一种土钉注浆头装置及其施工方法与流程

本发明及工程技术领域，特别涉及一种土钉注浆头装置及其施工方法。

(二)

背景技术：

目前工程建筑用墙中，包含碎石反滤层的墙面存在钻孔难、易坍塌的缺点，给钢管土钉注浆前的钻孔施工带来困难，因此在施工的过程中，通常采用钢套筒加以保护，防止墙体坍塌。钢管土钉注浆方式有重力注浆法和压力注浆法，压力注浆法又分为低压(0.4-0.6MPa)注浆法、高压(1-2MPa)注浆法、低压高压结合注浆法等。传统低压注浆法为将注浆软管插入孔底，对浆液施加低压的同时，将注浆软管匀速缓慢拉出，注浆过程中注浆软管的出口始终处在孔中浆液表面以下，以保证孔中气体能全部逸出；低压注浆法相比高压注浆法具有对设备依赖小的优点，然而低压注浆法边抽出注浆管边注浆的方法，会存在土钉孔底部注浆压力逐渐减小、注浆不均的情况。

重力注浆法通常将注浆软管插入孔口，将浆液输送至钢管孔中，由于钢管为向下倾斜设置，浆液在自重力的作用下注满钢管，当浆液面无冒泡且浆液面溢出浓浆时即表明注满。重力注浆法相比压力注浆法，具有注浆操作简单、注浆成本低等优点；然而，重力注浆法通常也存在以下几点问题：1浆液仅仅依靠自身重力无法完全注满整个土钉孔，注完后通常需要补浆多次，注浆和补浆期间浆液经常溢出土钉孔，造成浆液滴落影响施工质量；2由于直接将注浆软管插入管口无法准确判断浆液是否注满。

(三)

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构科学合理、方便实用的土钉注浆头装置，融合低压注浆法注浆和重力注浆法补浆的优点，避免了注浆时土钉孔内注浆不均、快注满时浆液溢出的情况，同时便于观察补浆液面情况、利于判断土钉孔内浆液是否注满；具有操作简单、注浆成本低的优点，保证了注浆质量，解决了现有技术中存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种土钉注浆头装置，包括土钉钢筋和套设于土钉钢筋外侧的钢套筒，所述土钉钢筋包括土钉孔杆体，在土钉孔杆体外侧卡固对中支架，对中支架外侧与钢套筒内侧壁相贴合；在土钉孔杆体外侧设有一聚乙烯管，聚乙烯管沿土钉孔杆体长度方向与土钉孔杆体平行设置，聚乙烯管与土钉孔杆体相绑合；在钢套筒靠近墙体外侧的一端连接一L型稳浆管；外部注浆软管的出口经L型稳浆管与聚乙烯管进口相连。

在钢套筒与L型稳浆管之间设有一连接管，连接管的两端分别与钢套筒靠近墙体外侧一端和L型稳浆管出口卡接。

所述钢套筒靠近墙体外侧一端套设于连接管一端，连接管另一端套设于L型稳浆管出口端；在钢套筒靠近墙体外侧一端的内侧壁上设有内凸块，在连接管一端的外侧壁上设有与内凸块配合卡结的外卡槽；在连接管另一端的内侧壁上设有内卡槽，在L型稳浆管出口端外侧壁上设有与所述内卡槽配合卡结的外凸块。

在L型稳浆管顶端开口处螺纹连接一保护盖，在保护盖顶部设有一供注浆软管穿过的穿孔。

所述保护盖为透明保护盖。

所述L型稳浆管为L型PVC稳浆管。

所述土钉钢筋由若干个土钉孔杆体通过接驳器依次连接，在接驳器外缠绕热收缩膜。

所述对中支架的数量为多个，各对中支架在土钉孔杆体外侧均匀间隔设置；相邻对中支架的间距为1550-1750mm。

如权利要求1-8任一所述的土钉注浆头装置的施工方法，包括如下操作步骤:

S1施工准备；

S2安装钢套筒：在面墙进行定位钻孔，利用潜孔钻机将钢套筒旋转并安装至面墙内；

S3打孔及清孔：按照设计要求采用土钉对钢套筒内的面墙进行打孔，土钉钻孔后清孔；

S4安装土钉钢筋：将各对中支架安装在土钉孔杆体上，各对中支架的间隔为1550-1750mm；将聚乙烯管绑扎至土钉孔杆体外侧；最后土钉钢筋整体吊装到工作面，使土钉孔杆体位于钢套筒内中轴线位置；

S5安装稳浆管：将稳浆管安装在钢套筒靠近墙体的一端并在连接处采用水泥砂浆密封；

S6低压注浆：土钉钢筋及稳浆管安装完成后，在聚乙烯管进口处连接注浆软管，采用无收缩水泥净浆低压注浆，低压注浆过程中聚乙烯管不随低压注浆过程拔出，确保水泥净浆充分的扩散并充满整个土钉孔，当水泥净浆液面无冒泡且液面溢出浓浆时注浆结束；

