一种循环压力注浆锚固工程施工方法
【专利摘要】本发明属于建筑施工【技术领域】，涉及一种循环压力注浆锚固工程施工方法，包括施工准备步骤，还包括以下步骤：（1）制作循环压力注浆装置；（2）检验循环压力注浆系统的耐压性；（3）安装锚杆和循环压力注浆系统；（4）配置注浆浆液；（5）第一次压力注浆；（6）第二次压力注浆；（7）第三次压力注浆；（8）拆卸循环压力注浆系统管路接头；本发明的有益效果在于，本方法所采用循环压力注浆锚杆技术，具有可控性好、桩端浆液分布均匀、锚固结构抗拔力大幅提高和高可靠性的优点，亦可减少锚固结构数量或长度，降低成本；此外，本发明设计原理可靠，在工程建设领域中具有很大的经济价值和推广应用前景。
【专利说明】一种循环压力注浆锚固工程施工方法【技术领域】
[0001]本发明属于建筑施工【技术领域】，涉及一种施工方法，尤其是一种循环压力注浆锚固工程施工方法。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济的高速发展，特别是面对近年工程建设中的超深基坑工程越来越深，防护的支护技术难度也在不断加大，在应对和解决技术难题的同时也使桩锚支护技术得到迅猛发展。
[0003]目前锚固结构(包括锚杆、锚索)传统压浆方法均采用一次单向压浆法，浆液经过压浆管进入土层，以实现浆液与岩土交界面的粘结，从而达到固定作用。但实际上一次单向压浆存在以下三方面的技术缺陷:第一，一次单向压浆法注浆不能有效控制浆液扩散范围，极有可能造成浆液的浪费以及不合理利用；第二，一次单向压浆法实施过程中存在桩端浆液分布不均匀的问题；第三，一次单向压浆法实施过程中对浆液的可控性较差；大大降低了锚杆的有效抗拔力。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的无法有效控制浆液扩散范围、桩端浆液分布不均匀以及浆液可控性差的技术缺陷，提供设计一种循环压力注浆锚固工程施工方法，以解决上述技术问题。
[0005]为实现上述目的，给出以下技术方案:
一种循环压力注浆锚固工程施工方法，包括施工准备步骤；其特征在于，还包括以下步
骤:
(1)制作循环压力注浆装置；
(2)检验循环压力注浆系统的耐压性；
(3)安装锚杆和循环压力注浆系统；
(4)配置注浆浆液；
(5)第一次压力注浆；
(6)第二次压力注浆；
(7)第三次压力注浆；
(8)拆卸循环压力注浆系统管路接头。
[0006]优选地，所述施工准备步骤包括清洗准备步骤、锚孔定位步骤、钻孔步骤、校深步骤以及清孔步骤；其中清洗准备步骤如下:将压浆管清理之后安装到压力注浆机上，然后对压浆管及压力注浆机的接头进行耐 压试验，并认真检查压力注浆机及管路系统，以确保设备正常运转，最后计量好每盘注浆外加剂，装进塑料袋，保证注浆及掺量的准确性；锚孔定位步骤具体如下:根据设计图纸确定所有锚杆的位置，在各个锚杆位置通过打入钢筋进行标记，以便在后续步骤中能够准确定位；钻孔步骤具体如下:采用回转钻机对上述步骤中确定的锚杆位置钻孔，成孔直径为20mm，成孔与水平面的夹角为12度，成孔深度不小于预定的设计深度；校深步骤具体如下:将已标注尺寸的钢筋或者锚杆放入锚孔以测定深度，如果锚孔深度不小于预定的设计深度则进行下一步工作，否则继续采用回转钻机进行钻孔，直至锚孔深度不小于预定的设计深度；所述清孔的步骤具体如下:将空压机的胶质高压气管插入锚孔底部，然后开启空压机，控制压力范围在0.5Mpa-0.6Mpa，将高压气体压入锚孔，以将锚孔内的杂质高速压出，直至锚孔内不再冲出杂质为止，停止空压机然后抽出胶质高压气管。
