一种中空注浆锚索及其分段隔离注浆方法与流程

本发明属于岩土工程支护技术领域，具体的说是一种中空注浆锚索及其分段隔离注浆方法。

背景技术

岩土工程如地铁、隧道、边坡、井巷、涵洞、大坝等，在遇地质破碎带、部分软岩、易冒落片帮、滑坡失稳、大变形、有出水或突水危险、管涌等情况时，注浆加固是常用的首选方法之一，其方法是通过注浆锚索、注浆锚杆等，利用注入浆液的粘接和凝结作用机理等，达到加固围岩，显著提高支护、堵水等效果。

目前采用注浆锚索存在的问题：采用锚索注浆，孔深甚至达百米，在深孔或地质密实段注入的浆液少，造成浆液扩撒渗透不均匀，存在弱面，致使还是可能发生渗水漏水突水、冒落片帮滑坡等。目前解决的方法是复注、加密钻孔等，造成工程量浩大，并且也难以达到安全要求。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种中空注浆锚索及其封孔方法，解决现有锚索不能对深部围岩进行分段式注浆加固，有利于提高深部岩层裂隙的注浆量，显著提高注浆加固或封堵效果，防止浅层跑浆导致的注浆不均匀或注浆后支护不理想等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种中空注浆锚索，安装于钻孔中，包括索体、封浆机构、注浆机构，所述封浆机构设置在索体与钻孔内壁之间，其中，所述封浆机构包括a筒体和b筒体，所述a筒体与b筒体之间设有第一通孔，且所述第一通孔内安装有连杆；所述连杆的底端安装有橡皮塞，且背离所述橡皮塞一端的所述连杆的侧壁上设有挡圈；所述a筒体与b筒体内均安装有推杆；所述a筒体与b筒体的底端均设有出液口，且所述a筒体与b筒体的底端连接有固定座，所述固定座上设有滑槽，且所述出液口与所述滑槽配合连接；所述固定座上设有a液体通道和b液体通道，且所述固定座的底端连接有气囊。

所述注浆机构包括安装在所述索体顶端的顶盖，且所述索体的侧壁设有第二通孔；所述第二通孔内部安装有活塞，且所述活塞由锥形孔、尾部、中部和头部组成，活塞的头部为圆台形结构，侧壁的倾斜角度为45°(或根据锚索结构做适当的调整)，活塞的中部为圆台形结构，侧壁的倾斜角度为8－15°(或根据锚索结构做适当的调整)。

所述中空注浆锚索，还包括多个分级式封孔装置，所述多个分级式封孔装置设置在索体上，其每一个包括设置在所述索体上的封孔塞；所述封孔塞的外侧上套装有塑料玻璃套管，且所述塑料玻璃套管一侧套装有固定框；所述固定框上安装两只小细管。

优选的，所述多个分级式封孔装置为两个，其将索体分为三个区域即注浆区域a、区域b和区域c，区域a为索体尾端至第一级封孔装置的固定框顶端，b为第一级封孔装置的固定框顶端至第二级封孔装置的的固定框顶端，c为第二级封孔装置的固定框顶端至索体前端。

优选的，所述索体中有贯通的注浆孔；所述封孔装置对应的索体处设有出浆孔，所述封孔塞与索体出浆孔间有润滑使得封孔塞可沿索体上下移动，所述塑料玻璃套管与封孔塞配合相套。

所述区域b和a处出浆孔孔径相等，数量相同，且区域b和区域a处的塑料玻璃套管的厚度不同。

一种中空注浆锚索的分段隔离注浆方法，包括：

在固定框上安装两只相应的小细管，其直径为4mm，小细管与固定框相连，密封良好，将一细管注入化学浆液a，另一细管注入化学浆液b，将两种化学浆液混合，化学浆液随后膨胀，实现分段隔离。

本发明的有益效果如下：

1.本发明结构简易、加工方便，改善了现有注浆锚索的不足，解决现在支护的注浆锚索注浆效果差等问题，提高工作效率、降低支护成本，减少人力物力的投入；

2.本发明分段式封孔工艺，解决了深部层岩进行注浆加固时，浅层跑浆、注浆效果不理想等问题，同时实现有针对性的对不同区域进行注浆；显著提高安全效果；避免因施工材料等因素造成无法实现施工目的的情况；提高破碎围岩结构的完整性。加强中空式注浆锚索的全长锚固。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的注浆锚索的整体结构图；

