一种可回收自锚固锚索组件及施工方法与流程

本发明涉及用于固废填埋场、垃圾填埋场长陡边坡区域，对土工布、防渗膜等土工织物进行锚固时使用的一种可回收自锚固锚索组件及施工方法。

背景技术：

在垃圾填埋场、固废填埋场和河道等工程设施中，为防止污染物外泄、运移而污染环境或水的渗透造成溃坝、溃堤等危险，需在填埋场的边坡或者底部、以及坝体内侧铺设土工布、防渗膜等土工织物。边坡上土工织物除了自重的作用外，还受堆体重量、沉降等作用的影响，使得上部锚固端出现拉裂而失效。另外，长陡边坡处土工织物的铺设由于上下界面摩擦力的差异而在织物内产生拉应力，拉应力在整个长度方向一直积累，最终传递到锚固端，使得锚固端普遍存在应力过大的问题，而成为工程设计及施工中的难点。其次，边坡处表面岩土体稳定性差，受水的影响易发生滑坡等危险。目前，由于国内在土工布及防渗膜锚固技术方面的空白，一般的锚固技术不能满足需要，且普通锚杆及锚索材料的回收利用率低，材料成本高，这也不同程度造成了企业的经济负担和压力。

因此，设计一种能有效控制边坡处土工织物滑移、降低锚固端受力，颠覆防渗膜设计规范，且能减小山体滑坡危险的可回收锚索，对工程施工设计、降低成本、环境安全等都有着重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可回收自锚固锚索组件及施工方法，其施工简便、可回收。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种可回收自锚固锚索组件，其包括：钻锚头，其包括钻头和尾拖，钻头与尾拖通过销钉铰接，钻头与尾拖的中间设置有钻杆孔，钻头、尾拖的底部均设置有锚头，尾拖上部设置有钢绞线拉孔，尾拖的尾端设置有钻杆台；穿过钻锚头的钢绞线拉孔的钢绞线，钢绞线的两端通过锥形锚锁固定于锚具而形成U形张拉结构。

与现有技术相比，本发明提供的可回收自锚固锚索组件将钻锚头分解为钻头和尾拖两个部分，在钻杆伸入钻杆孔而作用于钻锚头时整个钻锚头同时朝向目标位而前进，而当钻锚头到达设计深度后通过利用钻锚头退出钻杆孔而作用于钻杆台，由于钻杆台的倾斜角度差异，从而使得钻锚头两个部分中一个部分水平钻进、另一个部分也随着着力的作用方向发生角度改变进而钻进方向较之前具有一定偏转，钻锚头的锚头能够在锚固位起到较好的固定效果，而加之钢绞线是穿过钻锚头的钢绞线拉孔而将两个端部分别固定于锚具的锥形锚锁，从而形成U形张拉结构，不仅张拉效果好，而且在后期能够较为便捷的拆除锚具和钢绞线并进行回收，有限减少了资源的浪费。

进一步，锚头由两个向钻头/尾拖两侧延展的侧翼组成。

进一步，锚具包括：垫板以及作用板，垫板与作用板之间设置有止水垫，锥形锚锁设置于作用板，而垫板、止水垫设置有供固定于锥形锚锁的钢绞线通过的开孔，锥形锚锁的顶部设置有可拆卸地安装于作用板的内圈防水板、内圈止水垫。

进一步，内圈防水板、内圈止水垫通过螺钉而可拆卸地安装于作用板。

进一步，尾拖的后端部包括：

自尾拖底部而朝向右上方倾斜的第一倾斜部，钻杆孔的入孔端则布置于第一倾斜部；

与第一倾斜部相邻的第二倾斜部，钻杆台则布置于第二倾斜部，且该第二倾斜部与水平面的夹角大于第一倾斜部与水平面的夹角；

与第二倾斜部相邻且朝向左上方倾斜的第三倾斜部，其与第二倾斜部构成一个V字形结构；

第三倾斜部的右侧为尾拖的V字形顶部，开口则设置于V字形顶部。

进一步，钻头具有一个尖端前端，而钻头的上部则与V字形顶端的右侧斜面处于同一个平面，销钉铰接位则位于V字形顶端右侧斜面与钻头上部工作面的相邻位置。

进一步，尾拖的前部与钻头的尾部之间的结合面为曲面结构。

利用前文所述的一种可回收自锚固锚索组件的施工方法，包括如下步骤：

S1.施工前先将钻杆套入钻杆孔至孔底，钢绞线套入钢绞线拉孔；

S2.确定锚固方向，将钻锚头对准锚固点，对钻杆尾端施加作用力，钻锚头向前顶；

S3.当钻锚头钻至设计深度后将钻杆退出钻杆孔，钻杆头部移至钻杆台，继续对钻杆施加作用力，钻头在端头角度和尾端力的作用下逐渐趋于水平钻进，尾拖也随着力的作用方向发生角度改变，达到目标后通过锚头起到锚固效果；