S7重力注浆补浆：低压注浆结束后，继续向稳浆管中注入水泥净浆2-3次，观察水泥净浆液面，直到水泥净浆液面不再下降为止。

本发明的有益效果是：该土钉注浆头装置设计科学、合理，具有操作简单、注浆成本低的优点，保证了注浆质量。该土钉注浆头装置中L型设计的PVC材质的稳浆管，避免了低压注浆和重力注浆法补浆时候出现的浆液溢出，同时便于观察补浆液面情况判断是否注满，具有易操作抗腐蚀的优点；聚乙烯管一端绑扎至土钉孔杆体末端，增大了注浆过程中土钉孔内部浆压，确保浆液随土钉孔杆体末端注浆充满至钢筋头；连接管一方面起到加强稳浆管与钢套筒之间的连接作用，另一方面连接件材料易损耗，采用连接管连接件连接可以方便操作人员更换新的连接件，从而减少钢套筒和稳浆管的材料损耗；设置在稳浆管顶部的透明保护盖，一方面可以防止在注浆过程中杂物落入到水泥净浆中，另一方面也方便操作人员观察注浆操作的进程；接驳器和缠绕在接驳器外的热收缩膜可以起到连接若干个土钉孔杆体和热收缩保护土钉钢筋的作用；对中支架对土钉钢筋起到支撑和防腐蚀保护的作用，确保注浆后的砂浆保护层厚度。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为图3中A部局部放大结构示意图；

图5为图4中B-B向结构示意图；

图6为图4中C-C向结构示意图。

图中，1钢套筒，2L型稳浆管，3保护盖，4注浆软管，5土钉孔杆体，6聚乙烯管，7接驳器，8连接管，9外卡槽，10内凸块，11内卡槽，12外凸块，13弧状连接杆，14套环。

(五)具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

实施例1

如图1所示，一种土钉注浆头装置，包括土钉钢筋和套设于土钉钢筋外侧的钢套筒1，所述土钉钢筋包括土钉孔杆体5，在土钉孔杆体5外侧卡固对中支架，对中支架外侧与钢套筒1内侧壁相贴合设置；在土钉孔杆体5外侧设有一聚乙烯管6，聚乙烯管6沿土钉孔杆体5长度方向与土钉孔杆体5平行设置，聚乙烯管6与土钉孔杆体5相绑合；在钢套筒1靠近墙体外侧的一端连接一L型稳浆管；外部注浆软管4的出口经L型稳浆管与聚乙烯管6进口相连。

所述L型稳浆管为L型PVC稳浆管2。

所述对中支架用于对中土钉孔杆体，使土钉孔杆体处于钢套筒1内中轴线位置。所述对中支架的数量为多个，各对中支架在土钉孔杆体5外侧均匀间隔设置；相邻对中支架的间距为1650mm。

所述土钉孔杆体5为36镀锌土钉孔杆体，可以有效防止土钉钢筋因外部环境而腐蚀。

所述聚乙烯管的内径为1cm。

施工步骤如下：

S1施工准备；

S2安装钢套筒：在面墙进行定位钻孔，利用潜孔钻机将钢套筒1旋转并安装至面墙内，防止钻孔坍塌；

S3打孔及清孔：按照设计要求采用土钉对钢套筒1内的面墙进行打孔，土钉钻孔后采用潜孔钻机吹风装置进行清孔，将孔内渗水塌孔、松土和多余的碎屑清除干净；

S4安装土钉钢筋：本装置的对中支架为现有用于土钉钢筋注浆前对中的对中支架，将各对中支架对接安装在土钉孔杆体5上；各对中支架的间隔为1650mm，间隔过长将影响对中支架对土钉孔杆体5的支撑作用，间隔过短则会影响后续施工操作并且造成材料浪费；将聚乙烯管6绑扎至土钉孔杆体5上；最后将由土钉孔杆体5、对中支架及聚乙烯管6组装成的土钉钢筋整体吊装到工作面，此时，土钉孔杆体5位于钢套筒1内中轴线位置；

S5安装L型稳浆管：将L型PVC稳浆管套在钢套筒1靠近墙体往外侧的一端，并在连接处采用水泥砂浆密封；

S6低压注浆：土钉钢筋及L型稳浆管2安装完成后，在聚乙烯管6进口处连接注浆软管4，采用水灰比为0.45的M30无收缩水泥净浆，采用0.5MPa低压注浆，确保水泥净浆充分的扩散并充满钢套筒内的整个土钉孔，当水泥净浆液面无冒泡且液面溢出浓浆时注浆结束；相比传统低压注浆法边注浆边将聚乙烯管6匀速拉出的方法，由于聚乙烯管6不随着注浆过程拔出，使得土钉孔内注浆压力增大，更有利于浆液均匀填充土钉孔；