[0007]优选地，所述步骤(I)包括如下步骤:
(1.1)制作压力注浆管，将两根黑色胶质高压管分别制作为进口管和出口管，所述进口管和出口管的直径均为20mm ；
(1.2)制作循环压力注浆器，将长度在500-600mm之间，直径为20mm的普通镀锌管制成U型管状注浆结构，该U型管状注浆结构的开口端的两外侧壁之间的宽度小于锚孔直径，之后在循环压力注浆器的管壁布置5-8组对穿注浆孔，每个孔单独制作，首先在循环压力注浆器的管壁上钻出直径为6-8_的钻孔，然后在钻孔外包扎弹性橡胶密封层，之后在弹性橡胶密封层外包扎塑料胶带保护层，待弹性橡胶密封层和塑料胶带保护层全部固定之后，用细尖针状物将所有弹性橡胶密封层和塑料胶带保护层穿透至管内，形成注浆孔，贯通注浆孔时要一次性贯通，不能反复穿刺而造成孔径过大，最后把循环压力注浆器的管端与压力注浆管的进口管和出口管连接，将循环压力注浆管连接为一个回路，形成循环压力注浆装置。
[0008]优选地，所述步骤(2)包括如下步骤:
(2.1)首先检查压力注浆机及管路系统，确保设备正常运转；
(2.2)将循环压力注浆装置与压力注浆机连接之后进行检测试验，整个试验过程中压力注浆机提供的压力最大为5Mpa，最大压力持续时间控制在I分钟之内，如果各个管路接头处不漏水则表明检测试验合格，否则需要将循环注浆系统重新进行密封连接，直至各个管路接头处不漏水。
[0009]优选地，所述步骤(3)包括如下步骤:
(3.1)将循环压力注浆装置的压力注浆管和循环压力注浆器连接，再将压力注浆管通过细铁丝与锚杆进行固定绑扎，绑扎点位于循环压力注浆器的两端和中间位置，绑扎固定后的循环压力注浆器距锚杆末端的距离为20cm ；
(3.2)然后将锚杆与循环压力注浆装置按照锚孔倾角慢速塞入直至锚孔底部，然后用拉筋将锚杆与护坡面钢筋挂网焊接以固定锚杆，再将循环压力注浆装置的压力注浆管的进口管与压力注浆机连接，形成完整的循环压力注浆系统，从而完成锚杆和循环压力注浆系统的安装工序；锚杆和循环压力注浆系统在孔内安装时，必须确保不损坏压浆管路，不得强行扭转和冲撞循环压力注浆系统。
[0010]优选地，所述步骤(5)包括如下步骤:
(5.1)开动压力注浆机，打开出口管上的出浆口阀门，排出循环压力注浆器内的清洗用清水，当出口管流出的浆液浓度与进口管的浆液浓度基本相同时，关闭出浆口阀门，正式开始注浆，该注浆步骤中压力注浆机的压力范围为:0.2Mpa-0.3Mpa，注浆持续时间不低于480 秒； (5.2)当锚孔口溢出的浆液浓度与进口管的浆液浓度相同时，关闭压力注浆机，停止注
浆；
(5.3)然后将出浆口阀门打开，使管路联通，将压力注浆机内的储浆筒内置换成清水，开动压力注浆机，将清水从进口管压入循环压力注浆器，并从出口管压出，循环往复，将循环压力注浆装置内的残存浆液及杂质排出，当出口管不再返出浆液和杂质，冒出清水为止，
停止清洗管路工序。
[0011 ] 优选地，所述步骤(6)包括如下步骤:
