超前支护径向锚杆结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种超前支护径向锚杆结构，其特征在于：所述径向锚杆的后端设有连接套管，所述连接套管前端连接锚杆体A，所述锚杆体A前端外围套设有锚头，所述锚头外围套设有定位件，所述连接套管后端连接锚杆体B，所述连接套管后端外围套设有锚尾A，所述锚尾A的后端设有封闭端，所述封闭端采用机械方法拆除以形成后端开口的锚尾B，从所述锚尾B的后端可通过所述连接套管安装锚杆体B，所述锚杆体B后端加设垫板和螺母；与现有技术相比，本实用新型对现有的锚杆结构进行了改进，设置了锚尾和定位件，以便于锚杆体在锚杆孔中居中、定位固定和后期接长。
【专利说明】超前支护径向锚杆结构
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及隧道工程或岩土工程领域，具体涉及一种超前支护径向锚杆结构。
[0003]【背景技术】:
[0004]径向锚杆可以提高隧道围岩的稳定性能，可在隧道周边形成一定厚度的围岩加固圈，是隧道工程中非常重要也很常用的支护措施。但是，径向锚杆一般是在隧道永久开挖基面形成以后才开始实施并发挥支护作用的，对隧道永久开挖基面形成之前的围岩变形难以形成支护作用，很显然，现有径向锚杆技术不具备超前支护的功能，其支护能力并没有在工程中得到充分利用。在实际工程中，常采用预加固或预支护措施，以便对隧道开挖之前的围岩变形进行控制，然后进行洞内开挖和径向锚杆等支护措施的施工，因增加了预加固或预支护措施，其工程投资较大，工期也较长。如何实现径向锚杆对隧道永久开挖基面形成之前的围岩变形形成支护作用是本实用新型需要解决的技术问题。
[0005]
【发明内容】
:
[0006]本实用新型提供一种超前支护径向锚杆结构，该超前支护径向锚杆结构有利于实现对隧道永久开挖基面形成之前的围岩变形形成预支护作用。
[0007]本实用新型采用的技术方案是:
[0008]本实用新型超前支护径向锚杆结构，其特征在于，所述径向锚杆的后端设有连接套管，所述连接套管前端连接锚杆体A，所述锚杆体A前端外围套设有锚头，所述锚头外围套设有定位件，所述连接套管后端连接锚杆体B，所述连接套管后端外围套设有锚尾A，所述锚尾A的后端设有封闭端，所述封闭端采用机械方法拆除以形成后端开口的锚尾B，从所述锚尾B的后端可通过所述连接套管安装锚杆体B，所述锚杆体B后端加设垫板和螺母；所述锚头外壁设有限位键A和限位键B，所述锚头后端设有环形扣槽，所述定位件包含螺旋钢筋和弹簧片，所述弹簧片有四肢且沿所述螺旋钢筋呈圆周均匀分布，所述弹簧片与所述螺旋钢筋焊接成整体，所述弹簧片后端设有扣勾。
[0009]进一步的，上述定位件可通过所述螺旋钢筋采用旋进方法外套在所述锚头的限位键A和限位键B之间，所述定位件可在所述限位键A和限位键B之间的范围内前后自由滑动，但不能滑出该范围，其滑动距离须满足所述弹簧片的扣勾与所述锚头的环形扣槽能够互相扣连在一起或者互相脱开分离的要求。
[0010]进一步的，上述扣勾与环形扣槽互相扣连在一起时，可方便所述径向锚杆在锚杆孔中的插入就位作业，所述径向锚杆在锚杆孔中就位后，可通过顶杆向锚杆体A施加推力，使定位件弹簧片的前端抵紧锚杆孔孔底围岩，并使锚头向锚杆孔孔底滑动，以迫使所述扣勾与环形扣槽互相脱开分离，此时，所述弹簧片的后端会在自身弹力作用下向外张开并支撑在锚杆孔孔壁上，从而，将所述径向锚杆固定在锚杆孔内的设定位置，以防止径向锚杆从锚杆孔中滑出。
[0011]进一步的，上述锚杆孔内布设有排气管，所述排气管间隔固定在所述锚杆体A上，所述排气管前端延伸至所述锚头、后端延伸至位于临时基面的锚杆孔孔口以外，所述锚杆孔孔口处设有注浆管、排气管和止浆塞。
[0012]进一步的，上述连接套管分别与所述锚杆体A、锚杆体B和锚尾A之间的连接方式以及所述锚杆体A与锚头之间的连接方式均采用螺纹连接。
