专利名称：输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法
技术领域：
本发明涉及岩土工程锚杆基础加固领域，具体地指一种输电线路塔基群锚基础 全断面重复注浆方法。
背景技术：
锚杆技术及使用在国内、外以较成熟，广泛应用于工业与民用建筑中，实践证 明了它的应用价值和安全可靠性。我们将群锚基础形式应用到特高压输电线路塔基中尚 为首例，高压输电线路塔基受力不同于其他建筑物基础的特性，要求基础不仅是承重， 而且要求较大的抗拔力、抗水平力及特殊自然环境引起的负荷，因此塔基不仅要求基础 坚实，而且要求基础周围所能影响的范围内岩土要求稳固，现有的锚杆技术中多为单锚 及锚周围岩土进行压注水泥浆处理，而单锚压浆需用中空锚杆、造价为钢筋(索)锚杆的 2 3倍，而且只能在锚杆孔中先浇砼、初凝后由孔底注压一次水泥浆，因此水泥浆对锚 杆体及周围岩土浸入范围极其有限。随着输电线路的飞跃发展，电压等级越来越高，相应的塔基础抗拔力，抗压承 载力、抗水平力都要求大幅提高。面临这样的荷载要求，采用传统的锚杆技术，只有加 大基础尺寸，增加基础埋深来解决。这样既会导致基础施工难度加大，施工费用增高， 也会导致大面积开方，出现大量弃土，从而引发自然环境的破坏和水土流失。同时随着 高电压、长距离输电线路的增多，山区施工劳动条件恶劣，大型施工机具难以进点。目 前传统方法直接影响施工进度、施工人员劳动条件难以改善。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种输电线路塔基群锚基础全 断面重复注浆方法，既适用于完整岩层也适用于软弱、破碎岩石层，可使锚杆砼柱注浆 饱满、地基岩层加固并与锚杆形成整体，能够有效提高群锚基础的抗压、抗拔及抗水平 的能力。针对上述目的，本发明所设计的输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法， 包括以下步骤(一)、注浆孔周围的基坑中布置锚杆后，在注浆孔内置入压浆输入管，用砼固 封注浆孔的孔口，同时固封压浆导管封头和回浆管，经过砼凝期后，开始向压浆输入管 中第一次注浆；(二)、注浆过程中回浆管开始回浆时，当浆液被稀释时在回浆池中加入水泥调 整水泥浆浓度，控制浆液浓度并缓慢关闭回浆控制阀；(三)、当注浆压力持续达到要求压力值时，停止注浆，或当注浆压力达到要求 压力值时并且浆液注完后，停止注浆；(四)停止注浆1 2天后，重复步骤(一) (三)进行二次注浆，直到完成 整个注浆。
进一步地，步骤(一)中向压浆输入管中第一次注浆前，先将气动注浆泵依次接 通吸浆管和吸浆头，然后依次接通压力浆管、浆压压力表、压浆快速接头和压浆引管。进一步地，注浆的动力源为空压机，空压机采用轻便汽油机驱动，分别接驱动 注浆泵控制阀、气动注浆泵和孔内供气阀、供气快速接头。进一步地，完成第一次注浆之后，在进行步骤(四)之前，压浆输入管在注浆孔 内上下移动调整位置后，再进行第二次注浆。进一步地，在步骤(四)中的第二次注浆完成后，停止注浆1 2天后，重复步 骤(一) (三)进行第三次次注浆，直到完成整个注浆。在上述方法中，每次注浆完成后，用空压机压缩空气吹净注浆孔上部的浮浆、 残浆及管内残浆，保持管道畅通。本发明方法中，当注浆不能一次成功时，可进行多次重复注浆，可移动式压浆 输入管可反复在注浆孔内上下移动使用，从而保证重复注浆顺利进行，使得浆液能够均 勻地通过压力辐射至孔周围的岩层中，提高周围岩层的坚固度，注浆后成型的塔基础能 和周围岩层形成一个整体，大幅提高锚基础的抗压、抗拔及抗水平的能力，降低施工难 度和工作强度；并且从根本上改变了锚杆技术在输电线路工程中的应用范围，在软弱、 破碎岩层中也可进行群锚基础全断面注浆，在已施工的输电线路中具有显著经济效益、 社会效益和环保效益。并且，基础底部嵌固于基岩中，利用岩石的抗剪切能力，以达到 提高基础抗拔能力的目的锚桩基础通过专业钻机成孔，工艺先进，施工基面小，充分发挥了下部岩体的 力学性能，具有良好的抗拔能力，改变了以往通过加大基础尺寸和埋深来获得承载力的 设计理念，以下几点有益效果(1)避免了人工开挖爆破作业对基础周围岩(土)体、植被的破坏，保护了自然 环境。(2)避免了爆破作业，提高了工人施工的安全性，也节省了因办理爆破作业证而 花费的时间。(3)避免了常规基础大开挖，提高了机械化作业程度，减轻了劳动强度。(4)减少了弃土、弃渣量，保护了生态。也相应减少了因对弃渣保护而修建挡土 墙或者是远距离运输弃渣的费用。(5)因基础减小，节约了钢材、水泥、砂石、水等，减少了运输量，这对于交通 十分不便的山区，效益尤为明显。(6)提高了施工效率，缩短了工期。(7)由于充分利用下部岩体的强度，减少了基础保护范围，从而减少了基础占地 面积。
