适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构及其施工方法与流程

本发明涉及岩土加固技术领域，具体是一种适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构及其施工方法。

背景技术：

锚头在整个工业中其实应用非常广泛，在建筑注浆，桥梁建造，稳固土坡，结构安装，互联网等等领域都有应用，锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，他将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力，在岩质边坡加固中，随机锚杆（索）加固是常选用的加固方式之一。

而现有锚杆（索）外锚头一般采用钢混凝土现浇于加固边坡外侧，需要在陡立且凹凸不平的岩面上进行立模后再采用钢筋混凝土现浇，其施工难度大、成本高、工期长，且外锚头外露，将形成点状的外露混凝土，在景观要求较高的边坡（或古建筑边坡等特殊边坡）加固中，外锚头外露将严重影响视觉景观，因此其缺点较为明显。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构及其施工方法，无需立模、施工难度低、成本低、工期短、外观美观，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构，包括岩石基面，所述岩石基面中部设有外锚头孔，外锚头孔内部底端设有锚孔，所述锚孔内部安装有锚杆，锚孔顶端安装有堵浆塞，所述锚杆穿过锚孔上端安装有锚垫板，锚垫板上端安装有滑动螺母。

作为本发明进一步的方案：所述锚孔内部填充有注浆混凝土。

作为本发明进一步的方案：所述外锚头孔内部填充有封锚混凝土。

作为本发明进一步的方案：所述外锚头孔顶面通过砂浆贴有岩芯贴片。

一种适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构的施工方法，包括如下步骤：

（1）、外锚头成孔：根据设计锚杆位置和尺寸，按照设计锚杆成孔入射角，在锚头处采用机械设备成孔，开孔孔径大于设计锚孔孔径，取出开孔岩芯并合理放置；

（2）、锚杆成孔：在开孔完成后，再进行锚孔钻进，使得锚垫板及外锚头正常安装，锚杆成孔完成后，同时进行钻孔边缘的清理；

（3）、锚杆制作和安装：在锚孔成孔完成后进行锚杆安装、注浆，待其达到规范允许强度后进行锁定，使得锚头位于开孔尺寸范围内；

（4）、封锚：对开孔锚头采用封锚混凝土进行封锚；

（5）、贴面：将步骤（1）的外锚头孔钻孔的岩芯采用机械切割成岩芯贴片，贴入原钻外锚头孔孔口内。

作为本发明进一步的方案：步骤（1）中，外锚头孔的开孔孔径在200～350mm之间，深度不小于25cm。

作为本发明进一步的方案：步骤（2）中，锚杆的孔位于外锚头孔开孔孔径尺寸的中部，偏差不大于10mm。

作为本发明再进一步的方案：步骤（5）中，所述岩芯贴片的厚度为20～50mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

所述一种适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构的，结构合理，设计新颖，采用嵌入式设计，将外锚头嵌入坡面，从而避免了在高陡凹凸不平岩面进行立模工作，大大降低了施工难度，将外锚头孔成孔岩芯取出后，并将其原外立面切割成片，在锚头孔内采用混凝土浇筑封锚后，再将岩芯片贴入原孔口，因此最终坡面无外锚头凸起及混凝土裸露，施工前后坡面外观基本无差别，最大程度的保持了现状外观，避免造成景观破坏，同时，通过本发明，可大大降低外锚头施工难度、减少施工工期、降低工程造价。

附图说明

图1为一种适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构的结构示意图。

图中：1-岩石基面、2-岩芯贴片、3-封锚混凝土、4-外锚头孔、5-滑动螺母、6-锚垫板、7-注浆塞、8-锚杆、9-锚孔、10-注浆混凝土。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参阅图1，本发明实施例中，一种适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构，包括岩石基面1，所述岩石基面1中部设有外锚头孔4，所述外锚头孔4顶面通过砂浆贴有岩芯贴片2，所述外锚头孔4内部填充有封锚混凝土3，外锚头孔1内部底端设有锚孔9，所述锚孔9内部填充有注浆混凝土10，所述锚孔9内部安装有锚杆8，锚孔9顶端安装有堵浆塞7，所述锚杆8穿过锚孔9上端安装有锚垫板6，锚垫板6上端安装有滑动螺母5。

