公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法的製作方法

2023-05-23 12:35:01

專利名稱：公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法。
背景技術：
在開挖公路巖石邊坡的工程中，以往都是使用錨索進行加固。該錨索長20-50m，由多根鋼絞線組成，在每根鋼絞線的頂端都有一個固定錨。錨孔用潛孔鑽打制，錨孔傾斜向下打入邊坡巖體中，其口徑為120-130mm。當所有的鋼絞線都被插入錨孔後，採用正向注漿法灌注水泥砂漿。水泥砂漿從錨孔的孔口注入，利用重力流向孔底。由於錨孔的長度過大，為了使水泥砂漿能夠順利地流到孔底，錨孔的口徑和傾角往往採用較大的數值。錨孔的口徑過大，增大了鑽孔和灌注水泥砂漿的工作量；錨孔的傾角過大，既加大了鑽孔的難度，又縮短了錨索的有效使用長度。一旦發生塌孔，塌落的土石阻擋水泥砂漿的流入，致使錨孔內出現空注段。在錨孔中，所裝填的數根鋼絞線呈鬆散狀態，它們很難準確就位。水泥砂漿從錨孔的孔口流入，由於途中受到多根鋼絞線的阻擋，故無法保證注漿質量，更無法檢查錨固效果。在張拉鋼絞線時，注漿效果較差的錨索被整個從錨孔中拔出。在多數情況下，鋼絞線能夠被順利張拉到位，但其安全係數無法保證，故公路巖石邊坡的加固質量也會明顯降低。本發明就是針對這些問題，由本發明人精心研製的一種集束式注漿錨索加固法。 採用本發明加固公路巖石邊坡，操作方法簡便，施工的速度快，施工的質量高。

發明內容
本發明所要解決的問題就是要提供一種施工工藝簡單，能夠使所開挖的公路巖石邊坡獲得良好加固的施工方法。本發明的目的是通過以下技術方案實現的一種公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，將按如下的操作工序依次進行在公路巖石邊坡的邊坡巖體中鑽制錨孔；沿著錨孔孔口的橫向連線和豎向連線在邊坡巖體的表層設開挖槽；在車間內製作集束式錨索的鋼構件；在施工現場組裝並向錨孔內裝填集束式錨索；向錨孔內壓送無收縮水泥砂漿；在錨孔的孔口處安裝錨具基座；張拉集束式錨索的鋼絞線並用錨具將其鎖定；在開挖槽內安裝格構梁的構造鋼筋；用C25混凝土澆築格構梁；該公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法的特徵在於在公路巖石邊坡上，所有的錨孔都傾斜向下按照同一個角度打入邊坡巖體中，它們與水平面的夾角不小於10度，其長度為20-50m，其口徑為110mm，其孔口沿橫向與豎向都以相等的間距排列，具體數值在2500-3500mm之間；所述的開挖槽的寬度為400mm，深度為 300mm，在公路巖石邊坡的表層，該開挖槽呈網格狀分布，在這個網格的每個節點處，都有一個錨孔的孔口 ；所述的格構梁的構造鋼筋的寬度為330mm，高度為430mm，它被嵌入所述的開挖槽內270mm深，並通過群體的錨杆與邊坡巖體相固定，在公路巖石邊坡的表層，該構造鋼筋呈網格狀分布，在這個網格的每個節點處，都包裹著一個所述的集束式錨索的錨具及伸出該錨具的鋼絞線；所述的格構梁用C25混凝土澆注，其寬度為400mm，高度為500mm，它被嵌入所述的開挖槽內300mm深，在公路巖石邊坡的表層，該格構梁呈網格狀分布，在這個網格的每個節點處，都密封著一個所述的集束式錨索的錨具及伸出該錨具的鋼絞線；所述的集束式錨索的中軸線與錨孔的中軸線相重合；所述的無收縮水泥砂漿充滿該錨孔內的全部空間；在所述的錨孔中，自孔底向孔口依次為該集束式錨索的1個託盤、1個底盤、3根斜撐、1節射漿管、數節乃至十數節輸漿管和1節進漿管；所述的託盤位於整個集束式錨索的頂端，其託盤外露面與錨孔的孔底相接觸；所述的進漿管的主體位於錨孔內，其進漿主鋼管的尾端伸出該錨孔的孔口 300mm，其進漿定位釘凹入該錨孔的孔口 300mm ；在所述的託盤與底盤所構成的6對固定槽中，分別嵌固著6個鋼絞線構件的固定錨；該6個鋼絞線構件的鋼絞線分別穿過所述的底盤的6個鋼絞線孔，並以相等的環向間距分布於所述的射漿管、輸漿管和進漿管的外側，其尾端均伸出所述的錨孔的孔口 600mm ；所述的託盤和底盤通過一根擰緊螺母的螺栓固定在一起；所述的底盤、斜撐和射漿管通過焊接組裝在一起；在所述的射漿管與輸漿管之間，在相鄰的兩節輸漿管之間，以及在輸漿管與進漿管之間，都通過所擰入的一個鋼套管相連接；利用綁紮鉛絲將所述的鋼絞線與射漿管、輸漿管和進漿管捆綁在一起；所述的底盤設有1個底盤嵌入面，1個底盤外露面，6個底盤固定槽，1個底盤螺栓孔和6個鋼絞線孔；所述的託盤設有1個託盤嵌入面，1個託盤外露面，6個託盤固定槽和1 個託盤螺栓孔。