图1为本发明方法中所采用的注浆设备结构示意图；图2为本发明方法中的塔基群锚俯视图；图3为图1中A处局部放大示意图；图4为图1中B管底端部局部放大示意图5为塔岩石地基嵌固基础外形图；图6为塔岩石地基群锚桩基础外形图。图中1.空压机，2.注浆泵，3.吸浆头，4.供气管，5.注浆泵控制阀，6.孔内供 气阀，7.压力浆管，8.浆压压力表，9.回浆快速接头，10.压浆快速接头，11.供气快速接 头，12.回浆控制阀，13.回浆引管，14.压浆引管，15.压紧螺帽，16.压紧垫片，17.橡胶 封垫，18.压浆导管封头，19.封口砼，20.可移动式压浆输入管，21.锚杆体，22.锚杆， 23.基础基坑，24.回浆池，25.回浆管，26.中心注浆孔。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本方法作进一步的详细描述本发明所设计的输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法，包括以下步骤(一)、注浆孔周围的基坑中的锚杆体21内布置锚杆22后，在注浆孔内置入压 浆输入管，用砼固封注浆孔的孔口，同时固封压浆导管封头和回浆管，经过砼凝期后， 开始向压浆输入管中第一次注浆；(二)、注浆过程中回浆管开始回浆时，当浆液被稀释时在回浆池中加入水泥调 整水泥浆浓度，控制浆液浓度并缓慢关闭回浆控制阀；(三)、当注浆压力持续达到要求压力值时，停止注浆，或当注浆压力达到要求 压力值时并且浆液注完后，停止注浆；(四)停止注浆1 2天后，重复步骤(一) (三)进行二次注浆，直到完成 整个注浆。步骤(一)中向压浆输入管中第一次注浆前，先将气动注浆泵依次接通吸浆管和 吸浆头，然后依次接通压力浆管、浆压压力表、压浆快速接头和压浆引管。注浆的动力 源为空压机，空压机采用轻便汽油机驱动，分别接驱动注浆泵控制阀、气动注浆泵和孔 内供气阀、供气快速接头。完成第一次注浆之后，在进行步骤(四)之前，压浆输入管 在注浆孔内上下移动调整位置后，再进行第二次注浆。在步骤(四)中的第二次注浆完 成后，停止注浆1 2天后，重复步骤(一) (三)进行第三次次注浆，直到完成整个 注浆。每次注浆完成后，用空压机压缩空气吹净注浆孔上部的浮浆、残浆及管内残浆， 保持管道畅通。本发明所设计的输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法涉及到的设备如图 1所示，包括轻便式空压机1、与之相连的供气管4、采用压缩空气通过驱动注浆泵控制 阀5驱动的注浆泵2，注浆泵2由进浆管连接至回浆池中吸浆头3、注浆泵2上的压力浆 管7连接浆压压力表8、压浆快速接头10进而可联通压浆引管14和可移动式压浆输入管 20 (其底部放大后如图4所示)，可移动式压浆输入管20配有一套包括压浆导管封头18、 橡胶封垫17、压紧垫片16、压紧螺帽15以及封口砼19(如图3所示)，将压浆导管封头 18及回浆引管13嵌固在孔口位置，注浆孔内的回浆通过回浆控制阀12控制回浆，由回浆 快速接头9经回浆管25引入回浆池24，基础基坑23为塔腿的基础砼承台，示意图中的俯 视平面图从俯视方向看，如图2所示，以注浆孔为中心在一定的半径圆上均布锚杆。在锚杆按图示施工完后在中心注浆孔内下入可移动式压浆输入管20，孔口用砼 封口，同时也封固了压浆导管封头及回浆管，在经过一定砼凝期后，进行第一次注浆。
气动注浆泵2接通吸浆管、吸浆头3，接通压力浆管7、浆压压力表8、压浆快速 接头10、压浆引管14。将可移动式压浆输入管20串上橡胶封垫17、压紧垫片16、压紧 螺帽15经压浆导管封头18进入压浆孔内至孔底后略提升2 3cm，旋紧压紧螺帽固定。 连接回浆引管13、回浆控制阀12、回浆快速接头9、回浆管25至回浆池24，完成第一次 注浆，一次注浆所涉及的设备及浆液具体流向如下气动注浆泵2 —浆压压力表8 —压浆快速接头10 —压浆引管14 —可移动式压浆 输入管20 —中心注浆孔26回浆引管13 —回浆快速接头9 —回浆控制阀12 —回浆池24。所采用的驱动为气动式注浆泵2，轻便式空压机1连接供气管4，然后分别连接 驱动注浆泵控制阀5至气动注浆泵2和孔内供气阀6、供气快速接头11。打开驱动注浆 泵控制阀5、关闭孔内供气阀6、打开回浆控制阀12。