地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆的制作方法

本实用新型属于建筑工程技术领域，具体涉及一种地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆。

背景技术：

按照锚固方式不同，锚杆可以分为端部锚固锚杆、加长锚固锚杆和全长锚固锚杆。为了提高支护系统的刚度，大多数端部锚固锚杆和加长锚固锚杆都施加预应力，而全长锚固锚杆由于施工工艺复杂，施加预应力难度较大，一般不加预应力。但是，在一些围岩松散软弱破碎、节理发育密集、自稳力差的地下工程中，传统的全长锚固式砂浆锚杆很难满足支护的要求：一是该类型锚杆没有施加预应力，不能充分、及时地利用岩体自身承载强度，完全属于被动支护结构；二是现场施工工艺繁杂，无法确保钻孔内的砂浆完全充填饱满，施工作业效率低下。

技术实现要素：

针对现有的全长锚固锚杆锚固效果差，安装工序复杂，耗时长等问题，提出了一种地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆，能实现预应力锚杆的全长锚固快速安装到位，以提高锚杆支护效果，简化预应力全长锚固锚杆的安装步骤，为洞室或巷道快速掘进提供保障。

为此，本实用新型所采用的技术方案为：一种地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆，包括全长锚杆杆体、树脂药卷、排气管、注浆管和锚垫板，所述树脂药卷位于钻孔底部并被捣破后用于全长锚杆杆体的端部锚固以作为锚固段，所述全长锚杆杆体的尾端通过锚垫板安装在钻孔口部用于预应力张拉，所述锚垫板上插装有注浆管和排气管，所述注浆管用于自由段注浆锚固，排气管用于自由段注浆排气，排气管沿全长锚杆杆体放置，并伸至锚固段与自由段的交界位置处。

作为上述方案的优选，所述注浆管采用带有球阀的车丝镀锌钢管，一次性使用；所述排气管采用pvc管。

进一步优选为，所述注浆管的直径为φ20mm，排气管的直径为φ16mm。

进一步优选为，所述锚固段的长度为全长锚杆杆体长度的30％。

同时，本实用新型还提供了一种地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆的快速锚固方法，包括以下步骤：

第一步，准备煤电钻，将煤电钻的钻杆取下，换装上全长锚杆杆体；利用换装后的煤电钻将树脂药卷(推送至钻孔孔底；

第二步，树脂药卷送至钻孔孔底后，用煤电钻继续带动全长锚杆杆体转动，从而将树脂药卷搅拌均匀，搅拌时间3—8s，使全长锚杆杆体的底部锚固固定，将煤电钻的主体从全长锚杆杆体上取下；

第三步，沿全长锚杆杆体放置排气管，排气管的前端送至锚固段与自由段的交界位置处，同时将锚垫板安装在钻孔口部用于预应力张拉，锚垫板上设置有注浆管过孔和排气管过孔，锚固端固定50—70s后树脂药卷达到设计强度，可进行预应力张拉锁定；

第四步，张拉后完成后，在锚垫板上安装注浆管，再利用注浆管进行自由段注浆，注浆过程中排气管用于自由段排气，预应力全长锚固砂浆锚杆的锚固作业。

进一步优选为，在第二步中，搅拌时间为5s。

进一步优选为，在第三步中，锚固端固定60s后树脂药卷达到设计强度，可进行预应力张拉锁定。

本实用新型的有益效果：既具有端部锚固锚杆施加预应力主动加固围岩、应力扩散范围大的特点，又具有全长锚固锚杆支护刚度高、对围岩变形和离层敏感的优点，能够及时防止巷道围岩的变形；同时安装工序简单，耗时短，为洞室或巷道的快速掘进提供了保障。

附图说明

图1利用换装后的煤电钻将树脂药卷推送至钻孔孔底。

图2树脂药卷送至钻孔孔底后，利用煤电钻搅拌均匀，使全长锚杆杆体锚固段锚固，并取下煤电钻的主体。

图3安装排气管、锚垫板进行预应力张拉锁定。

图4安装注浆管进行自由段注浆。

图5自由段注浆固结后的状态。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步说明：

结合图1—图5所示，一种地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆，主要由全长锚杆杆体1、树脂药卷2、排气管3、注浆管4和锚垫板5组成。

树脂药卷2位于钻孔6底部并被捣破后用于全长锚杆杆体1的端部锚固以作为锚固段，树脂药卷2作为全长锚杆杆体1端部的树脂锚固剂。全长锚杆杆体1的尾端通过锚垫板5安装在钻孔6口部用于预应力张拉，锚垫板5上插装有注浆管4和排气管3，注浆管4用于自由段注浆锚固，排气管3用于自由段注浆排气，排气管3沿全长锚杆杆体1放置，并伸至锚固段与自由段的交界位置处，注浆管4注浆后形成砂浆锚固。本锚杆包括树脂锚固和砂浆锚固，并在树脂锚固后进行预应力张拉，最后再进行砂浆锚固，从而实现了预应力全长锚固。