图2是本发明的封孔塞结构示意图；

图3是本发明的塑料玻璃套管结构示意图；

图4是本发明的固定框结构示意图；

图5是本发明的固定框安装示意图；

图6是本发明的封浆装置结构示意图；

图7是本发明的筒体结构示意图；

图8是本发明的固定座结构示意图；

图9是本发明的索体注浆示意图；

图10是本发明的活塞结构示意图；

图11是本发明的活塞截面结构示意图。

图中：1、索体，2、尾体螺母，3、垫板，4、岩石，5、塑料玻璃套管，6、固定框，7、封孔塞，9、钻孔，13、推杆，14、a筒体，15、a液体通道，16、橡皮塞，17、挡圈，18、b筒体，19、连杆，20、第一通孔，21、b液体通道，22、固定座，22a、滑槽，23、气囊，24、出液口，25、顶盖，26、注浆泵，27、第二通孔，28、活塞，28a、锥形孔，28b、尾部，28c、中部，28d、头部。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-11所示：一种分段式中空注浆锚索，安装于钻孔中，包括索体、封浆机构、注浆机构，所述封浆机构设置在索体与钻孔内壁之间，其中，所述封浆机构包括a筒体14和b筒体18，所述a筒体14与b筒体18之间设有第一通孔20，且所述第一通孔20之间安装有连杆19；所述连杆19的底端安装有橡皮塞16，且背离所述橡皮塞16一端的所述连杆19的侧壁上设有挡圈17；所述a筒体14与b筒体18内安装有推杆13；所述a筒体14与b筒体18的底端设有出液口24，且所述a筒体14与b筒体18的底端连接有固定座22，所述固定座22上设有滑槽22a，且所述出液口24与所述滑槽22a配合连接；所述固定座22上设有a液体通道15和b液体通道21，且所述固定座22的底端连接有气囊23；

所述注浆机构包括安装在所述索体1顶端的顶盖25，且所述索体1的侧壁设有第二通孔27；所述第二通孔27内部安装有活塞28，且所述活塞28由锥形孔28a、尾部28b、中部28c和头部28d组成，活塞28的头部28d为圆台形结构，侧壁的倾斜角度为45°，活塞28的中部28c为圆台形结构，侧壁的倾斜角度为8-15°，聚氨酯活塞橡胶活塞在侧壁倾斜角度为8-10°时锚索内部空间的压力加大过程中，当施加压力为1-3mpa的时候，活塞28尾部孔被压缩变形，使活塞冲出。聚氨酯活塞橡胶活塞在侧壁倾斜角度为11-15°时锚索内部空间的压力加大过程中，当施加压力大于5mpa的时候，活塞28尾部孔被压缩变形，使活塞28冲出。注浆泵26设置在索体1中。

所述分段式封孔装置包括设置在所述索体上的封孔塞7；所述封孔塞7的外侧上套装有塑料玻璃套管5，且所述塑料玻璃套管5一侧套装有固定框6。

优选的，所述分段式封孔装置为两个，其将索体分为三个区域即注浆区域a、注浆区域b和注浆区域c，注浆区域a为索体尾端至第一个封孔装置的固定框顶端，注浆区域b为第一个封孔装置的固定框顶端至第二个封孔装置的固定框顶端，注浆区域c为第二个封孔装置的固定框顶端至索体前端。

一种中空注浆锚索的分段隔离注浆方法，具体如下：

在固定框6上安装两只相应的小细管，其直径为4mm，小细管与固定框6相连，密封良好，将一吸管注入化学浆液a，另一细管注入化学浆液b，将两种化学浆液混合，化学浆液随后膨胀，实现分段隔离。

实施例一：

a1，组装分级式封孔装置：安装固定框6及其螺母。在固定框6底部安装对应的小细管，完成分级式封孔装置安装。

a2，封出浆孔：在封孔塞7上涂上润滑剂，堵塞在出b与a区域的出浆孔上，a区域套上较厚的塑料玻璃套管5,b区域套上较薄的塑料玻璃套管5，保证其密封性。

a3，打孔：在巷道内打出所需支护的钻孔9，在索体前段留好预定的c、b注浆区域的长度，并在c与b间和b与a预留的长度间同时安装分级式封孔装置使其固定在锚索索体1上，保证好操作绳的长度。

a4，锚固：将注浆锚索放入钻孔9内，使用本中空分段式注浆锚索用机械式或树脂进行端部固定。

a5，注浆：对两个相应的小细管分别注入化学浆液a、b。使其反应膨胀，进行区域封孔，然后进行注浆，由于b与a区域的塑料玻璃套管5厚度不同，浆液对c区域注浆完成后先冲破b区域的塑料玻璃套管5在冲破a区域的塑料玻璃套管5从而保证c、b、a注浆的顺序不同，待浆液凝固后加固破碎围岩，提高破碎围岩结构的完整性。加强中空式注浆锚索的全长锚固。

实施例二：

b1，组装分级式封孔装置：安装固定框6及其螺母。在固定框6底部安装对应的小细管，完成分级式封孔装置安装。

b2，封出浆孔：在封孔塞7上涂上润滑剂，堵塞在出b与a区域的出浆孔上，a区域套上较厚的塑料玻璃套管5,b区域套上较薄的塑料玻璃套管5，保证其密封性。

b3，打孔：在巷道内打出所需支护的钻孔9，在索体前段留好预定的c、b注浆区域的长度，并在c与b间和b与a预留的长度间同时安装分级式封孔装置使其固定在锚索索体1上，保证好操作绳的长度。

b4，锚固：将注浆锚索放入钻孔9内，使用本中空分段式注浆锚索用机械式或树脂进行端部固定。

b5，注浆：对两个相应的小细管分别注入化学浆液a、b。使其反应膨胀，进行区域封孔，然后进行注浆，由于b与a区域被封孔塞7堵死，所以先进行c区域的注浆，在拉动b区域的封孔塞7上的操作绳，由于受到剪切力，封孔塞7滑落进行b区域的注浆，最后拉动a区域的封孔塞7，由于b与a区域从而保证c、b、a注浆的顺序不同，待浆液凝固后加固破碎围岩，提高破碎围岩结构的完整性，加强中空式注浆锚索的全长锚固。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。