[0013]本实用新型采用径向锚杆结构进行超前支护的施工方法，在永久开挖基面开挖施工之前，在临时基面所在的作业空间内进行锚杆孔的钻孔和施工安装径向锚杆。
[0014]进一步的,其具体的施工步骤如下:
[0015](I)根据临时基面和永久开挖基面的相对关系，进行径向锚杆的总体布置设计，径向锚杆尽量与永久开挖基面呈垂直或正交布置，当作业空间有限时，采用接近正交的大角度布置形式；
[0016](2)根据径向锚杆的总体布置，确定每一根径向锚杆的位于临时基面处的临时孔口的空间位置、锚杆孔的倾斜角度和成孔深度；
[0017](3)将径向锚杆的锚头、定位件、锚杆体A、连接套管和锚尾A组装成整体，将所述定位件后端的扣勾与所述铺头后端的环形扣槽互相扣连在一起，并将排气管间隔固定在铺杆体A上；
[0018](4)在临时基面所在的作业空间内进行锚杆孔的钻孔和清孔作业完成后，将组装好的径向锚杆插入锚杆孔中，并利用顶杆将径向锚杆顶入预定位置，使径向锚杆的连接套管位于永久开挖基面靠围岩一侧附近、锚尾A后端的封闭端位于开挖范围以内、锚头位于锚杆孔孔底附近，通过顶杆向锚杆体A施加推力，使定位件的前端抵紧锚杆孔孔底围岩，并使锚头向锚杆孔孔底滑动，以迫使所述扣勾与环形扣槽互相脱开分离，此时，定位件的弹簧片后端会在自身弹力作用下向外张开并支撑在锚杆孔孔壁上，从而将径向锚杆固定在锚杆孔内，之后，再从锚杆孔中抽出顶杆；
[0019](5)在锚杆孔临时孔口处，安装注浆管、排气管和止浆塞，并通过注浆管向锚杆孔内压注水泥砂浆，当排气管管口出现回浆后，停止注浆；为了保证锚杆孔内的浆液从低位逐渐向高位充盈，当锚头位于锚尾A的低位时，应利用排气管向锚杆孔内注浆，同时利用注浆管向锚杆孔外排气；
[0020](6)进行下一根径向锚杆的安装施工，直至全部径向锚杆施工完毕并形成支护作用后，进行永久开挖基面的开挖施工，永久开挖基面形成后，拆除锚尾A后端的封闭端，再安装锚杆体B，在锚杆孔孔口座浆、安装垫板并拧紧螺母。
[0021]进一步的，上述临时基面是既有隧道结构的内轮廓基面，或是超前导坑的内轮廓基面。
[0022]与现有技术相比，本实用新型对现有的锚杆结构进行了改进，设置了锚尾和定位件，以便于锚杆体在锚杆孔中居中、定位固定和后期接长；其利用超前的临时工作空间，在永久开挖基面开挖施工之前，提前施工径向锚杆，以便在永久开挖基面外围形成围岩加固圈，实现了径向锚杆的超前支护功能，可节省预支护措施和工程投资，缩短工期。
[0023]【专利附图】
【附图说明】:
[0024]图1是本实用新型实施例中径向锚杆超前支护总体布置示意图
[0025]图2是本实用新型实施例中径向锚杆施工状态剖面示意图
[0026]图3是本实用新型实施例中径向锚杆使用状态剖面示意图
[0027]图4是本实用新型实施例中径向锚杆锚头示意图
[0028]图5是本实用新型实施例中径向锚杆锚头示意图中的A-A剖面图
[0029]图6是本实用新型实施例中径向锚杆定位件示意图
[0030]图7是本实用新型实施例中径向锚杆定位件示意图中的B视图
[0031]图8是本实用新型实施例中径向锚杆锚头和定位件组装剖面示意图
[0032]图9是本实用新型实施例中径向锚杆锚尾A示意图
[0033]图10是本实用新型实施例中径向锚杆锚尾B示意图
[0034]图中标号说明:1-径向锚杆，2-永久开挖基面，3-既有隧道结构，4-新建隧道结构，5-临时基面，6-锚杆孔，7-排气管，8-注浆管，9-止浆塞，10-隧道中轴线，101-锚头，102-定位件，103-锚杆体A，104-连接套管，105-锚尾A，106-锚杆体B，107-垫板，108-螺母，109-锚尾B, 1011-限位键A，1012-限位键B, 1013-环形扣槽，1021-螺旋钢筋，1022-弹簧片，1023-扣勾。
[0035]【具体实施方式】:
[0036]下面以既有隧道原位拓宽工程作为具体实施例和相关附图，对本实用新型作进一步详细说明。