所述的託盤用一個底面直徑為105mm、厚度為40mm的鋼圓柱體製作，該鋼圓柱體的一個底面為託盤嵌入面，另一個底面為託盤外露面；沿著該鋼圓柱體的中軸線鑽制一個直徑為12. 5mm的託盤螺栓孔，其長度為40mm ；從所述的託盤嵌入面向裡，沿著與之相垂直的方向鑽制6個圓柱形的託盤固定槽；這些託盤固定槽沿著環向以等間距分布，其底面直徑為32mm，深度為25mm，它們的中軸線至所述的託盤螺栓孔的中軸線皆為33mm。所述的底盤也是用一個底面直徑為105mm、厚度為40mm的鋼圓柱體製作，其底盤嵌入面、底盤外露面、底盤固定槽和底盤螺栓孔的設制與所述的託盤的完全相同；在該底盤每一個底盤固定槽底面的正中部位，都鑽制一個直徑為16mm的鋼絞線孔，這些鋼絞線孔的長度皆為15mm，並與所述的底盤嵌入面相垂直。所述的射漿管用外徑為48mm、壁厚為4mm的焊縫鋼管制作，其長度為1000mm，在該射漿管尾端的外表層車有連接螺絲；所述的斜撐用直徑為IOmm的光圓鋼筋裁製而成，其長度為150mm;所述的底盤與射漿管相垂直，其底盤外露面與該射漿管的頂端相距100mm，其底盤螺栓孔的中軸線與該射漿管的中軸線相重合；在這根射漿管頂部的外側，以相等的環向間距設制3根所述的斜撐；這3根斜撐的一端皆與所述的射漿管相焊接，另一端皆與所述的底盤外露面的邊部相焊接，所有焊口的長度都不小於25mm。所述的輸漿管由1根輸漿主鋼管和1組輸漿定位釘構成；所述的進漿管由1根進漿主鋼管和1組進漿定位釘構成；該輸漿主鋼管和進漿主鋼管都是用外徑為48mm、壁厚為 4mm的焊縫鋼管裁製而成；所述的輸漿主鋼管長3. 0-4. 0m，在其兩端的外表層都車有連接螺絲，在其長度中間的外表面焊接著1組輸漿定位釘；所述的進漿主鋼管長2. 0-2. 5m，在其頂端的外表層車有連接螺絲，在距其尾端600mm處的外表面焊接著1組進漿定位釘；所述的輸漿定位釘和進漿定位釘完全相同，在它們所對應的主鋼管的外表面，其焊接方式亦完全相同；所述的輸漿定位釘用IOmm厚的鋼板裁製而成，其長度為70-80mm，其高度為31mm ；沿著所述的輸漿主鋼管的環向，每組的3個輸漿定位釘以等間距分布，其每個輸漿定位釘都與該輸漿主鋼管的縱向相平行並與之相貼，在其相貼處均實施雙側通縫滿焊。所述的鋼絞線構件由1根鋼絞線和1個固定錨所組成，其長度等於所述的錨孔的深度加585mm ；所述的鋼絞線用1860型鋼絞線裁製而成；所述的固定錨用40Cr合金鋼製成，它固定於該鋼絞線的頂端，其外形是一個底面直徑為31mm、高60mm的圓柱體；所述的鋼套管的長度為100mm、壁厚為4mm，在其內表層車有連接螺絲；所述的綁紮鉛絲的直徑為 2mm ο在所述的集束式錨索的頂部，託盤與底盤前後設制；其託盤嵌入面與底盤嵌入面相平行且相距IOmm ；其6個託盤固定槽與6個底盤固定槽相互對稱，形成6對固定槽；6 個所述的鋼絞線構件的固定錨分別嵌入這6對固定槽中；所述的螺栓長120mm，其直徑為 12mm，它穿過所述的託盤螺栓孔和底盤螺栓孔，擰緊該螺栓的螺母，將所述的託盤與底盤固定在一起，並將6個所述的鋼絞線構件的固定錨約束在一起；6個所述的鋼絞線構件的鋼絞線分別從該底盤的6個鋼絞線孔中穿出，以相等的環向間距分布於所述的射漿管的外側。在公路巖石邊坡的表層，沿著所述的錨孔孔口的橫向連線與豎向連線分別設開挖槽；該開挖槽寬400mm，深300mm，其兩側的立面與公路巖石邊坡相垂直，該立面用電動切割片切割而成，而這兩個立面之的巖石則用電動鏟分塊剔除；在每個橫向開挖槽與豎向開挖槽相交處的正中部位，所述的錨孔的孔口都凹入公路巖石邊坡表面300mm。將組裝在一起的所述的託盤、底盤、斜撐、射漿管和鋼絞線構件插入所述的錨孔中，並將射漿管的尾端留在錨孔的孔口之外；在該射漿管的尾端擰入一個所述的鋼套管； 取一節所述的輸漿管，將其頂端擰入該射漿管尾端的鋼套管中；在所連接的輸漿管的外側， 是以相等的環向間距分布的6根鋼絞線；沿著這些鋼絞線每隔SOO-IOOOmm都設制3_4匝所述的綁紮鉛絲，使該鋼絞線與射漿管和所連接的輸漿管固定在一起；推動所連接的輸漿管， 使其主體進入錨孔內，並將其尾端留在錨孔的孔口之外；在該輸漿管的尾端擰入一個所述的鋼套管，按照上述方法順次連接並向錨孔內推入餘下的各節輸漿管和進漿管。