一种控制锚杆/锚索分段锚固效果的注浆锚固方法

1.本发明涉及一种锚杆锚索注浆锚固方法，尤其适用于大变形巷道围岩、动载巷道等需要锚杆锚索保持较高的变形能力的情况。


背景技术：

2.锚杆/锚索支护是目前岩土和采矿工程中用到的主要围岩加固技术。全长注浆加固既可以提高锚杆/锚索的锚固效果，还可以提高围岩的完整性，改善围岩的质量。对于大变形巷道和动载巷道，全长注浆锚杆/锚索容易在巷道围岩变形和动载作用下产生局部应力集中，进而发生破断失效。此外，即使对于一般的巷道，锚杆/锚索也容易在距离围岩表面较近位置由于拉伸和剪切复合作用而发生破坏。通常情况下，锚杆/锚索里端一定长度的锚固就可以满足锚固的需求，锚杆/锚索全长注浆的意义在于对钻孔周围裂隙岩体的加固，而非对锚杆/锚索进行全长锚固。所以，发明一种简单、方便、低成本的锚杆/锚索全长注浆方法，实现对锚固段和自由段分布的自由控制，对于巷道围岩稳定性控制是十分有意义的。


技术实现要素：

3.发明目的：针对现有技术问题，提供了一种简单、方便、低成本的锚杆/锚索全长注浆分段可控锚固方法，用以提高注浆锚杆/锚索的变形能力。
4.本发明采用的技术方案是：针对上述技术目的，本发明提供了一种锚杆/锚索全长注浆分段可控锚固方法，其包括：在进行注浆锚固前，确定注浆锚固段和注浆非锚固段的分布，采用具有一定粘性的薄层柔性材料(如胶带、保鲜膜等)对注浆非锚固段进行包裹，从而使注浆非锚固段的锚杆/锚索表面和注浆材料不直接接触。
5.注浆锚杆/锚索的锚固作用是通过杆体与注浆材料之间的机械咬合和摩擦实现的，为了避免注浆锚杆/锚索非锚固段被锚固，需要保证该段锚杆/锚索不会与注浆材料发生明显的机械咬合和摩擦。因此，除了要求注浆材料不和锚杆/锚索杆体直接接触外，还要求锚杆/锚索杆体与注浆材料之间不会形成明显的机械咬合。为实现这一点，要求注浆锚杆/锚索包裹层有足够的厚度，保证包裹层厚度不小于杆体表面筋骨的高度。
6.对于锚杆/锚索的安装，为了实现锚固段的有效锚固，一般要求钻孔直径比锚杆/锚索直径大5～10mm左右，所以注浆非锚固段锚杆/锚索包裹层的厚度不能太厚。否则，包裹层将阻碍锚杆/锚索插入钻孔，且会影响注浆材料在钻孔内部的流动。包裹成的厚度需要根据锚杆/锚索杆体筋骨高度、钻孔直径、注浆材料流动性等因素综合确定。
7.有益效果：
8.本发明方法简单、方便，且成本低廉，可以实现注浆锚杆/锚索的分段可控锚固。本发明无需改变锚杆/锚索结构，无需改变施工工艺流程，工人在施工过程中可以完全按照锚杆/锚索原有安装流程施工。通过注浆锚杆/锚索的分段锚固，在注浆加固围岩的同时，保证了锚杆/锚索的变形能力，避免锚杆/锚索在大变形、动载、巷道表面剪切变形条件下过早发生破断失效。
附图说明
9.图1为本发明的锚杆/锚索分段锚固安装图；
10.图2为本发明的锚杆/锚索注浆非锚固段横截面图(a-a截面)；
11.图中：1-锚杆杆体、2-锁具、3-托盘、4-钻孔、5-包裹层、6-止浆塞、7-杆体筋骨、8-注浆浆液、9-树脂锚固剂。
12.具体实时方式
13.一种控制锚杆/锚索分段锚固效果的注浆锚固方法，采取以下步骤：
14.1.锚杆/锚索预处理：根据围岩支护要求对锚杆进行分段，将其分为端部预锚固段、注浆锚固段和注浆非锚固段。保持端部预锚固段和注浆锚固段的原有状态不变，在注浆非锚固段上缠绕薄层柔性材料(如胶带、保鲜膜等)进行包裹处理，包裹层厚度不小于锚杆/锚索杆体表面筋骨的高度。为避免注浆材料从注浆非锚固段两端进入包裹层和锚杆之间可能存在的空隙，在对注浆非锚固段进行包裹时，在两端包裹一定长度(1～2cm左右)的海绵，从而形成止浆塞。
15.2.锚杆端部锚固及预紧：将端锚所需的树脂药卷和锚杆/锚索依次插入钻孔中，通过钻机旋转锚杆/锚索至钻孔孔底，钻孔底部的树脂凝固后将锚杆/锚索锚固于岩体内。在锚杆/锚索外端安装托盘和锁具，然后采用专用的预紧机具对锚杆/锚索施加设定的预紧力。
16.3.注浆：将注浆机具和锚杆/锚索外端的注浆孔相连，启动注浆泵对锚杆/锚索进行注浆，注浆浆液逐渐充满钻孔和围岩内的裂隙。其中，注浆锚固段的注浆浆液分别与钻孔孔壁和锚杆/锚索杆体直接接触，而注浆非锚固段的注浆浆液分别与钻孔孔壁和包裹层直接接触，不与锚杆/锚索杆体直接接触，这样就形成了注浆锚固段和注浆非锚固段。


技术特征：
1.一种控制锚杆/锚索分段锚固效果的注浆锚固方法，其特征在于：将锚杆/锚索分为端部预锚固段、注浆锚固段和注浆非锚固段；保持端部预锚固段和注浆锚固段的原有状态不变，在注浆非锚固段上缠绕薄层柔性材料(如胶带、保鲜膜等)进行包裹处理，包裹层厚度不小于锚杆/锚索杆体表面筋骨的高度；对注浆非锚固段进行包裹时，在两端包裹一定长度(1～2cm左右)的海绵，从而形成止浆塞，避免注浆液进入包裹层与锚杆/锚索之间可能存在的空隙。

技术总结
本发明公开了一种控制锚杆/锚索分段锚固效果的注浆锚固方法。本方法通过将锚杆/锚索分为端部预锚固段、注浆锚固段和注浆非锚固段，对注浆非锚固段进行特殊处理，从而实现分段控制锚固。对注浆非锚固段的处理方式为在杆体上缠绕薄层柔性材料(如胶带、保鲜膜等)进行包裹处理，包裹层厚度不小于锚杆/锚索杆体表面筋骨的高度。为避免注浆材料从注浆非锚固段两端进入包裹层和锚杆之间可能存在的空隙，在对注浆非锚固段进行包裹时，在两端包裹一定长度(1～2cm左右)的海绵，从而形成止浆塞。通过采用包裹层隔离锚杆杆体与注浆液，避免注浆非锚固段锚杆杆体与注浆体发生摩擦和机械咬合，从而实现注浆非锚固段的非锚固效果。从而实现注浆非锚固段的非锚固效果。从而实现注浆非锚固段的非锚固效果。


技术研发人员：李许伟 陶俊 马翔 黄瑞 刘政 余光成 张德兵 巩思园 韩玉忠
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2022/6/28