一种危岩支撑锚固装置及施工方法与流程

1.本技术涉及水利施工的领域，尤其是涉及一种危岩支撑锚固装置及施工方法。


背景技术：

2.目前危岩体虽然还没有发生崩塌,但具备发生崩塌的主要条件,而且已出现崩塌前兆现象,因此预示不久可能发生崩塌,这样的岩体称为危岩体。
3.危岩是三峡库区典型的地质灾害类型之一,根据失稳类型将危岩分为坠落式危岩,滑塌式危岩和倾倒式危岩三类,其破坏机理分别属于剪切破坏,压剪破坏和拉剪破坏，一部分危岩可直接拆除，另一部分在拆除条件不允许情况下需要进行支护。
4.相关技术，支撑、锚固和充填是治理危岩的常用技术类型,其中锚固技术使用频率最高。作用在危岩体上的荷载主要有自重,裂隙水压力和地震力,其中裂隙水压力包括天然状态和暴雨条件下的裂隙水压力，按照坠落式危岩和倾倒式危岩稳定系数不小于1.5,滑塌式危岩稳定系数不小于1.3的治理目标,基于极限平衡理论并遵循每类危岩的破坏机理,建立了每类危岩的锚固计算方法，通过合理的计算确定锚杆和钢筋网位置并合理分配锚杆的承载受力，锚杆固定到坚实岩体内，并与钢筋网固定，通过钢筋网笼罩危岩，进行危岩支护。
5.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有针对悬挑式的危岩，锚杆和钢筋网无法对危岩底部提供有效支撑的缺陷。


技术实现要素：

6.为了改善针对悬挑式的危岩，锚杆和钢筋网无法对危岩底部提供有效支撑的缺陷，本技术提供一种危岩支撑锚固装置及施工方法。
7.第一方面，本技术提供的一种危岩支撑锚固装置采用如下的技术方案：一种危岩支撑锚固装置，包括锚杆和钢筋网，锚杆一端深入岩体内与坚实岩体固定连接，锚杆设置有多个分布在危岩区域四周，钢筋网铺设在危岩上，锚杆另一端位于岩体外部与钢筋网固定连接，位于危岩下方的所述锚杆与危岩底部之间设置有支撑组件，支撑组件包括固定板和支撑管，锚杆位于岩体外部一端开设有螺纹，固定板螺纹环套在锚杆外露端部上，固定板靠近岩体的侧壁与岩体抵接，支撑管一端与固定板螺纹连接，另一端设置有用于增强对危岩底部支撑效果的承接组件，承接组件与危岩底部固定连接。
8.通过采用上述技术方案，锚杆固定在危岩区域四周，钢筋网笼罩整个危岩区域并与危岩区域四周的锚杆固定，对危岩起到支护的效果，由于危岩呈悬挑状态，危岩底部的钢筋网与危岩底部存在间隔不能很好的对危岩底部起到支护效果，支撑管从危岩下方锚杆处借力对危岩底部起到很好支撑效果，固定板加强了支撑管与危岩下方锚杆以及危岩下方岩体的接触面积，承接组件加强了支撑管与危岩底部的接触面积，提升了对危岩底部的支撑效果，支撑组件和承接组件达到配合锚杆以及钢筋网增强对危岩底部支撑力的效果。
9.可选的，所述固定板靠近岩体一侧固定设置有尖锥，尖锥深入岩体内，固定板上开设有圆孔，圆孔直径不小于锚杆直径，固定板背离岩体一侧转动设置有套管，套管中心线与
圆孔中心线共线，套管以中心线为转轴相对固定板自转，锚杆外露端部贯穿圆孔与套管螺纹连接。
10.通过采用上述技术方案，尖锥加强固定板与岩体的连接效果，安装固定板时，将锚杆外露一端穿过圆孔，此时尖锥尖端抵接在岩体上，向岩体方向按压固定板，使尖锥初步插入岩体内，此时套管与锚杆螺纹端部发生接触，继而转动套管，套管持续与锚杆端部螺纹连接，并推动固定板向岩体方向靠近，尖锥最终完全插嵌在岩体上，此时固定板完成固定，操作简单便利且加强了固定板固定效果。
11.可选的，所述支撑管包括多根第一连接管和一根第二连接管，多根第一连接管依次排序且第二连接管位于中部，多根第一连接管和第二连接管依次首尾螺纹连接，第二连接管自身中部设置有第一轴承。
12.通过采用上述技术方案，多根第一连接管和单根第二连接管组成完整的支撑管，在支撑管安装时将支撑管靠近固定板一端与固定板螺纹连接，由于第二连接管中第一轴承的设置，此时支撑管仅下半部分转动，继而将支撑管靠近承接组件一端与承接组件螺纹连接，此时仅支撑管上半部分转动，不用同时整体转动支撑管，提升了支撑管安装的便利性。