所述的進漿管的主體位於錨孔內，其進漿定位釘凹入該錨孔的孔口 300mm，其進漿主鋼管的尾端伸出該錨孔的孔口 300mm ；在所述的進漿主鋼管的尾端接上橡膠管，利用壓漿機向錨孔內注漿；所述的無收縮水泥砂漿通過進漿管、輸漿管和射漿管直達錨孔的孔底， 然後從該射漿管、輸漿管和進漿管與錨孔的孔壁之間往回返，直至從錨孔的孔口溢出。當所述的錨孔內的無收縮水泥砂漿達到終凝後，對所述的進漿主鋼管的尾部進行切割，使其新形成的尾端凹入該錨孔的孔口 200mm;清除該錨孔孔口內的無收縮水泥砂漿， 恢復孔口以內200mm深的孔腔；在該錨孔的孔口處，向所述的邊坡巖體內打入四根膨脹螺栓，固定一個所述的錨具基座；在該錨具基座與邊坡巖體之間，充填著幹硬性水泥砂漿；該錨具基座用280 X 280 X 20mm的鋼板製作，在其平面的正中部位有一個直徑為84mm的圓孔， 所述的錨孔內的集束式錨索的6根鋼絞線從該圓孔中穿出。所述的錨具與錨具基座的外側面相貼，當所述的錨孔內的無收縮水泥砂漿達到設計強度後，對這個錨孔內的集束式錨索的6根鋼絞線進行張拉，並用該錨具對其鎖定，所用的張拉力為500-700kN ；通過該錨具的注漿孔向錨孔內注入水泥漿，以填滿錨孔內所有的孔隙。所述的格構梁的構造鋼筋寬330mm，高430mm，它由主筋和箍筋構成；主筋用直徑為12mm的螺紋鋼筋製作，在所述的構造鋼筋的頂面、底面和兩個側面，該主筋都以IOOmm 為間距設制；箍筋用直徑為8mm的光圓鋼筋彎制而成，沿著所述的主筋的縱向，它以150mm 為間距設制；沿著所述的開挖槽，將兩排所述的錨杆打入邊坡巖體內，其每排都以400mm 為間距設制；這兩排錨杆分別位於所述的構造鋼筋兩側主筋的內側，在每個錨杆與主筋的相交處，均實施雙側焊接；所述的錨杆用直徑為20mm的螺紋鋼筋製作，它被錨入邊坡巖體 600-1500mm深，其頂端與所述的構造鋼筋的頂面相持平。本發明的優點是所使用的集束式錨索為組合結構，它的鋼構件均可在車間內進行標準化生產，除鋼絞線以外，其最大分解重量不足20kg。在施工場地狹窄的情況下，該集束式錨索既便於組裝又易於填入錨孔中。這種集束式錨索設有專門的反循環輸漿通道，並將全部鋼絞線的固定錨約束在一起，故錨孔的傾角可儘量減小，其口徑可選擇最佳數值。即使在塌孔的情況下，也能獲得良好的注漿效果。


圖1是本發明中在邊坡巖體中打入錨孔的正面示意圖。圖2是本發明中在邊坡巖體中打入錨孔的側剖面示意圖。圖3是本發明中在巖石山坡表層設制開挖槽的正面示意圖。圖4是本發明中在巖石山坡表層設制開挖槽的側剖面示意圖。圖5是本發明中在邊坡巖體的錨孔中裝入集束式注漿錨索的正面示意圖。圖6是本發明中在各錨孔的孔口處安裝錨具基座的正面示意圖。圖7是本發明中在開挖槽內安裝格構梁構造鋼筋的正面示意圖。圖8是本發明中在開挖槽內澆注格構梁的正面示意圖。圖9是本發明中底盤嵌入面一側的正面示意圖。圖10是本發明中底盤外露面一側的正面示意圖。圖11是本發明中託盤嵌入面一側的正面示意圖。圖12是本發明中託盤外露面一側的正面示意圖。圖13是本發明中集束式錨索頂部鋼構件的橫斷面示意圖。圖14是本發明中集束式錨索頂部鋼構件的側面示意圖。圖15是本發明中集束式錨索輸漿管定位釘部位的橫斷面示意圖。圖16是本發明中集束式錨索輸漿管鋼套管部位的橫斷面示意圖。圖17是本發明中集束式錨索輸漿管主鋼管部位的橫斷面示意圖。圖18是本發明中底盤、斜撐和射漿管組裝體的側面示意圖。圖19是本發明中底盤、斜撐和射漿管與鋼絞線構件相組裝的側面示意圖。圖20是本發明中輸漿管的側面示意圖。圖21是本發明中集束式錨索輸漿管部位的側面示意圖。圖22是本發明中進漿管的側面示意圖。圖23是本發明中集束式錨索進漿管部位的側面示意圖。圖M是本發明中相鄰兩節輸漿管連接部位的側面示意圖。圖25是本發明中集束式錨索相鄰兩節輸漿管連接部位的側面示意圖。圖沈是本發明中錨具基座在錨孔的孔口處安裝就位的正面示意圖。
圖27是本發明中鋼絞線束被錨具鎖定的正面示意圖。圖觀是本發明中在邊坡巖體中集束式注漿錨索的側剖面示意圖。圖四是本發明中集束式注漿錨索被張拉後的側剖面示意圖。圖30是本發明中在開挖槽內格構梁構造鋼筋安裝就位的側剖面示意圖。圖31是本發明中在開挖槽內格構梁的側剖面示意圖。附圖標記1錨孔，2底盤，3託盤，4斜撐，5射漿管，6輸漿管，7進漿管，8鋼絞線構件，9螺栓，10綁紮鉛絲，11鋼套管，12無收縮水泥砂漿，13邊坡巖體，14錨具，15錨具基座，16格構梁，17開挖槽，18構造鋼筋，2-1底盤嵌入面，2-2底盤外露面，2-3底盤固定槽，2-4底盤螺栓孔，2-5鋼絞線孔，3-1託盤嵌入面，3-2託盤外露面，3-3託盤固定槽，3-4託盤螺栓孔， 6-1輸漿主鋼管，6-2輸漿定位釘，7-1進漿主鋼管，7-2進漿定位釘，8-1鋼絞線，8_2固定錨，18-1主筋，18-2箍筋，18-3錨杆。下面結合附圖1-31詳細說明根據本發明加固公路巖石邊坡的具體實施方法。