S7重力注浆补浆：低压注浆结束后，继续向稳浆管2中注入水泥净浆次，通过L型稳浆管开口处观察水泥净浆液面，直到水泥净浆液面不再下降为止。

实施例2

如图2所示，该土钉注浆头装置，包括土钉钢筋和套设于土钉钢筋外侧的钢套筒1，所述土钉钢筋包括土钉孔杆体5，在土钉孔杆体5外侧卡固对中支架，对中支架外侧与钢套筒1内侧壁相贴合设置；在土钉孔杆体5外侧设有一聚乙烯管6，聚乙烯管6沿土钉孔杆体5长度方向与土钉孔杆体5平行设置，聚乙烯管6与土钉孔杆体5相绑合；在钢套筒1靠近墙体外侧的一端连接一L型稳浆管；外部注浆软管4的出口经L型稳浆管与聚乙烯管6进口相连。

在L型稳浆管顶端开口处螺纹连接一保护盖3，在保护盖3顶部设有一供注浆软管4穿过的穿孔。

所述保护盖3为透明保护盖。

所述L型稳浆管为L型PVC稳浆管2。

所述土钉钢筋由若干个土钉孔杆体5通过接驳器7依次连接，在接驳器7外缠绕热收缩膜。

所述对中支架用于对中土钉孔杆体，使土钉孔杆体处于钢套筒1内中轴线位置。所述对中支架的数量为多个，各对中支架在土钉孔杆体5外侧均匀间隔设置；相邻对中支架的间距为1550mm。

所述土钉孔杆体5为36镀锌土钉孔杆体。

所述聚乙烯管的内径为1.5cm。

当土钉孔杆体5长度不能满足施工需求时，需将各土钉孔杆体5通过接驳器7相连；在L型稳浆管2顶部安装透明保护盖，一方面可以防止在注浆过程中杂物落入到水泥净浆中，另一方面也方便操作人员观察注浆操作的进程。

施工步骤如下：

S1施工准备；

S2安装钢套筒：在面墙进行定位钻孔，利用潜孔钻机将钢套筒1旋转并安装至面墙内，防止钻孔坍塌；

S3打孔及清孔：按照设计要求采用土钉对钢套筒1内的面墙进行打孔，土钉钻孔后采用潜孔钻机吹风装置进行清孔，将孔内渗水塌孔、松土和多余的碎屑清除干净；

S4安装土钉钢筋：将各土钉孔杆体5通过接驳器7连接，并在接驳器7外侧缠绕一层热收缩膜，热收缩膜经过火烤后自动收缩包裹在土钉孔杆体5上，起到热收缩保护土钉钢筋的作用；本装置的对中支架为现有用于土钉钢筋注浆前对中的对中支架，将各对中支架安装在土钉孔杆体5上，各对中支架的间隔为1550mm，间隔过长将影响对中支架对土钉孔杆体5的支撑作用，间隔过短则会影响后续施工操作并且造成材料浪费；将聚乙烯管6绑扎至土钉孔杆体5上；最后将由土钉孔杆体5、对中支架及聚乙烯管6组装成的土钉钢筋整体吊装到工作面，此时，土钉孔杆体5位于钢套筒1内中轴线位置；

S5安装L型稳浆管：将L型PVC稳浆管套在钢套筒1靠近墙体往外侧的一端，并在连接处采用水泥砂浆密封，将透明保护盖安装至L型稳浆管2顶部；

S6低压注浆：土钉钢筋及L型稳浆管2安装完成后，在聚乙烯管6进口处连接注浆软管4，采用水灰比为0.45的M30无收缩水泥净浆，采用0.5MPa低压注浆，确保水泥净浆充分的扩散并充满整个土钉孔，当水泥净浆液面无冒泡且液面溢出浓浆时注浆结束；相比传统低压注浆法边注浆边将聚乙烯管6匀速拉出的方法，由于聚乙烯管6不随着注浆过程拔出，使得土钉孔内注浆压力增大，更有利于浆液均匀填充土钉孔；

S7重力注浆补浆：低压注浆结束后，继续向稳浆管2中注入水泥净浆2次，通过L型稳浆管开口上的透明保护盖观察水泥净浆液面，直到水泥净浆液面不再下降为止。

实施例3

如图3-6所示，该土钉注浆头装置，包括土钉钢筋和套设于土钉钢筋外侧的钢套筒1，所述土钉钢筋包括土钉孔杆体5，在土钉孔杆体5外侧卡固对中支架，对中支架外侧与钢套筒1内侧壁相贴合设置；在土钉孔杆体5外侧设有一聚乙烯管6，聚乙烯管6沿土钉孔杆体5长度方向与土钉孔杆体5平行设置，聚乙烯管6与土钉孔杆体5相绑合；在钢套筒1靠近墙体外侧的一端连接一L型稳浆管；外部注浆软管4的出口经L型稳浆管与聚乙烯管6进口相连。