13.可选的，所述固定板背离岩体的侧壁铰接有第一对接管，第一对接管与支撑管靠近固定板一端螺纹连接；承接组件包括承载板和第二对接管，承载板与危岩底部固定连接，第二对接管一端与承载板背离危岩一侧铰接，第二对接管与支撑管靠近承载板一端螺纹连接。
14.通过采用上述技术方案，第一对接管和第二对接管的设置便于固定板与承载板与支撑管完成螺纹连接，第一对接管和固定板铰接的设置方式，以及第二对接管与承载板铰接的设置方式便于适配支撑管的倾斜角度，提升与支撑管连接时的便利性。
15.可选的，所述承载板内部为中空状，承载板靠近危岩的侧壁上开设有多个出浆孔，承载板上开设有注浆孔，注浆孔与出浆孔位于承载板两个相邻侧壁上，承载板上设置有用于注浆孔封堵的密封塞。
16.通过采用上述技术方案，在承载板与危岩底部抵接后，此时钢筋网可以在承载板与危岩之间，也可以承载板直接与危岩底部抵接，通过向注浆孔内注入混凝土，混凝土充满整个承载板，加强了整个承载板的牢固性，承载板内部注满混凝土后，混凝土通过出浆孔溢出，此时承载板与危岩底部之间存在混凝土，待混凝土凝固后加强了承载板与危岩底部的固定效果。
17.可选的，所述承载板上固定设置有凸条，凸条位于承载板与危岩抵接的侧壁上，凸条适配承载板造型，凸条沿所在承载板侧壁边缘设置一周。
18.通过采用上述技术方案，凸条的设置加强了承载板与危岩底部之间混凝土的残存量，提升了承载板与危岩底部的固定效果。
19.可选的，所述危岩底部开设有固定槽，固定槽顺应危岩悬挑底部沿远离坚实岩体方向开设，承载板水平设置，承载板垂直固定槽长度方向的两端向下倾斜设置，固定槽与承载板造型适配，第二对接管和承载板的铰接方向与固定板和第一对接管的铰接方向适配。
20.通过采用上述技术方案，承载板造型的设置以及适配的固定槽，加强了承载板与危岩底部的接触面积，增强了彼此之间的固定限位效果。
21.可选的，所述承载板底部固定设置有加强杆，加强杆一端与承载板倾斜一端端部
固定连接，加强杆另一端与承载板倾斜另一端的端部固定连接。
22.通过采用上述技术方案，加强杆的设置配合承载板的造型，使整体成一个三角形状，三角形为稳定支撑结构，即加强杆加强了承载板的支撑承载能力。
23.可选的，所述出浆孔位于承载板相邻倾斜端部之间，且位于靠近相邻倾斜端部连线中点处。
24.通过采用上述技术方案，出浆孔位置的设置，使承载板顶部的浆液从中部向端部流动，当端部溢出浆液时，工人停止注浆，出浆孔开设在中间使承载板顶部尽可能的多储存混凝土浆液。
25.第二方面，本技术提供一种危岩支撑锚固装置及施工方法，包括以下步骤：s1：放线勘测，确定危岩区域以及坚实岩体区域；s2：岩体上开孔，清孔，放入锚杆并浇筑混凝土；s3：铺设钢筋网，钢筋网笼罩危岩；s4：在危岩下方的锚杆端部与危岩底部之间安装支撑组件和承接组件；s5：承接组件内灌注混凝土，并在钢筋网表面喷射混凝土。
26.通过采用上述技术方案，先固定锚杆并安装支撑组件和承接组件，使支撑组件和承接组件对危岩底部起到支撑效果，并配合危岩下方的锚杆形成固定，提升了危岩下方锚杆的利用率，同时还使危岩下方的钢筋网更加贴合危岩，提升了危岩下方钢筋网对危岩的笼罩支护效果。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.支撑管从危岩下方锚杆处借力对危岩底部起到很好支撑效果，固定板加强了支撑管与危岩下方锚杆以及危岩下方岩体的接触面积，承接组件加强了支撑管与危岩底部的接触面积，提升了对危岩底部的支撑效果，支撑组件和承接组件达到配合锚杆以及钢筋网增强对危岩底部支撑力的效果；2.通过向注浆孔内注入混凝土，混凝土充满整个承载板，加强了整个承载板的牢固性，承载板内部注满混凝土后，混凝土通过出浆孔溢出，此时承载板与危岩底部之间存在混凝土，待混凝土凝固后加强了承载板与危岩底部的固定效果；3.加强杆配合承载板造型形成稳定的三角状态，加强了承载板的承载能力。
附图说明
28.图1是本技术实施例的整体结构示意图；图2是凸显支撑组件和承接组件处部分结构示意图；图3是隐藏危岩后凸显支撑组件处部分结构示意图；图4是隐藏危岩后凸显承载板处部分结构示意图。