S4.拉紧钢绞线并安装锚具，完成锚固作业。

更进一步，前文的施工方法，还包括如下步骤：

S5.当无需锚索组件进行锚固作业时，卸下锚具并对锚具和钢绞线进行回收再利用。

此锚索组件尤其适用于固废填埋场、垃圾填埋场长陡边坡区域，对土工布、防渗膜等土工织物进行锚固时使用，对垃圾填埋场等顶部覆膜的固定等效果显著。

附图说明

图1为本发明的一种可回收自锚固锚索施工完成后的状态图；

图2为本发明的一种可回收自锚固锚索中钻锚头结构示意图；

图3为图2的另一侧视图；

图4为本发明的一种可回收自锚固锚索中锚具结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

本发明的实施方式提供了一种可回收自锚固锚索组件，参见图1所示，其包括：埋设于边坡土体中的钻锚头1、布置于边坡的锚具3以及设置于钻锚头1与锚具之间的钢绞线2，此处的钻锚头起到钻进和锚固头部的作用，锚具起锚固钢绞线端部的作用，钢绞线起传递拉力的作用，在锚具与钻锚头之间形成张拉。

参见图2所示，钻锚头1，其包括钻头4和尾拖5，钻头4与尾拖通过销钉9铰接，钻头4与尾拖5的中间设置有钻杆孔6，钻头4、尾拖5的底部均设置有锚头7，尾拖5上部设置有钢绞线拉孔8，尾拖的尾端设置有钻杆台10；穿过钻锚头的钢绞线拉孔的钢绞线2，钢绞线的两端通过锥形锚锁16固定于锚具3而形成U形张拉结构。

从上述内容不难发现，此自锚固可回收锚索凭借自身特征锚固，不需要外加锚固剂，其施工过程中仅需要对钻杆尾端施加作用力，使得钻锚头向前顶进，安装简单快捷。安装后不仅能有效锚固边坡处的土工织物，还能对边坡岩土体起到一定的锚固加强作用，减少边坡滑动破坏灾害的发生。最后，在使命完成后，可对锚索的锚具及钢绞线进行拆除和回收，实现资源再利用。

参见图3所示，锚头由两个向钻头(或尾拖)两侧延展的侧翼组成，当钻锚头在长期的外力作用下，此结构能够有效保证钻锚头的安装稳定性。

参见图4所示，锚具3包括：垫板11以及作用板13，垫板与作用板之间设置有止水垫12，锥形锚锁16设置于作用板13，而垫板、止水垫设置有供固定于锥形锚锁的钢绞线2通过的开孔，锥形锚锁的顶部设置有可拆卸地安装于作用板的内圈防水板14、内圈止水垫15，例如：内圈防水板14、内圈止水垫15通过螺钉17而可拆卸地安装于作用板，在图4中示出了锚具所在边坡的复合防渗层18。

继续参见图2，尾拖的后端部包括：自尾拖底部而朝向右上方倾斜的第一倾斜部a，钻杆孔的入孔端则布置于第一倾斜部；与第一倾斜部相邻的第二倾斜部b，钻杆台则布置于第二倾斜部，且该第二倾斜部与水平面的夹角大于第一倾斜部与水平面的夹角；与第二倾斜部相邻且朝向左上方倾斜的第三倾斜部c，其与第二倾斜部构成一个V字形结构，此结构对于钻杆前端的施力稳定性具有较好的促进作用，第三倾斜部的右侧为尾拖的V字形顶部，开口则设置于V字形顶部，此结构对于钢绞线的反向牵拉具有较好的稳定性。

见图2所示，钻头4具有一个尖端前端，而钻头的上部则与V字形顶端的右侧斜面处于同一个平面，销钉铰接位则位于V字形顶端右侧斜面与钻头上部工作面的相邻位置，钻头的尖端前端能够具有较好的贯穿效果。而尾拖的前部与钻头的尾部之间的结合面为曲面结构。

下面详述利用前文所述的一种可回收自锚固锚索组件的施工方法。

该施工方法包括如下步骤：

S1.施工前先将钻杆套入钻杆孔6至孔底，钢绞线套入钢绞线拉孔8；

S2.确定锚固方向，将钻锚头对准锚固点，对钻杆尾端施加作用力，钻锚头向前顶；

S3.当钻锚头钻至设计深度后将钻杆退出钻杆孔6，钻杆头部移至钻杆台10，继续对钻杆施加作用力，钻头4在端头角度和尾端力的作用下逐渐趋于水平钻进，尾拖也随着力的作用方向发生角度改变，达到目标后通过锚头7起到锚固效果；

S4.拉紧钢绞线并安装锚具，完成锚固作业。

S5.当无需锚索组件进行锚固作业时，卸下锚具并对锚具和钢绞线进行回收再利用。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。