在钢套筒1与L型稳浆管之间设有一连接管8，连接管8的两端分别与钢套筒1靠近墙体外侧一端和L型稳浆管出口卡接。

所述钢套筒1靠近墙体外侧一端套设于连接管8一端，连接管8另一端套设于L型稳浆管出口端；在钢套筒1靠近墙体外侧一端的内侧壁上设有内凸块10，在连接管8一端的外侧壁上设有与内凸块10配合卡结的外卡槽9；在连接管8另一端的内侧壁上设有内卡槽11，在L型稳浆管出口端外侧壁上设有与所述内卡槽11配合卡结的外凸块12。

在L型稳浆管顶端开口处螺纹连接一保护盖3，在保护盖3顶部设有一供注浆软管4穿过的穿孔。

所述保护盖3为透明保护盖。

所述L型稳浆管为L型PVC稳浆管2。

所述土钉钢筋由若干个土钉孔杆体5通过接驳器7依次连接，在接驳器7外缠绕热收缩膜。

所述对中支架用于对中土钉孔杆体，使土钉孔杆体处于钢套筒1内中轴线位置。所述对中支架的数量为多个，各对中支架在土钉孔杆体5外侧均匀间隔设置；相邻对中支架的间距为1750mm。

所述土钉孔杆体5为36镀锌土钉孔杆体。

所述聚乙烯管的内径为2cm。

当土钉孔杆体5长度不能满足施工需求时，需将各土钉孔杆体5通过接驳器7相连；在L型稳浆管2顶部安装透明保护盖，一方面可以防止在注浆过程中杂物落入到水泥净浆中，另一方面也方便操作人员观察注浆操作的进程；在钢套筒1和稳浆管之间增加连接管，一方面起到加强L型稳浆管2与钢套筒1之间的固定连接作用，另一方面连接件材料易损耗，采用连接管8连接件连接可以方便操作人员更换新的连接件，从而减少钢套筒和稳浆管的材料损耗。

施工步骤如下：

S1施工准备；

S2安装钢套筒：在面墙进行定位钻孔，利用潜孔钻机将钢套筒1旋转并安装至面墙内，防止钻孔坍塌；

S3打孔及清孔：按照设计要求采用土钉对钢套筒1内的面墙进行打孔，土钉钻孔后采用潜孔钻机吹风装置进行清孔，将孔内渗水塌孔、松土和多余的碎屑清除干净；

S4安装土钉钢筋：将各土钉孔杆体5通过接驳器7连接，并在接驳器7外侧缠绕一层热收缩膜，热收缩膜经过火烤后自动收缩包裹在土钉孔杆体5上，起到热收缩保护土钉钢筋的作用；将各对中支架安装在土钉孔杆体5上，并用钢丝固定，各对中支架的间隔为1750mm，间隔过长将影响对中支架对土钉孔杆体5的支撑作用，间隔过短则会影响后续施工操作并且造成材料浪费；将聚乙烯管6绑扎至土钉孔杆体5上；最后将由土钉孔杆体5、对中支架及聚乙烯管6组装成的土钉钢筋整体吊装到工作面，此时，土钉孔杆体5位于钢套筒1内中轴线位置；

S5安装L型稳浆管：将连接管8通过外卡槽9和内凸块10连接在钢套筒1上，并在连接处采用水泥砂浆密封，然后将L型稳浆管2通过内卡槽11和外凸块12连接在连接管8的另一端，并在连接处采用水泥砂浆密封，将透明保护盖安装至L型稳浆管2顶部；

S6低压注浆：土钉钢筋及L型稳浆管2安装完成后，在聚乙烯管6进口处连接注浆软管4，采用水灰比为0.45的M30无收缩水泥净浆，采用0.5MPa低压注浆，确保水泥净浆充分的扩散并充满整个土钉孔，当水泥净浆液面无冒泡且液面溢出浓浆时注浆结束；相比传统低压注浆法边注浆边将聚乙烯管6匀速拉出的方法，由于聚乙烯管6不随着注浆过程拔出，使得土钉孔内注浆压力增大，更有利于浆液均匀填充土钉孔；

S7重力注浆补浆：低压注浆结束后，继续向稳浆管2中注入水泥净浆3次，通过L型稳浆管上的透明保护盖观察水泥净浆液面，直到水泥净浆液面不再下降为止。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。