29.附图标记说明：1、锚杆；2、钢筋网；3、支撑组件；31、固定板；311、尖锥；312、圆孔；313、套管；314、第一对接管；315、第二轴承；32、支撑管；321、第一连接管；322、第二连接管；3221、第一轴承；4、承接组件；41、承载板；411、注浆孔；412、出浆孔；413、凸条；42、第二对接管；5、固定槽；6、加强杆；7、危岩。
具体实施方式
30.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种危岩支撑锚固装置。
32.参照图1，一种危岩支撑锚固装置包括锚杆1和钢筋网2，锚杆1与岩体固定连接，锚杆1设置有多个，相邻锚杆1分布在危岩7区域四周，锚杆1一端深入岩体内部，另一端位于岩体外部，锚杆1深入岩体一端抵达至坚实岩体处。钢筋网2铺设在岩体上将危岩7区域完全覆盖，锚杆1外露一端与钢筋网2可以采用钢丝绑扎固定，也可以在钢筋外露一端固定垫片将钢筋网2与岩体压紧，在钢筋网2外部喷射混凝土完成最终固定。危岩7底部设置有支撑组件3，支撑组件3与危岩7底部的锚杆1外露一端固定连接，另一端与危岩7底部之间设置有承接组件4，承接组件4一侧与支撑组件3固定连接，另一侧与危岩7底部抵接并同时将危岩7底部的钢筋网2夹持在承接组件4与危岩7底部之间，对危岩7底部起到支撑作用，达到承接组件4和支撑组件3配合锚杆1以及钢筋网2增强对危岩7底部支撑力的效果。
33.参照图2和图3，锚杆1位于岩体外部一端开设有螺纹。支撑组件3包括固定板31和支撑管32。固定板31为矩形板状，固定板31中心处开设有圆孔312，圆孔312的直径大于锚杆1直径相同，便于锚杆1外露一端贯穿固定板31。圆孔312的内壁上固定设置有第二轴承315，锚杆1外露一端可以贯穿第二轴承315。第二轴承315上固定连接套管313，套管313长度方向沿远离固定板31方向设置，套管313中心线与圆孔312中心线共线，套管313内部开设有螺纹，锚杆1外露一端贯穿圆孔312和第二轴承315后与套管313螺纹连接。固定板31靠近岩体一侧固定设置有尖锥311，尖锥311设置有四个，四个尖锥311位于固定板31的四角处，尖锥311尖端正对岩体设置。当危岩7下方锚杆1固定完毕后，将固定板31的尖锥311一侧对准岩体，使锚杆1外露一端贯穿圆孔312和第二轴承315，此时尖锥311抵接在岩体上，并向岩体方向施加外力，使尖锥311初步插嵌在岩体内，此时套管313与锚杆1外露一端可螺纹连接，继而转动套管313，在套管313和锚杆1螺纹旋紧的同时固定板31被迫向靠近岩体方向移动，最终尖锥311完全插嵌在岩体内，固定板31靠近岩体的侧壁与岩体抵接，完成固定板31的固定，操作简单便利。
34.参照图2和图3，固定板31上设置有第一对接管314，第一对接管314一端与固定板31背离岩体的侧壁铰接，另一端与支撑管32一端螺纹连接。
35.支撑管32包括第一连接管321和第二连接管322，第一连接管321设置有多个，第二连接管322设置有一个。第一连接管321和第二连接管322均首尾螺纹连接呈一整根完整的支撑管32，第一连接管321和第二连接管322的中心线共线，其中第二连接管322位于支撑管32的中部位置处，第二连接管322自身设置有第一轴承3221，第一轴承3221将第二连接管322自身分割为两部分，由于第一轴承3221的设置，以第一轴承3221处为分界线，支撑管32上半部分和下半部分可分开转动，为支撑管32一端与第一对接管314螺纹连接，另一端与承接组件4螺纹连接提供了便利。
36.参照图2和图4，承接组件4包括承载板41和第二对接管42。危岩7底部开设有固定槽5，固定槽5顺应危岩7底部沿远离岩体方向开设。承载板41水平设置，承载板41垂直于固定槽5长度方向的两端倾斜向下设置，即承载板41中部向上突起。承载板41底部设置有加强杆6，加强杆6设置有两个，相邻加强杆6沿固定槽5长度方向位于承载板41底部两端处，即沿固定槽5长度方向承载板41和加强杆6的竖直投影为三角形，所以承载板41和加强杆6的配