[0037]本实用新型超前支护径向锚杆结构，所述径向锚杆I朝向锚杆孔6孔底一端为前端，朝向锚杆孔6孔口一端为后端,在径向锚杆I位于永久开挖基面2靠围岩一侧附近设有连接套管104，所述连接套管104前端连接锚杆体A (103)，所述锚杆体A (103)前端外围套设有锚头101，所述锚头101外围套设有定位件102，所述连接套管104后端连接锚杆体B (106)，所述连接套管104后端外围套设有锚尾A (105)，所述锚尾A (105)的后端设有封闭端，所述封闭端的作用是防止水泥砂浆进入连接套管104内部，所述封闭端可采用机械方法拆除，以形成后端开口的锚尾B (109)，从所述锚尾B (109)的后端可通过所述连接套管104安装锚杆体B (106)，所述锚杆体B (106)后端可加设垫板107和螺母108 ；
[0038](I)锚头101外壁设有限位键A (1011)和限位键B (1012)，所述锚头101后端设有环形扣槽1013，所述定位件102包含螺旋钢筋1021和弹簧片1022，所述弹簧片1022有四肢且沿所述螺旋钢筋1021呈圆周均匀分布，所述弹簧片1022与所述螺旋钢筋1021焊接成整体，所述弹簧片1022后端设有扣勾1023 ；
[0039](2)所述定位件102可通过所述螺旋钢筋1021采用旋进方法外套在所述锚头101的限位键A (1011)和限位键B (1012)之间，所述定位件102可在所述限位键A (1011)和限位键B (1012)之间的范围内前后自由滑动，但不能滑出该范围，其滑动距离须满足所述弹黃片1022后端的扣勾1023与所述铺头101后端的环形扣槽1013能够互相扣连在一起或脱开分离的要求；
[0040](3)所述扣勾1023与环形扣槽1013互相扣连在一起时，可方便所述径向锚杆I在锚杆孔6中的插入就位作业，所述径向锚杆I在锚杆孔6中就位后，可通过顶杆向锚杆体A(103)施加推力，使定位件102弹簧片1022的前端抵紧锚杆孔6孔底围岩，并使锚头101向锚杆孔6孔底滑动，以迫使所述扣勾1023与环形扣槽1013互相脱开分离，此时，所述弹簧片1022的后端会在自身弹力作用下向外张开并支撑在锚杆孔6孔壁上，从而，将所述径向锚杆I固定在锚杆孔6内的设定位置，以防止径向锚杆I从锚杆孔6中滑出；
[0041](4)所述锚杆孔6内布设有排气管7，所述排气管7间隔固定在所述锚杆体A(103)上，所述排气管7前端延伸至所述锚头101、后端延伸至位于临时基面5的锚杆孔6孔口以夕卜，所述锚杆孔6孔口处设有排气管7、注浆管8和止浆塞9。
[0042](5)所述连接套管104分别与所述锚杆体A (103)、锚杆体B (106)和锚尾A (105)之间的连接方式，以及所述锚杆体A (103)与锚头101之间的连接方式，均采用螺纹连接；
[0043](6)所述临时基面5可以是既有隧道结构3的内轮廓基面，也可以是超前导坑的内轮廓基面，且不仅限于所述内轮廓基面。
[0044]本实用新型采用径向锚杆结构进行超前支护的施工方法，包括以下施工步骤:
[0045](I)根据临时基面5和永久开挖基面2的相对关系，进行径向锚杆I的总体布置设计，径向锚杆I尽量与永久开挖基面2呈垂直或正交布置，当作业空间有限时，采用接近正交的大角度布置形式；
[0046](2)根据径向锚杆I的总体布置，确定每一根径向锚杆I的位于临时基面5处的临时孔口的空间位置、锚杆孔6的倾斜角度和成孔深度，并在临时基面5上进行孔口位置放样；
[0047](3)将径向锚杆I的锚头101、定位件102、锚杆体A (103)、连接套管104和锚尾A (105)组装成整体，将所述定位件102后端的扣勾1023与所述锚头101后端的环形扣槽1013互相扣连在一起，并将排气管7间隔固定在锚杆体A (103)上；