具體實施例方式採用本發明加固公路巖石邊坡，宜根據附圖1-31分步進行。參見附圖1-31所示在公路巖石邊坡的正面，架設潛孔鑽打制錨孔1，錨孔1 傾斜向下打入公路巖石邊坡的邊坡巖體13中，它與水平面的夾角不小於10度，其長度為20-50m，其口徑為110mm，其孔口沿橫向與豎向都以相等的間距排列，具體數值在 2500-3500mm 之間。在公路巖石邊坡的表層，沿著錨孔1孔口的橫向連線與豎向連線分別設開挖槽 17。開挖槽17寬400mm，深300mm，其兩側的立面與公路巖石邊坡相垂直，該立面用電動切割片切割而成，而這兩個立面之的巖石則用電動鏟分塊剔除。在每個橫向開挖槽17與豎向開挖槽17相交處的正中部位，錨孔1的孔口都凹入公路巖石邊坡表面300mm。託盤3用一個底面直徑為105mm、厚度為40mm的鋼圓柱體製作，該鋼圓柱體用車床車制而成，它的一個底面為託盤嵌入面3-1，另一個底面為託盤外露面3-2。將託盤嵌入面 3-1向上並使其呈水平狀態，用鑽床向下鑽制1個託盤螺栓孔3-4和6個託盤固定槽3-3。 託盤螺栓孔3-4與該鋼圓柱體的中軸線相重合，其直徑為12. 5mm，長度為40mm。6個託盤固定槽3-3沿著環向以等間距分布，它們至託盤螺栓孔3-4之距皆為33mm，其底面直徑為 32mm，深度為 25mm。底盤2的外形與託盤3的相同，其底盤嵌入面2-1、底盤外露面2-2、底盤固定槽 2-3和底盤螺栓孔2-4的設制與託盤3的完全一樣。在底盤2的每一個底盤固定槽2-3底面的正中部位，都沿著該底盤固定槽2-3的縱向鑽制一個直徑為16mm的鋼絞線孔2-5，該鋼絞線孔2-5的長度為15mm。射漿管5用外徑為48mm、壁厚為4mm的焊縫鋼管制作，其長度為1000mm，在射漿管5尾端的外表層車有連接螺絲。斜撐4用直徑為IOmm的光圓鋼筋裁製而成，其長度為 150mm。底盤2與射漿管5通過模具進行定位，其底盤外露面2_2與該射漿管5的頂端相距 100mm，其底盤螺栓孔2-4與該射漿管5的中軸線相重合。在這根射漿管5頂部的外側，以相等的環向間距設制3根斜撐4。該斜撐4的一端與射漿管5相焊接，另一端與底盤外露面2-2的邊部相焊接，所有焊口的長度都不小於25mm。輸漿管6由1根輸漿主鋼管6-1和1組輸漿定位釘6-2構成。進漿管7由1根進漿主鋼管7-1和1組進漿定位釘7-2構成。該輸漿主鋼管6-1和進漿主鋼管7-1都是用外徑為48mm、壁厚為4mm的焊縫鋼管裁製而成。輸漿主鋼管6_1長3. 0-4. 0m，在其兩端的外表層都車有連接螺絲，在其長度的中點處焊接著1組輸漿定位釘6-2。進漿主鋼管7-1長 2. 0-2. 5m,在其頂端的外表層車有連接螺絲，在距其尾端的600mm處焊接著1組進漿定位釘 7-2。輸漿定位釘6-2和進漿定位釘7-2完全相同，在它們所對應的主鋼管的外表面，其焊接方式亦完全相同。輸漿定位釘6-2用IOmm厚的鋼板裁製而成，其長度為70-80mm，其高度為31mm。沿著輸漿主鋼管6-1的環向，每組的3個輸漿定位釘6_2以等間距分布，其每個輸漿定位釘6-2都與該輸漿主鋼管6-1的縱向相平行並與之相貼，在其相貼處均實施雙側通縫滿焊。鋼套管11的長度為100mm、壁厚為4mm，在其內表層車有連接螺絲。在射漿管5與輸漿管6之間、在相鄰的兩節輸漿管6之間、以及在輸漿管6與進漿管7之間，都通過所擰入的一個鋼套管11進行連接。鋼絞線構件8由1根鋼絞線8-1和1個固定錨8-2組成，其長度等於錨孔1的深度加585mm。鋼絞線8_1用1860型鋼絞線裁製而成，固定錨8_2用40Cr 合金鋼製作，它固定於該鋼絞線8-1的頂端，其外形是一個底面直徑為31mm、高為60mm的圓柱體。在集束式錨索的頂部，託盤嵌入面3-1與底盤嵌入面2-1相平行且相距10mm，6個託盤固定槽3-3與6個底盤固定槽2-3相互對稱，形成6對固定槽。6個鋼絞線構件8的固定錨8-2分別嵌入這6對固定槽中。螺栓9長120mm，其直徑為12mm，它穿過託盤螺栓孔