一种适用于岩质边坡随机锚杆加固的外锚头结构，包括如下施工步骤：

（1）外锚头成孔：根据设计锚杆8位置和尺寸，按照设计锚杆8成孔入射角，在锚头处采用机械设备成孔，外锚头孔9的开孔孔径在200～350mm之间，深度不小于25cm，开孔孔径大于设计锚孔孔径，取出开孔岩芯并合理放置；

（2）、锚杆成孔：在开孔完成后，再进行锚孔9钻进，锚杆8的孔位于外锚头孔4开孔孔径尺寸的中部，偏差不大于10mm，使得锚垫板6及外锚头正常安装，锚杆8成孔完成后，同时进行钻孔边缘的清理；

（3）、锚杆制作和安装：在锚孔9成孔完成后进行锚杆8安装、注浆，待其达到规范允许强度后进行锁定，使得锚头位于开孔尺寸范围内；

（4）、封锚：对开孔锚头采用封锚混凝土3进行封锚；

（5）、贴面：将步骤1的外锚头孔钻孔的岩芯采用机械切割成岩芯贴片2，所述岩芯贴片2的厚度为20～50mm，贴入原钻外锚头孔9孔口内。

本发明的工作原理是：采用钻机对锚杆孔口进行扩大成孔形成外锚头孔，将外锚头嵌入岩质边坡坡面内部，利用孔壁代替模板，因此避免了在高陡凹凸不平岩面进行立模工作，大大降低了施工难度。并将成孔岩芯取出后，并将其原外立面切割成片，在锚头孔内采用混凝土浇筑封锚后，再将岩芯片贴入原孔口，因此最终坡面无外锚头凸起及混凝土裸露，施工前后坡面外观基本无差别，最大程度的保持了现状外观，避免造成景观破坏。同时，通过本发明，可大大降低外锚头施工难度、减少施工工期、降低工程造价。本发明的具体施工步骤为：

1、外锚头成孔

外锚头孔4成孔应根据设计锚杆位置和尺寸，在锚头处采用机械设备成孔，打孔钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，采用测角量具控制角度，要求钻机导轨倾角误差不超过±1°，方位误差不超过±2°，开孔孔径大于设计锚孔9孔径，其孔径一般在200～350mm之间，深度不小于25cm，要求无粉尘作业、孔壁光滑、岩芯完整、尺寸精确，取出成孔岩芯并合理放置，避免损坏，以便对其切片利用。

2、锚杆成孔

外锚头成孔完成后，再进行锚孔9钻进，要求锚孔孔位位于外锚头孔位中部，与锚头孔位设计入射角相同，孔位偏差不宜大于10mm，以保证锚垫板6及外锚头正常安装。锚杆成孔后，要加强钻孔清理，确保锚固工程质量。

3、锚杆制作和安装

在锚孔成孔完成后进行锚杆8安装、将注浆混凝土10进行注浆，孔口采用堵浆塞7封堵，待其达到规范允许强度后，安装锚垫板6，并采用滑动螺母5进行锁定，要求锚杆、锚垫板其均位于外锚头孔4内位于开孔尺寸范围内，为了保证保护层厚度，要求锚杆端头距离外锚头孔顶50mm。

4、封锚

锚杆8锁定后，对锚头孔采用封锚混凝土3进行封锚，封锚混凝土3振捣密实。

5、贴面

将岩钻孔岩芯采用机械切割成岩芯贴片2，厚度一般20～50mm，采用砂浆贴入原钻孔孔口内，要求原岩外表面位于外面，岩石面与原有岩面1基本平整，无明显反差。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。