[0048](4)在临时基面5所在的作业空间内进行锚杆孔6的钻孔和清孔作业完成后，将组装好的径向锚杆I插入锚杆孔6中，并利用顶杆将径向锚杆I顶入预定位置，使径向锚杆I的连接套管104位于永久开挖基面2靠围岩一侧附近、锚尾A (105)后端的封闭端位于开挖范围以内、锚头101位于锚杆孔6孔底附近，通过顶杆向锚杆体A (103)施加推力，使定位件102的前端抵紧锚杆孔6孔底围岩，并使锚头101向锚杆孔6孔底滑动，以迫使定位件102弹簧片1022后端的扣勾1023与锚头101后端的环形扣槽1013互相脱开分离，此时，定位件102的弹簧片1022后端会在自身弹力作用下向外张开并支撑在锚杆孔6孔壁上，从而将径向锚杆I固定在锚杆孔6内，之后，再从锚杆孔6中抽出顶杆；
[0049](5)在锚杆孔6临时孔口处，安装排气管7、注浆管8和止浆塞9，并通过注浆管8向锚杆孔6内压注水泥砂衆，当排气管7管口出现回浆后，停止注浆；为了保证锚杆孔6内的浆液从低位逐渐向高位充盈，当锚头101位于锚尾A (105)的低位时，应利用排气管7向锚杆孔6内注衆，同时利用注衆管8向锚杆孔6外排气；
[0050](6)进行下一根径向锚杆I的安装施工，直至全部径向锚杆I施工完毕并形成支护作用后，进行永久开挖基面2的开挖施工，在永久开挖基面2形成后，拆除锚尾A (105)后端的封闭端，以形成后端开口的锚尾B (109)，再从锚尾B (109)的后端通过所述连接套管104安装锚杆体B (106)，在锚杆孔6孔口座浆、安装垫板107并拧紧螺母108。
[0051]上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种超前支护径向锚杆结构，其特征在于，所述径向锚杆的后端设有连接套管，所述连接套管前端连接锚杆体A，所述锚杆体A前端外围套设有锚头，所述锚头外围套设有定位件，所述连接套管后端连接锚杆体B，所述连接套管后端外围套设有锚尾A，所述锚尾A的后端设有封闭端，所述封闭端拆除以形成后端开口的锚尾B，从所述锚尾B的后端通过所述连接套管安装锚杆体B，所述锚杆体B后端加设垫板和螺母；所述锚头外壁设有限位键A和限位键B，所述锚头后端设有环形扣槽，所述定位件包含螺旋钢筋和弹簧片，所述弹簧片有四肢且沿所述螺旋钢筋呈圆周均匀分布，所述弹簧片与所述螺旋钢筋焊接成整体，所述弹簧片后端设有扣勾。
2.根据权利要求1所述的超前支护径向锚杆结构，其特征在于:所述定位件通过所述螺旋钢筋采用旋进方法外套在所述锚头的限位键A和限位键B之间，所述定位件在所述限位键A和限位键B之间的范围内前后自由滑动，但不能滑出该范围，其滑动距离须满足所述弹簧片的扣勾与所述锚头的环形扣槽能够互相扣连在一起或者互相脱开分离的要求。
3.根据权利要求1所述的超前支护径向锚杆结构，其特征在于:所述扣勾与环形扣槽互相扣连在一起时，可方便所述径向锚杆在锚杆孔中的插入就位作业，所述径向锚杆在锚杆孔中就位后，可通过顶杆向锚杆体A施加推力，使定位件弹簧片的前端抵紧锚杆孔孔底围岩，并使锚头向锚杆孔孔底滑动，以迫使所述扣勾与环形扣槽互相脱开分离，此时，所述弹簧片的后端会在自身弹力作用下向外张开并支撑在锚杆孔孔壁上，从而，将所述径向锚杆固定在锚杆孔内的设定位置，以防止径向锚杆从锚杆孔中滑出。
4.根据权利要求1所述的超前支护径向锚杆结构，其特征在于:所述锚杆孔内布设有排气管，所述排气管间隔固定在所述锚杆体A上，所述排气管前端延伸至所述锚头、后端延伸至位于临时基面的锚杆孔孔口以外，所述锚杆孔孔口处设有注浆管、排气管和止浆塞。
5.根据权利要求1所述的超前支护径向锚杆结构，其特征在于:所述连接套管分别与所述锚杆体A、锚杆体B和锚尾A之间的连接方式以及所述锚杆体A与锚头之间的连接方式均采用螺纹连接。
6.根据权利要求4所述的超前支护径向锚杆结构，其特征在于:所述临时基面是既有隧道结构的内轮廓基面，或是超前导坑的内轮廓基面。
【文档编号】E21D20/02GK204002881SQ201420345720
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】陈七林, 陈硕 申请人:福州市规划设计研究院