3-4和底盤螺栓孔2-4，通過擰緊該螺栓9的螺母，將託盤3與底盤2固定在一起，並將6個鋼絞線構件8的固定錨8-2約束在一起。這6個鋼絞線構件8的鋼絞線8-1分別從該底盤 2的6個鋼絞線孔2-5中穿出，以相等的環向間距分布於射漿管5、輸漿管6和進漿管7的外側。組裝在一起的託盤3、底盤2、斜撐4、射漿管5和鋼絞線構件8形成了集束式錨索的頂部。將該集束式錨索的頂部插入錨孔1中，並使其射漿管5的尾端留在錨孔1的孔口之外。在該射漿管5的尾端擰入一個鋼套管11，取一節輸漿管6，將其頂端擰入該射漿管5 尾端的鋼套管11中。沿著鋼絞線8-1每隔SOO-IOOOmm都設制3_4匝綁紮鉛絲10，將6根鋼絞線8-1與該射漿管5和所連接的輸漿管6綁紮在一起。推動所連接的輸漿管6，使其主體進入錨孔1內，並將其尾端留在錨孔1的孔口之外。在這節輸漿管6的尾端擰入一個鋼套管11，按照上述方法順次連接並向錨孔1內推入餘下的各節輸漿管6和進漿管7。當進漿管7被安裝就位以後，其主體位於錨孔1內，其進漿定位釘7-2凹入該錨孔 1的孔口 300mm，其進漿主鋼管7_1的尾端伸出該錨孔1的孔口 300mm。整個集束式錨索的中軸線與錨孔1的中軸線相重合。在進漿主鋼管7-1的尾端接上橡膠管，利用壓漿機向錨孔1內壓送無收縮水泥砂漿12。該無收縮水泥砂漿12通過進漿管7、輸漿管6和射漿管5 直達錨孔1的孔底，然後從該射漿管5、輸漿管6和進漿管7與錨孔1的孔壁之間往回返， 直至從錨孔1的孔口溢出。在發生塌孔的情況下，塌落的土石堆積在錨孔1的孔壁與輸漿管6之間。此時可加大壓漿機的壓力，無收縮水泥砂漿12即可衝開這些塌落土石的阻擋，將其融入到自身之中，並順利充滿錨孔1內的全部空間。當錨孔1內的無收縮水泥砂漿12達到終凝後，對進漿主鋼管7-1的尾部進行切割，使其新形成的尾端凹入該錨孔1的孔口 200mm。清除錨孔1孔口內的無收縮水泥砂漿 12，恢復該孔口內200mm深的孔腔。在錨孔1的孔口處，向邊坡巖體13內打入四根膨脹螺栓，固定一個錨具基座15。在該錨具基座15與邊坡巖體13之間，充填著幹硬性水泥砂漿。 錨具基座15用400 X 400 X 20mm的鋼板製作，在其平面的正中部位有一個直徑為84mm的圓孔，錨孔1中的集束式錨索的6根鋼絞線8-1從該圓孔中穿出。錨具14位於錨具基座15的外側，當錨孔1內的無收縮水泥砂漿12達到設計強度後，對錨孔1內的集束式錨索的6根鋼絞線8-1進行張拉，並用該錨具14對其鎖定，所用的張拉力為500-700kN。通過該錨具14的注漿孔向錨孔1內注入水泥漿，填滿孔腔內所有的空隙。格構梁16的構造鋼筋18由主筋18-1和箍筋18_2構成。主筋18_1用直徑為12mm 的螺紋鋼筋製作，在構造鋼筋18的頂面、底面和兩個側面，該主筋18-1都以IOOmm為間距設制。箍筋18-2用直徑為8mm的光圓鋼筋彎制而成，沿著主筋18-1的縱向，它以150mm為間距設制。在邊坡巖體13內，沿著開挖槽17打入兩排錨杆18-3，且每排都以400mm為間距設制。這兩排錨杆18-3分別位於構造鋼筋18兩側主筋18-1的內側，在每個錨杆18-3與主筋18-1的相交處，均實施雙側焊接。錨杆18-3用直徑為20mm的螺紋鋼筋製作，它被錨入邊坡巖體13之內600-1500mm深，其頂端與構造鋼筋18的頂面相持平。沿著開挖槽17的兩側，向邊坡巖體13中各錨入一排螺栓，在每根錨杆18-3的頂部各焊接一個螺栓。澆注格構梁16的模板用3mm厚的鋼板製作，它通過這四排螺栓固定於構造鋼筋18的外側。開挖槽17寬400mm，其底面凹入公路巖石邊坡300mm。構造鋼筋18寬 330mm，高430mm。當構造鋼筋18在開挖槽17內就位以後，其頂面凸出公路巖石邊坡160mm。 澆注成形的格構梁16寬400mm，凸出公路巖石邊坡200mm。
權利要求
1.一種公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，將按如下的操作工序依次進行在公路巖石邊坡的邊坡巖體〔13〕中鑽制錨孔〔1〕；沿著錨孔〔1〕孔口的橫向連線和豎向連線在邊坡巖體〔13〕的表層設開挖槽〔17〕；在車間內製作集束式錨索的鋼構件；在施工現場組裝並向錨孔〔1〕內裝填集束式錨索；向錨孔〔1〕內壓送無收縮水泥砂漿〔12〕；在錨孔〔1〕的孔口處安裝錨具基座〔15〕；張拉集束式錨索的鋼絞線〔8-1〕並用錨具〔14〕將其鎖定；在開挖槽〔17〕內安裝格構梁〔16〕的構造鋼筋〔18〕；用C25混凝土澆築格構梁〔16〕；該公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法的特徵在於在公路巖石邊坡上，所有的錨孔〔1〕都傾斜向下按照同一個角度打入邊坡巖體〔13〕 