此时，若仍采用传统的被动锚固体系，则围岩塑性区及位移场将会迅速增大，进而导致需采用更强、造价更高的被动支护体系去维护隧道稳定性。因此，采取主动预应力强支护措施在软岩地下工程中成为必然之选，该锚固体系在洞室开挖初期可快速的施做预应力锚索，实现主动支护功能，施加的预应力可有效提升围岩的承载能力，形成承载拱效应，进而可优化现有的被动支护体系，保持洞室稳定。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种快速高强锚索支护系统与方法，以解决现有在软弱破碎岩体中，被动式的锚固体系造价高，耐久性、可靠性与安全性低的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种快速高强锚索支护系统与方法，其包括用于后注浆段的锚索索体和用于快速锚固段的锚索前端；锚索索体和锚索前端之间的交界处设置阻浆件；

锚索索体上套设防腐套管，防腐套管沿锚索前端方向一直延伸至阻浆件处；锚索索体与防腐套管之间形成内圈注浆通道，防腐套管与锚孔的孔壁之间形成外圈注浆通道；内圈注浆通道和外圈注浆通道之间通过防腐套管与阻浆件之间形成的间隙连通；远离锚索前端的锚索索体的一端上安装垫板、球垫和锚具；球垫与防腐套管螺纹连接，球垫上设有与内圈注浆通道连通的注浆管；垫板上插设有与外圈注浆通道连通的排气管。

优选地，锚索前端采用内撑方式实现前端锚索的扩大头结构。

优选地，防腐套管设有外螺纹，并与球垫采用旋转方式连接。

优选地，球垫上开设有注浆通道，注浆管通过注浆通道与内圈注浆通道连通。

优选地，垫板上开设排气孔，排气管通过排气孔与外圈注浆通道连通。

优选地，锚索索体的材质为中碳钢，垫板尺寸为25cm×25cm×2cm。

一种用于软岩大变形隧道的锚固方法，包括：

S1、确定目标岩体，并在目标岩体上开设锚孔；

S2、将化学胶凝材料推入锚孔底部；

S3、插入锚索快速搅拌化学胶凝材料；

S4、化学胶凝材料快速凝结后，将防腐套管套设于锚索索体上，形成内圈注浆通道和外圈注浆通道，并安装垫板、球垫和锚具进行固定，其中球垫与防腐套管旋转连接；

S5、采用预应力张拉设备对锚索索体施加预应力；

S6、待岩体变形稳定后，导入浆液至内圈注浆通道和外圈注浆通道，对后注浆段进行注浆粘结，直至排气管返浆。

优选地，锚孔与水平方向的锐角不小于5°，锚孔孔径根据锚索前端扩大头直径确定。

优选地，在快速锚固段与后注浆段之间设置阻浆件，以将化学胶凝材料阻隔在快速锚固段内。