合呈稳定的造型状。第二对接管42位于承载板41底部，第二对接管42一端与承载板41底部凹陷最深处铰接，另一端与支撑管32远离固定板31一端螺纹连接。
37.参照图2和图3，第二对接管42和承载板41的铰接方向与第一对接管314和固定板31的铰接方向适配，即在调整支撑管32整体相对岩体倾斜角度时，第二对接管42和第一对接管314能适应支撑管32进行倾斜角度的调整。
38.回看图2和图4，承载板41内部为中空状，承载板41沿固定槽5长度方向一端开设有注浆孔411，注浆孔411位于承载板41所在侧壁凸起处。承载板41上开设有多个出浆孔412，出浆孔412位于承载板41靠近危岩7底部的侧壁上，出浆孔412均位于靠近承载板41凸起顶部处，相邻出浆孔412沿固定槽5长度方向等距开设。固定槽5适配承载板41造型开设且使注浆孔411外露能完成后续注浆工序。承载板41上固定设置有凸条413，凸条413位于承载板41靠近危岩7底部的侧壁上，凸条413沿所在承载板41侧壁边缘处固定设置一周。当第二对接管42与支撑杆背离固定板31一端螺纹连接后，承载板41同时也与危岩7底部抵接，承载板41可以将位于危岩7底部的钢筋网2同时抵接在危岩7底部，此时钢筋网2在凸条413位置处进行弯折，凸条413与危岩7底部抵接不再紧密，此部分不影响整体对危岩7底部的支撑以及后续的注浆工序。在承接组件4固定后，向注浆孔411内注入混凝土，进入承载板41内的混凝土顺应承载板41造型，向倾斜两端流淌，最终注满至承载板41中部凸起处，通过出浆孔412溢出，并溢出到凸条413圈定的空间内，将位于承载板41和危岩7底部之间的部分钢筋网2与承载板41凝固成整体，同时也通过混凝土加强了承载板41与危岩7底部的固定效果。
39.回看图1和图2，固定板31利用了危岩7下方的锚杆1进行固定，提升了锚杆1的利用率，支撑组件3配合承接组件4与岩体形成稳定的三角支撑，对危岩7底部起到了稳定支撑的效果，而承接组件4自身造型的设置以及加强杆6的设置再次形成稳定的三角支撑状态，强化了承接组件4的承载能力，支撑组件3、承接组件4和对应固定槽5的数量通过计算选取合理数量后布置开设。
40.本技术实施例一种危岩支撑锚固装置的实施原理为：将锚杆1固定后，铺设钢筋网2，并在危岩7下方的锚杆1上固定固定板31，继而螺纹连接支撑管32，并调整支撑管32的角度，在危岩7下方合适位置开设固定槽5，将支撑组件3连带危岩7底部部分钢筋网2放置在固定槽5内并与支撑管32螺纹连接，从而完成对危岩7下方的支撑固定，达到提升锚杆1利用率，承接组件4和支撑组件3配合锚杆1以及钢筋网2增强对危岩7底部支撑力的效果。
41.本技术实施例还公开一种危岩支撑锚固装置及施工方法。
42.s1：放线勘测，确定危岩7区域以及坚实岩体区域；s2：岩体上开孔，清孔，放入锚杆1并浇筑混凝土，养护混凝土强度，待锚杆1最终固定后进行下一工序；s3：铺设钢筋网2，钢筋网2笼罩危岩7，通过钢丝将锚杆1附近的钢筋网2与锚杆1绑扎固定；s4：根据计算确定支撑组件3的支撑位置，并在危岩7下方开设固定槽5，在危岩7下方的锚杆1端部与危岩7底部之间安装支撑组件3和承接组件4；s5：向承接组件4内灌注混凝土，当看到有混凝土浆液溢出后，持续灌注半分钟后停止灌注并用密封塞封堵注浆孔411。
43.s6：:在钢筋网2表面喷射混凝土。
44.本技术实施例一种危岩支撑锚固装置及施工方法的实施原理为：通过锚杆1和钢筋网2的初步支护，在危岩7上开设合理固定位置，通过支撑组件3和承接组件4达到强化危岩7底部支撑能力的效果，并提升了危岩7下方锚杆1的利用率，同时也将危岩7底部部分钢筋网2充分利用，最终达到提升锚杆1和钢筋网2利用率，增强对危岩7底部支撑力的效果。
45.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。