待第一次注浆浆液初凝后(该时间间隔可控制在45min-3h之间，具体可以参考水泥初凝试验时间)，开始进行第二次压力注浆，第二次压力注浆与第一次压力注浆工艺的区别仅在于注浆压力不同，该次注浆压力控制在0.3-0.5Mpa之间，当锚孔口溢出的浆液浓度与进口管的浆液浓度相同时，关闭压力注浆机，停止注浆，完成第二次注浆工序；第二次压力注浆工序完成后，进行第二次清洗管路工序，第二次清洗管路工序与第一次清洗管路工序相同。
[0012]优选地，所述步骤(7)包括如下步骤:
第二次清洗管路工序完成后等待5-6小时，进行第三次压力注浆工序，第三次压力注浆工序与第二次压力注浆工序相同；第三次压力注浆工序完成后，将锚孔外的压力注浆系统的管路接头拆卸，拆卸后用软质物填塞锚孔处的管口，至此，锚孔循环压力注浆完成。
[0013]本发明的有益效果在于，本方法所采用循环压力注浆锚杆技术，具有可控性好、桩端浆液分布均匀、锚固结构抗拔力大幅提高和高可靠性的优点，亦可减少锚固结构数量或长度，降低成本；此外，本发明设计原理可靠，在工程建设领域中具有很大的经济价值和推广应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明提供的一种循环压力注浆锚固工程施工方法实施例中的循环压力注浆器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施例。
[0016]一种循环压力注浆锚固工程施工方法，包括施工准备步骤以及如下步骤:
(1)制作循环压力注浆装置；
(2)检验循环压力注浆系统的耐压性；
(3)安装锚杆和循环压力注浆系统；
(4)配置注浆浆液；
(5)第一次压力注浆；
(6)第二次压力注浆；
(7)第三次压力注浆；
(8)拆卸循环压力注浆系统管路接头。
[0017]本实施例中，所述施工准备步骤包括清洗准备步骤、锚孔定位步骤、钻孔步骤、校深步骤以及清孔步骤；其中清洗准备步骤如下:将压浆管清理之后安装到压力注浆机上，然后对压浆管及压力注浆机的接头进行耐压试验，并认真检查压力注浆机及管路系统，以确保设备正常运转，最后计量好每盘注浆外加剂，装进塑料袋，以保证注浆及掺量的准确性；锚孔定位步骤具体如下:根据设计图纸确定所有锚杆的位置，在各个锚杆位置打入钢筋进行标记，以便在后续步骤中能够准确定位；钻孔步骤具体如下:采用回转钻机对上述步骤中确定的锚杆位置进行钻孔，成孔直径为20_，成孔与水平面的夹角为12度，成孔深度不小于预定的设计深度；校深步骤具体如下:将已标注尺寸的钢筋或者锚杆放入锚孔以测定深度，如果锚孔深度不小于预定的设计深度则进行下一步工作，否则继续采用回转钻机进行钻孔，直至锚孔深度不小于预定的设计深度；所述清孔的步骤具体如下:将空压机的胶质高压气管插入锚孔底部，然后开启空压机，控制空压机的压力范围在0.5Mpa-0.6Mpa之间，将高压气体压入锚孔，以将锚孔内的杂质高速压出，直至锚孔内不再冲出杂质为止，停止空压机然后抽出胶质高压气管。
[0018]本实施例中，所述步骤(I)包括如下步骤:
(1.1)制作压力注浆管，将两根黑色胶质高压管分别制作为压力注浆进口管和压力注浆出口管，所述压力注浆进口管和压力注浆出口管的直径均为20mm，并且所述黑色胶质高压管的管壁能够承受5MPa的压力；