中，它們與水平面的夾角不小於10度，其長度為20-50m，其口徑為110mm，其孔口沿橫向與豎向都以相等的間距排列，具體數值在2500-3500mm之間；所述的開挖槽〔17〕的寬度為 400mm，深度為300mm，在公路巖石邊坡的表層，該開挖槽〔17〕呈網格狀分布，在這個網格的每個節點處，都有一個錨孔〔1〕的孔口 ；所述的格構梁〔16〕的構造鋼筋〔18〕的寬度為 330mm，高度為430mm，它被嵌入所述的開挖槽〔17〕內270mm深，並通過群體的錨杆〔18_3〕 與邊坡巖體〔13〕相固定，在公路巖石邊坡的表層，該構造鋼筋〔18〕呈網格狀分布，在這個網格的每個節點處，都包裹著一個所述的集束式錨索的錨具〔14〕及伸出該錨具〔14〕的鋼絞線〔8-1〕；所述的格構梁〔16〕用C25混凝土澆注，其寬度為400mm，高度為500mm，它被嵌入所述的開挖槽〔17〕內300mm深，在公路巖石邊坡的表層，該格構梁〔16〕呈網格狀分布，在這個網格的每個節點處，都密封著一個所述的集束式錨索的錨具〔14〕及伸出該錨具〔14〕 的鋼絞線〔8-1〕；所述的集束式錨索的中軸線與錨孔〔1〕的中軸線相重合；所述的無收縮水泥砂漿〔12〕充滿該錨孔〔1〕內的全部空間；在所述的錨孔〔1〕中，自孔底向孔口依次為該集束式錨索的1個託盤〔3〕、1個底盤〔2〕、3根斜撐〔4〕、1節射漿管〔5〕、數節乃至十數節輸漿管〔6〕和1節進漿管〔7〕；所述的託盤〔3〕位於整個集束式錨索的頂端，其託盤外露面 〔3-2〕與錨孔〔1〕的孔底相接觸；所述的進漿管〔7〕的主體位於錨孔〔1〕內，其進漿主鋼管 〔7-1〕的尾端伸出該錨孔〔1〕的孔口 300mm，其進漿定位釘〔7_2〕凹入該錨孔〔1〕的孔口 300mm ；在所述的託盤〔3〕與底盤〔2〕所構成的6對固定槽中，分別嵌固著6個鋼絞線構件 〔8〕的固定錨〔8-2〕；該6個鋼絞線構件〔8〕的鋼絞線〔8-1〕分別穿過所述的底盤〔2〕的6 個鋼絞線孔〔2-5〕，並以相等的環向間距分布於所述的射漿管〔5〕、輸漿管〔6〕和進漿管〔7〕 的外側，其尾端均伸出所述的錨孔〔1〕的孔口 600mm ；所述的託盤〔3〕和底盤〔2〕通過一根擰緊螺母的螺栓〔9〕固定在一起；所述的底盤〔2〕、斜撐〔4〕和射漿管〔5〕通過焊接組裝在一起；在所述的射漿管〔5〕與輸漿管〔6〕之間，在相鄰的兩節輸漿管〔6〕之間，以及在輸漿管〔6〕與進漿管〔7〕之間，都通過所擰入的一個鋼套管〔11〕相連接；利用綁紮鉛絲〔10〕將所述的鋼絞線〔8-1〕與射漿管〔5〕、輸漿管〔6〕和進漿管〔7〕捆綁在一起；所述的底盤〔2〕 設有1個底盤嵌入面〔2-1〕，1個底盤外露面〔2-2〕，6個底盤固定槽〔2-3〕，1個底盤螺栓孔 〔2-4〕和6個鋼絞線孔〔2-5〕；所述的託盤〔3〕設有1個託盤嵌入面〔3-1〕，1個託盤外露面 〔3-2〕，6個託盤固定槽〔3-3〕和1個託盤螺栓孔〔3-4〕。
2.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於所述的託盤〔3〕用一個底面直徑為105mm、厚度為40mm的鋼圓柱體製作，該鋼圓柱體的一個底面為託盤嵌入面〔3-1〕，另一個底面為託盤外露面〔3-2〕；沿著該鋼圓柱體的中軸線鑽制一個直徑為12. 5mm的託盤螺栓孔〔3_4〕，其長度為40mm ；從所述的託盤嵌入面〔3_1〕向裡，沿著與之相垂直的方向鑽制6個圓柱形的託盤固定槽〔3-3〕；這些託盤固定槽〔3-3〕沿著環向以等間距分布，其底面直徑為32mm，深度為25mm，它們的中軸線至所述的託盤螺栓孔〔3_4〕 的中軸線皆為33mm。
3.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於所述的底盤〔2〕也是用一個底面直徑為105mm、厚度為40mm的鋼圓柱體製作，其底盤嵌入面〔 2-1〕、底盤外露面〔2-2〕、底盤固定槽〔2-3〕和底盤螺栓孔〔2-4〕的設制與所述的託盤〔3〕 的完全相同；在該底盤〔2〕每一個底盤固定槽〔2-3〕底面的正中部位，都鑽制一個直徑為 16mm的鋼絞線孔〔2-5〕，這些鋼絞線孔〔2_5〕的長度皆為15mm，並與所述的底盤嵌入面〔 2-1〕相垂直。