启动轻便式空压机驱动气动注浆泵进行第一次注浆，当回浆管开始回浆时，观 察浆液是否被地下水稀释，适当加入水泥，在循环中水泥浆浓度达到要求后，开始慢慢 关闭回浆控制阀，注意浆压压力表使压力表慢慢升至所要求的压浆压力值，并维持一定 时间后停泵。如果出现水泥浆全部灌入孔内而压力上不去时停泵，待压力归零，卸开回浆快 速接头9和压浆快速接头10，将回浆引管13接入供气快速接头11，并将压浆引管14接入 回浆快速接头9。卸开压紧螺帽15，提升可移动式压浆输入管至压浆导管封头18下5。 关闭驱动注浆泵控制阀5、打开孔内供气阀6、打开回浆控制阀12。启动轻便式空压机 1、用压缩空气吹净注浆孔上部的浮、残浆及管内残浆，保持管道畅通。休止一段时间(一般1 2天)后进行二次注浆，具体步骤同第一次注浆。水 泥浆浸入范围可达基础所需的影响范围，此方法在我国新建的向家坝至上海、锦屏至苏 南特高压直流输电线路的塔基中广泛应用。我院设计的士500kV直流线路工程和初步设计士800kV直流输电线路工程，广 泛采用了群锚的基础，其塔岩石地基嵌固基础外形图和塔岩石地基群锚桩基础外形图分 别参照图5和图6所示，所取得的经济效益如下表。G30塔岩石地基基础经济比较
权利要求
1.输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法，其特征在于包括以下步骤(一)、注浆孔周围的基坑中布置锚杆后，在注浆孔内置入压浆输入管，用砼固封注 浆孔的孔口，同时固封压浆导管封头和回浆管，经过砼凝期后，开始向压浆输入管中第 一次注浆；(二)、注浆过程中回浆管开始回浆时，当浆液被稀释时在回浆池中加入水泥调整水 泥浆浓度，控制浆液浓度并缓慢关闭回浆控制阀；(三)、当注浆压力持续达到要求压力值时，停止注浆，或当注浆压力达到要求压力 值时并且浆液注完后，停止注浆；(四)停止注浆1 2天后，重复步骤(一) (三)进行二次注浆，直到完成整个 注浆。
2.根据权利要求1所述的输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法，其特征在于 步骤(一)中向压浆输入管中第一次注浆前，先将气动注浆泵依次接通吸浆管和吸浆头， 然后依次接通压力浆管、浆压压力表、压浆快速接头和压浆引管。
3.根据权利要求1所述的输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法，其特征在于 注浆的动力源为空压机，空压机采用轻便汽油机驱动，分别接驱动注浆泵控制阀、气动 注浆泵和孔内供气阀、供气快速接头。
4.根据权利要求1所述的输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法，其特征在于 完成第一次注浆之后，在进行步骤(四)之前，压浆输入管在注浆孔内上下移动调整位置 后，再进行第二次注浆。
5.根据权利要求1所述的输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法，其特征在于 在步骤(四)中的第二次注浆完成后，停止注浆1 2天后，重复步骤(一) (三)进 行第三次次注浆，直到完成整个注浆。
6.根据权利要求1-5任一所述的输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法，其特征 在于每次注浆完成后，用空压机压缩空气吹净注浆孔上部的浮浆、残浆及管内残浆， 保持管道畅通。
全文摘要
本发明公开了一种输电线路塔基群锚基础全断面重复注浆方法，首先将注浆孔周围的基坑中布置锚杆后，在注浆孔内置入压浆输入管，用砼固封注浆孔的孔口，同时固封压浆导管封头和回浆管，经过砼凝期后，开始向压浆输入管中第一次注浆；注浆过程中回浆管开始回浆时，当浆液被稀释时在回浆池中加入水泥调整水泥浆浓度，控制浆液浓度并关闭回浆控制阀；当注浆压力持续达到要求压力值时，停止注浆，1～2天后，重复上述步骤步进行二次注浆，直到完成整个注浆。移动式压浆输入管可反复在注浆孔内上下移动使用，保证重复注浆顺利进行，使得浆液能够均匀地通过压力辐射至孔周围的岩层中，提高周围岩层的坚固度和锚基础的抗压、抗拔及抗水平的能力。
文档编号E02D15/02GK102011407SQ201010275968
公开日2011年4月13日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者夏建国, 尚思良, 李忠义, 杨俊波, 杨治平, 胡志祥 申请人:中国电力工程顾问集团中南电力设计院, 武汉中电岩土工程检测有限公司