最好是，注浆管4采用带有球阀的车丝镀锌钢管，一次性使用。排气管3采用pvc管，节约成本。另外，注浆管4的直径为φ20mm，排气管3的直径为φ16mm。锚固段的长度为全长锚杆杆体1长度的30％。

一种地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆的快速锚固方法，包括以下步骤：

第一步，准备煤电钻7，将煤电钻7的钻杆取下，换装上全长锚杆杆体1；利用换装后的煤电钻7将树脂药卷2推送至钻孔6孔底；

第二步，树脂药卷2送至钻孔6孔底后，用煤电钻7继续带动全长锚杆杆体1转动，从而将树脂药卷2搅拌均匀作为树脂锚固2a，搅拌时间3—8s，使全长锚杆杆体1的底部锚固固定，将煤电钻7的主体从全长锚杆杆体1上取下；

第三步，沿全长锚杆杆体1放置排气管3，排气管3的前端送至锚固段与自由段的交界位置处，同时将锚垫板5安装在钻孔6口部用于预应力张拉，锚垫板5上设置有注浆管过孔和排气管过孔，锚固端固定50—70s后树脂药卷达到设计强度，可进行预应力张拉锁定；

第四步，张拉后完成后，在锚垫板5上安装注浆管4，再利用注浆管4进行自由段注浆，注浆过程中排气管3用于自由段排气，预应力全长锚固砂浆锚杆的锚固作业。

在第二步中，搅拌时间为5s。

在第三步中，锚固端固定60s后树脂药卷2达到设计强度，可进行预应力张拉锁定。

本实用新型利用改装后的煤电钻，将全长锚杆杆体及树脂药卷一次性推送至钻孔底部，搅拌后即完成锚杆锚固端锚固，约60s后即可施加预紧力；再利用钻孔内排气管及注浆管进行自由段注浆，从而完成全长预应力砂浆锚杆固结。操作方法简单、成本低、工作量小、施工工艺变化小，为需要锚杆全长锚固支护的地下工程提供了一种简单高效快速可靠的施工方法，为洞室或巷道快速掘进提供了有力保障。

技术特征：

1.一种地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆，其特征在于：包括全长锚杆杆体(1)、树脂药卷(2)、排气管(3)、注浆管(4)和锚垫板(5)，所述树脂药卷(2)位于钻孔(6)底部并被捣破后用于全长锚杆杆体(1)的端部锚固以作为锚固段，所述全长锚杆杆体(1)的尾端通过锚垫板(5)安装在钻孔(6)口部用于预应力张拉，所述锚垫板(5)上插装有注浆管(4)和排气管(3)，所述注浆管(4)用于自由段注浆锚固，排气管(3)用于自由段注浆排气，排气管(3)沿全长锚杆杆体(1)放置，并伸至锚固段与自由段的交界位置处。

2.根据权利要求1所述的地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆，其特征在于：所述注浆管(4)采用带有球阀的车丝镀锌钢管，一次性使用；所述排气管(3)采用pvc管。

3.根据权利要求1或2所述的地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆，其特征在于：所述注浆管(4)的直径为φ20mm，排气管(3)的直径为φ16mm。

4.根据权利要求1所述的地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆，其特征在于：所述锚固段的长度为全长锚杆杆体(1)长度的30％。

技术总结
本实用新型公开了一种地下洞库用预应力全长锚固砂浆锚杆，包括全长锚杆杆体、树脂药卷、排气管、注浆管和锚垫板，所述树脂药卷位于钻孔底部并被捣破后用于全长锚杆杆体的端部锚固以作为锚固段，所述全长锚杆杆体的尾端通过锚垫板安装在钻孔口部用于预应力张拉，所述锚垫板上插装有注浆管和排气管，所述注浆管用于自由段注浆锚固，排气管用于自由段注浆排气，排气管沿全长锚杆杆体放置，并伸至锚固段与自由段的交界位置处。既具有端部锚固锚杆施加预应力主动加固围岩、应力扩散范围大的特点，又具有全长锚固锚杆支护刚度高、对围岩变形和离层敏感的优点，能够及时防止巷道围岩的变形；安装工序简单，耗时短，为洞室或巷道的快速掘进提供了保障。

技术研发人员：翟学东;高波;魏桦;张剑寒;李约汉;安博;张志和;徐培;臧敏睿;赵小强
受保护的技术使用者：中铁隧道集团一处有限公司;中铁隧道局集团有限公司
技术研发日：2020.09.18
技术公布日：2021.06.22