4.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於所述的射漿管〔5〕用外徑為48mm、壁厚為4mm的焊縫鋼管制作，其長度為1000mm，在該射漿管〔 5〕尾端的外表層車有連接螺絲；所述的斜撐〔4〕用直徑為IOmm的光圓鋼筋裁製而成，其長度為150mm ；所述的底盤〔2〕與射漿管〔5〕相垂直，其底盤外露面〔2_2〕與該射漿管〔5〕的頂端相距100mm，其底盤螺栓孔〔2-4〕的中軸線與該射漿管〔5〕的中軸線相重合；在這根射漿管〔5〕頂部的外側，以相等的環向間距設制3根所述的斜撐〔4〕；這3根斜撐〔4〕的一端皆與所述的射漿管〔5〕相焊接，另一端皆與所述的底盤外露面〔2-2〕的邊部相焊接，所有焊口的長度都不小於25mm。
5.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於所述的輸漿管〔6〕由1根輸漿主鋼管〔6-1〕和1組輸漿定位釘〔6-2〕構成；所述的進漿管〔7〕 由1根進漿主鋼管〔7-1〕和1組進漿定位釘〔7-2〕構成；該輸漿主鋼管〔6-1〕和進漿主鋼管〔7-1〕都是用外徑為48mm、壁厚為4mm的焊縫鋼管裁製而成；所述的輸漿主鋼管〔6_1〕 長3. 0-4. 0m，在其兩端的外表層都車有連接螺絲，在其長度中間的外表面焊接著1組輸漿定位釘〔6-2〕；所述的進漿主鋼管〔7-1〕長2. 0-2. 5m，在其頂端的外表層車有連接螺絲，在距其尾端600mm處的外表面焊接著1組進漿定位釘〔7_2〕；所述的輸漿定位釘〔6_2〕和進漿定位釘〔7-2〕完全相同，在它們所對應的主鋼管的外表面，其焊接方式亦完全相同；所述的輸漿定位釘〔6-2〕用IOmm厚的鋼板裁製而成，其長度為70_80mm，其高度為31mm ；沿著所述的輸漿主鋼管〔6-1〕的環向，每組的3個輸漿定位釘〔6-2〕以等間距分布，其每個輸漿定位釘〔6-2〕都與該輸漿主鋼管〔6-1〕的縱向相平行並與之相貼，在其相貼處均實施雙側通縫滿焊。
6.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於所述的鋼絞線構件〔8〕由1根鋼絞線〔8-1〕和1個固定錨〔8-2〕所組成，其長度等於所述的錨孔〔1〕的深度加585mm ；所述的鋼絞線〔8_1〕用1860型鋼絞線裁製而成；所述的固定錨〔 8-2〕用40Cr合金鋼製成，它固定於該鋼絞線〔8-1〕的頂端，其外形是一個底面直徑為31mm、 高60mm的圓柱體；所述的鋼套管〔11〕的長度為100mm、壁厚為4mm，在其內表層車有連接螺絲；所述的綁紮鉛絲〔10〕的直徑為2mm。
7.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於在所述的集束式錨索的頂部，託盤〔3〕與底盤〔2〕前後設制；其託盤嵌入面〔3-1〕與底盤嵌入面 〔2-1〕相平行且相距IOmm ；其6個託盤固定槽〔3_3〕與6個底盤固定槽〔2_3〕相互對稱，形成6對固定槽；6個所述的鋼絞線構件〔8〕的固定錨〔8-2〕分別嵌入這6對固定槽中；所述的螺栓〔9〕長120mm，其直徑為12mm，它穿過所述的託盤螺栓孔〔3_4〕和底盤螺栓孔〔2_4〕， 擰緊該螺栓〔9〕的螺母，將所述的託盤〔3〕與底盤〔2〕固定在一起，並將6個所述的鋼絞線構件〔8〕的固定錨〔8-2〕約束在一起；6個所述的鋼絞線構件〔8〕的鋼絞線〔8-1〕分別從該底盤〔2〕的6個鋼絞線孔〔2-5〕中穿出，以相等的環向間距分布於所述的射漿管〔5〕的外側。
8.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於在公路巖石邊坡的表層，沿著所述的錨孔〔1〕孔口的橫向連線與豎向連線分別設開挖槽〔17〕;該開挖槽〔17〕寬400mm，深300mm，其兩側的立面與公路巖石邊坡相垂直，該立面用電動切割片切割而成，而這兩個立面之的巖石則用電動鏟分塊剔除；在每個橫向開挖槽〔17〕與豎向開挖槽〔17〕相交處的正中部位，所述的錨孔〔1〕的孔口都凹入公路巖石邊坡表面300mm。
9.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於將組裝在一起的所述的託盤〔3〕、底盤〔2〕、斜撐〔4〕、射漿管〔5〕和鋼絞線構件〔8〕插入所述的錨孔〔1〕中，並將射漿管〔5〕的尾端留在錨孔〔1〕的孔口之外；在該射漿管〔5〕的尾端擰入一個所述的鋼套管〔11〕；取一節所述的輸漿管〔6〕，將其頂端擰入該射漿管〔5〕尾端的鋼套管〔11〕中；在所連接的輸漿管〔6〕的外側，是以相等的環向間距分布的6根鋼絞線〔8-1〕； 沿著這些鋼絞線〔8-1〕每隔SOO-IOOOmm都設制3_4匝所述的綁紮鉛絲〔10〕，使該鋼絞線〔 8-1〕與射漿管〔5〕和所連接的輸漿管〔6〕固定在一起；推動所連接的輸漿管〔6〕，使其主體進入錨孔〔1〕內，並將其尾端留在錨孔〔1〕的孔口之外；在該輸漿管〔6〕的尾端擰入一個所述的鋼套管〔11〕，按照上述方法順次連接並向錨孔〔1〕內推入餘下的各節輸漿管〔6〕和進漿管〔7〕。