(1.2)制作循环压力注浆器(如图1所示)，将长度在500-600mm之间，直径为20mm的普通镀锌管制成U型管状注浆结构，该U型管状注浆结构的开口端的两外侧壁之间的宽度(D)小于锚孔直径，之后在循环压力注浆器的管壁布置5-8组对穿注浆孔，每个孔单独制作，首先在循环压力注浆器的管壁上钻出直径为6-8_的钻孔2，然后在钻孔2外包扎弹性橡胶密封层3，之后在弹性橡胶密封层3外包扎塑料胶带保护层4，待弹性橡胶密封层3和塑料胶带保护层4全部固定之后，用细尖针状物将所有弹性橡胶密封层3和塑料胶带保护层4穿透至管内，形成注浆孔，贯通注浆孔时要一次性贯通，不能反复穿刺而造成孔径过大，最后把循环压力注浆器I的管端与压力注浆管的进口管5和出口管6连接，将压力注浆管连接为一个回路，形成循环压力注浆装置；由钻孔2、弹性橡胶密封层3和塑料胶带保护层4贯通之后形成注浆孔，注浆孔在压力和弹性阻挡作用下具有单向流通注浆液的功能，压力注浆过程中，浆液从注浆孔高速射出，当停止压力注浆后，循环压力注浆器I之外的浆液和泥土等杂质由于弹性橡胶密封层3的阻挡作用而无法进入循环压力注浆器I内，从而保持循环压力注浆器I内部的清洁与畅通。
[0019]本实施例中，所述步骤(2)包括如下步骤:
在循环压力注浆系统安装以前必须对压浆管、循环压力注浆器I及相关的接头的密封性进行地面耐压检测试验，以检验循环注浆系统的密封性和畅通性是否符合注浆要求，首先检查压力注浆机及管路系统，确保设备正常运转，将循环压力注浆装置与压力注浆机连接之后进行检测试验，整个试验过程中压力注浆机提供的压力最大为5Mpa，最大压力持续时间控制在I分钟之内，如果各个管路接头处不漏水则表明检测试验合格，否则需要将循环注浆系统重新进行密封连接，直至各个管路接头处不漏水。
[0020]本实施例中，所述步骤(3 )包括如下步骤:
(3.1)将循环压力注浆装置的压力注浆管和循环压力注浆器I连接，再将压力注浆管通过细铁丝与锚杆进行固定绑扎，绑扎点位于循环压力注浆器I的两端和中间位置，绑扎固定后的循环压力注浆器I距锚杆末端的距离为20cm，以防止锚孔底部残渣对注浆效果产生影响；
(3.2)然后将锚杆与循环压力注浆装置按照锚孔倾角慢速塞入直至锚孔底部，然后用拉筋将锚杆与护坡面钢筋挂网焊接以固定锚杆，再将循环注浆装置的压力注浆管的进口管5与压力注浆机连接，形成完整的循环压力注浆系统，从而完成锚杆和循环压力注浆系统的安装工序；锚杆和注浆系统在孔内安装时，必须确保不损坏压浆管路，不得强行扭转和冲撞循环压力注浆系统。
[0021]本实施例中，所述步骤(5)包括如下步骤:
(5.1)开动压力注浆机，打开出口管6上的出浆口阀门7，排出循环压力注浆器I内的清洗用清水，当出口管6流出的浆液浓度与进口管5的浆液浓度基本相同时，关闭出浆口阀门7，正式开始注浆，该注浆步骤中压力注浆机的压力范围为:0.2Mpa-0.3Mpa，注浆持续时间不低于480秒；
(5.2)当锚孔口溢出的浆液浓度与进口管5的浆液浓度相同时，关闭压力注浆机，停止注浆；
(5.3)然后将循环压力注浆器I的出浆口阀门7打开，使管路联通，将压力注浆机内的储浆筒内置换成清水，开动压力注浆机，将清水从进口管5压入循环压力注浆器1，并从出口管6压出，循环往复，将循环压力注浆装置内的残存浆液及杂质排出，当出口管6不再返出浆液和杂质，冒出清水为止，停止清洗管路工序。
[0022]本实施例中，所述步骤(6)包括如下步骤:
待第一次注浆浆液初凝后(该时间间隔可控制在45min-3h之间，具体可以参考水泥初凝试验时间)，开始进行第二次压力注浆，第二次压力注浆与第一次压力注浆工艺的区别仅在于注浆压力不同，该次注浆压力控制在0.3-0.5Mpa之间，当锚孔口溢出的浆液浓度与进口管5的浆液浓度相同时，关闭压力注浆机，停止注浆，完成第二次注浆工序；第二次压力注浆工序完成后，进行第二次清洗管路工序，第二次清洗管路工序与第一次清洗管路工序相同。
[0023]本实施例中，所述步骤(7)包括如下步骤:
第二次清洗管路工序完成后等待5-6小时，进行第三次压力注浆工序，第三次压力注浆工序与第二次压力注浆工序相同；第三次压力注浆工序完成后，将锚孔外的压力注浆系统的管路接头拆卸，拆卸后用软质物填塞锚孔处的管口，至此，锚孔循环压力注浆完成。
[0024]以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种循环压力注浆锚固工程施工方法，包括施工准备步骤；其特征在于，还包括以下步骤: (1)制作循环压力注浆装置； (2)检验循环压力注浆系统的耐压性； (3)安装锚杆和循环压力注浆系统； (4)配置注浆浆液； (5)第一次压力注浆； (6)第二次压力注浆； (7)第三次压力注浆； (8)拆卸循环压力注浆系统管路接头。
2.根据权利要求1所述的循环压力注浆锚固工程施工方法，其特征在于:所述施工准备步骤包括清洗准备步骤、锚孔定位步骤、钻孔步骤、校深步骤以及清孔步骤；其中清洗准备步骤如下:将压浆管清理之后安装到压力注浆机上，然后对压浆管及压力注浆机的接头进行耐压试验，并认真检查压力注浆机及管路系统，以确保设备正常运转，最后计量好每盘注浆外加剂，装进塑料袋，保证注浆及掺量的准确性；锚孔定位步骤具体如下:根据设计图纸确定所有锚杆的位置，在各个锚杆位置通过打入钢筋进行标记，以便在后续步骤中能够准确定位；钻孔步骤具体如下:采用回转钻机对上述步骤中确定的锚杆位置钻孔，成孔直径为20mm，成孔与水平面的夹角为12度，成孔深度不小于预定的设计深度；校深步骤具体如下:将已标注尺寸的钢筋或者锚杆放入锚孔以测定深度，如果锚孔深度不小于预定的设计深度则进行下一步工作，否则继续采用回转钻机进行钻孔，直至锚孔深度不小于预定的设计深度；所述清孔的步骤具体如下:将空压机的胶质高压气管插入锚孔底部，然后开启空压机，控制压力范围在0.5Mpa-0.6Mpa，将高压气体压入锚孔，以将锚孔内的杂质高速压出，直至锚孔内不再冲出杂质为止，停止空压机然后抽出胶质高压气管。
3.根据权利要求1或2所述的循环压力注浆锚固工程施工方法，其特征在于:所述步骤(I)包括如下步骤: (1.1)制作压力注浆管，将两根黑色胶质高压管分别制作为进口管和出口管，所述进口管和出口管的直径均为20mm ； (1.2)制作循环压力注浆器，将长度在500-600mm之间，直径为20mm的普通镀锌管制成U型管状注浆结构，该U型管状注浆结构的开口端的两外侧壁之间的宽度小于锚孔直径，之后在循环压力注浆器的管壁布置5-8组对穿注浆孔，每个孔单独制作，首先在循环压力注浆器的管壁上钻出直径为6-8_的钻孔，然后在钻孔外包扎弹性橡胶密封层，之后在弹性橡胶密封层外包扎塑料胶带保护层，待弹性橡胶密封层和塑料胶带保护层全部固定之后，用细尖针状物将所有弹性橡胶密封层和塑料胶带保护层穿透至管内，形成注浆孔，贯通注浆孔时要一次性贯通，不能反复穿刺而造成孔径过大，最后把循环压力注浆器的管端与压力注浆管的进口管和出口管连接，将循环压力注浆管连接为一个回路，形成循环压力注浆装置。