10.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於所述的進漿管〔7〕的主體位於錨孔〔1〕內，其進漿定位釘〔7-2〕凹入該錨孔〔1〕的孔口 300mm， 其進漿主鋼管〔7-1〕的尾端伸出該錨孔〔1〕的孔口 300mm;在所述的進漿主鋼管〔7_1〕的尾端接上橡膠管，利用壓漿機向錨孔〔1〕內注漿；所述的無收縮水泥砂漿〔12〕通過進漿管 〔7〕、輸漿管〔6〕和射漿管〔5〕直達錨孔〔1〕的孔底，然後從該射漿管〔5〕、輸漿管〔6〕和進漿管〔7〕與錨孔〔1〕的孔壁之間往回返，直至從錨孔〔1〕的孔口溢出。
11.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於當所述的錨孔〔1〕內的無收縮水泥砂漿〔12〕達到終凝後，對所述的進漿主鋼管〔7〕的尾部進行切割，使其新形成的尾端凹入該錨孔〔1〕的孔口 200mm;清除該錨孔〔1〕孔口內的無收縮水泥砂漿〔12〕，恢復孔口以內200mm深的孔腔；在該錨孔〔1〕的孔口處，向所述的邊坡巖體〔 13〕內打入四根膨脹螺栓，固定一個所述的錨具基座〔15〕；在該錨具基座〔15〕與邊坡巖體 〔13〕之間，充填著幹硬性水泥砂漿；該錨具基座〔15〕用280X280X20mm的鋼板製作，在其平面的正中部位有一個直徑為84mm的圓孔，所述的集束式錨索的6根鋼絞線〔8_1〕從該圓孔中穿出。
12.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於所述的錨具〔14〕與錨具基座〔15〕的外側面相貼，當所述的錨孔〔1〕內的無收縮水泥砂漿〔12〕 達到設計強度後，對這個錨孔〔1〕內的集束式錨索的6根鋼絞線〔8-1〕進行張拉，並用該錨具〔14〕對其鎖定，所用的張拉力為500-700kN;通過該錨具〔14〕的注漿孔向錨孔〔1〕內注入水泥漿，以填滿錨孔〔1〕內所有的孔隙。
13.根據權利要求1所述的公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其特徵在於所述的格構梁〔16〕的構造鋼筋〔18〕寬330mm，高430mm，它由主筋〔18-1〕和箍筋〔18-2〕構成； 主筋〔18-1〕用直徑為12mm的螺紋鋼筋製作，在所述的構造鋼筋〔18〕的頂面、底面和兩個側面，該主筋〔18-1〕都以IOOmm為間距設制；箍筋〔18-2〕用直徑為8mm的光圓鋼筋彎制而成，沿著所述的主筋〔18-1〕的縱向，它以150mm為間距設制；沿著所述的開挖槽〔17〕，將兩排所述的錨杆〔18-3〕打入邊坡巖體〔13〕內，其每排都以400mm為間距設制；這兩排錨杆〔 18-3〕分別位於所述的構造鋼筋〔18〕兩側主筋〔18-1〕的內側，在每個錨杆〔18-3〕與主筋 〔18-1〕的相交處，均實施雙側焊接；所述的錨杆〔18-3〕用直徑為20mm的螺紋鋼筋製作，它被錨入邊坡巖體〔13〕600-1500mm深，其頂端與所述的構造鋼筋〔18〕的頂面相持平。
全文摘要
本發明涉及一種公路巖石邊坡的集束式注漿錨索加固法，其施工步驟如下在邊坡巖體中鑽制錨孔，沿著錨孔孔口的橫向連線和豎向連線在邊坡巖體的表層設開挖槽，在車間內製作集束式錨索的鋼構件，在施工現場組裝並向錨孔內裝填集束式錨索，向錨孔內壓送無收縮水泥砂漿，在錨孔的孔口處安裝錨具基座，張拉集束式錨索的鋼絞線並用錨具將其鎖定，在開挖槽內安裝格構梁的構造鋼筋，用C25混凝土澆築格構梁。本發明所使用的集束式錨索為組合式結構，它設有專門的反循環輸漿通道，並將全部鋼絞線的固定錨約束在一起，其整體性好，故錨孔的傾角可儘量減小，其口徑可選擇最佳數值。即使在塌孔的情況下，也能獲得良好的注漿效果。
文檔編號E02D15/04GK102182197SQ201110074829
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者張曉海, 楊宏量 申請人:北京鑫實路橋建設有限公司