4.根据权利要求3所述的循环压力注浆锚固工程施工方法，其特征在于:所述步骤(2)包括如下步骤: (2.1)首先检查压力注浆机及管路系统，确保设备正常运转；(2.2)将循环压力注浆装置与压力注浆机连接之后进行检测试验，整个试验过程中压力注浆机提供的压力最大为5Mpa，最大压力持续时间控制在I分钟之内，如果各个管路接头处不漏水则表明检测试验合格，否则需要将循环注浆系统重新进行密封连接，直至各个管路接头处不漏水。
5.根据权利要求4所述的循环压力注浆锚固工程施工方法，其特征在于:所述步骤(3)包括如下步骤: (3.1)将循环压力注浆装置的压力注浆管和循环压力注浆器连接，再将压力注浆管通过细铁丝与锚杆进行固定绑扎，绑扎点位于循环压力注浆器的两端和中间位置，绑扎固定后的循环压力注浆器距锚杆末端的距离为20cm ； (3.2)然后将锚杆与循环压力注浆装置按照锚孔倾角慢速塞入直至锚孔底部，然后用拉筋将锚杆与护坡面钢筋挂网焊接以固定锚杆，再将循环压力注浆装置的压力注浆管的进口管与压力注浆机连接，形成完整的循环压力注浆系统，从而完成锚杆和循环压力注浆系统的安装工序；锚杆和循环压力注浆系统在孔内安装时，必须确保不损坏压浆管路，不得强行扭转和冲撞循环压力注浆系统。
6.根据权利要求5所述的循环压力注浆锚固工程施工方法，其特征在于:所述步骤(5)包括如下步骤: (5.1)开动压力注浆机，打开出口管上的出浆口阀门，排出循环压力注浆器内的清洗用清水，当出口管流出的浆液浓度与进口管的浆液浓度基本相同时，关闭出浆口阀门，正式开始注浆，该注浆步骤中压力注浆机的压力范围为:0.2Mpa-0.3Mpa，注浆持续时间不低于480 秒； (5.2)当锚孔口溢出的 浆液浓度与进口管的浆液浓度相同时，关闭压力注浆机，停止注浆； (5.3)然后将出浆口阀门打开，使管路联通，将压力注浆机内的储浆筒内置换成清水，开动压力注浆机，将清水从进口管压入循环压力注浆器，并从出口管压出，循环往复，将循环压力注浆装置内的残存浆液及杂质排出，当出口管不再返出浆液和杂质，冒出清水为止，停止清洗管路工序。
7.根据权利要求6所述的循环压力注浆锚固工程施工方法，其特征在于:所述步骤(6)包括如下步骤: 待第一次注浆浆液初凝后，开始进行第二次压力注浆，第二次压力注浆与第一次压力注浆工艺的区别仅在于注浆压力不同，该次注浆压力控制在0.3-0.5Mpa之间，当锚孔口溢出的浆液浓度与进口管的浆液浓度相同时，关闭压力注浆机，停止注浆，完成第二次注浆工序；第二次压力注浆工序完成后，进行第二次清洗管路工序，第二次清洗管路工序与第一次清洗管路工序相同。
8.根据权利要求7所述的循环压力注浆锚固工程施工方法，其特征在于:所述步骤(7)包括如下步骤: 第二次清洗管路工序完成后等待5-6小时，进行第三次压力注浆工序，第三次压力注浆工序与第二次压力注浆工序相同；第三次压力注浆工序完成后，将锚孔外的压力注浆系统的管路接头拆卸，拆卸后用软质物填塞锚孔处的管口，至此，锚孔循环压力注浆完成。
【文档编号】E02D5/74GK103603350SQ201310663976
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】董玉罡 申请人:山东华邦建设集团有限公司