專利名稱：豎管真空預(yù)壓雙向注漿工法及其密封注漿系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種施工方法，特別是一種有一定上仰角的預(yù)應(yīng)力錨索施工的注漿工法及其密封注漿系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在目前的地下巖土工程實踐中，由于其地下洞室、交通隧道及軍事硐庫等工程的穩(wěn)定性、耐久性要求，必須對圍巖采取支護(hù)措施。盡管支護(hù)的手段和施作的工法各不相同，但從支護(hù)內(nèi)容的全面性考慮都應(yīng)包含有錨桿或錨索，施作0~180(逆時針)的錨桿或錨索——即有一定上仰角的預(yù)應(yīng)力錨索或錨桿一般都采用從孔口到孔底的常壓注漿工法，但由于孔道注漿不密實和孔道頂端的“氣墊”作用，密封性能不夠好，常導(dǎo)至應(yīng)力損失過大和錨索體因過早腐蝕而失效。
99118694X發(fā)明專利申請公開了一種真空灌漿法及其密封錨索，它用于橋梁中預(yù)留孔道的后張法體系，孔口一般呈水平布置，屬于水平真空灌漿，該密封錨索是一種橋梁體內(nèi)或體外拉索，采用的是預(yù)留孔道加保護(hù)罩的方式形成封閉狀態(tài)，是單向注漿，即從一端向另一端注漿；解決了橋梁體內(nèi)或體外拉索的注漿問題，但對地下巖土工程如地下洞室、交通隧道及軍事硐庫等工程上的有一定上仰角的預(yù)應(yīng)力錨索或錨桿的仰角注漿不適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有地下巖土工程實踐中上仰角注漿采用從孔口到孔底的常壓注漿工法，但由于孔道注漿不密實和孔道頂端的“氣墊”作用，密封性能不夠好，常導(dǎo)至應(yīng)力損失過大和錨索體因過早腐蝕而失效的問題；提供一種注漿速度快，能有效消除孔道的“氣墊”，使孔道漿體更均勻、密實，密封系統(tǒng)密封性能好，能有效地提高錨索索體的防腐效果，確保錨索索體的長期使用性能的豎管真空預(yù)壓雙向注漿工法及其密封注漿系統(tǒng)。
其解決問題的技術(shù)方案是采用真空壓力注漿、真空預(yù)壓及雙向注漿技術(shù)及帶止?jié){器的密封注漿系統(tǒng)。
其具體技術(shù)方案是一種豎管真空預(yù)壓雙向注漿工法，包括以下工藝過程A、造錨孔；B、安裝密封注漿系統(tǒng)部份設(shè)備B1安裝錨索；B2安裝孔口止?jié){器；B3安裝真空泵、負(fù)壓容器、注漿泵；C、密封孔口用環(huán)氧樹脂粘結(jié)止?jié){器、孔口端面與孔壁及錨索預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)合處，安裝密封板密封孔口；D、常壓注漿在常壓下，通過注漿管預(yù)先注入一段速凝漿體，該漿體最低液面與止?jié){器的距離至少為10～20cm，在確定注漿管與孔道暢通的情況下，關(guān)閉注漿管閥門；E、預(yù)抽真空在常壓注漿之速凝漿體初凝后，打開真空管閥門將錨孔內(nèi)抽真空；F、真空注漿錨孔內(nèi)真空度達(dá)到0.1MPa后，先啟動注漿泵，再打開注漿管閥門開始注漿，一邊抽真空一邊注漿，當(dāng)有濃漿從真空管中流入負(fù)壓容器內(nèi)時，關(guān)閉注漿管與真空管閥門，并關(guān)閉真空泵，停止注漿；G、反向注漿將注漿泵的注漿接頭與真空管相接，啟動注漿泵，打開真空管閥門，以壓力繼續(xù)注漿，于漿體初凝前結(jié)束注漿。
與本發(fā)明豎管真空預(yù)壓雙向注漿技術(shù)配套使用的密封注漿系統(tǒng)包括錨孔、錨索、孔口止?jié){器、注漿泵、真空泵、密封板、注漿管及真空管，孔口止?jié){器位于錨孔的孔口，密封板位于孔口端面上，密封板與孔口止?jié){器之間灌注起密封作用的環(huán)氧樹脂，孔口止?jié){器為碗式結(jié)構(gòu)、一個或多個同向或反向串聯(lián)，與錨孔壁緊配合，密封板及碗式止?jié){器上分別鉆有2～72個與所錨固鋼絞線數(shù)量及排布相一致的圓形通孔，此外，密封板上還鉆有安裝注漿管及真空管的通孔，碗式止?jié){器上鉆有安裝注漿管及真空管的螺孔，真空管一端與真空泵相連、另一端穿過碗式止?jié){器及錨索的承壓板直達(dá)錨孔的頂端，注漿管一端與注漿泵相連，另一端穿過碗式止?jié){器高出其內(nèi)端面30～40cm。
所述的孔口止?jié){器由上密封板、外層止?jié){套、鋼制內(nèi)層止?jié){套、下密封板構(gòu)成，鋼制內(nèi)層止?jié){套是橫截面為圓形、縱截面為不規(guī)則的多邊形的柱體，在柱體中部有一彈性槽，其上、下端部各有一凹槽，上、下密封板分別嵌入該凹槽內(nèi)，上、下密封板及內(nèi)層止?jié){套上分別鉆有2～72個與所錨固鋼絞線數(shù)量及排布相一致的圓形通孔，上、下密封板上還鉆有安裝注漿管及真空管的圓形通孔、內(nèi)層止?jié){套上鉆有安裝注漿管及真空管的兩個螺孔，外層止?jié){套緊緊包覆在內(nèi)層止?jié){套外面，整體構(gòu)成一橫截面為圓形、縱截面為梯形的碗式結(jié)構(gòu)，內(nèi)層止?jié){套一般用鋼質(zhì)金屬材料制作，外層止?jié){套用橡膠、復(fù)合橡膠、彈性塑料之類具有一定彈性的非金屬材料制作。
由于本發(fā)明的密封系統(tǒng)在錨孔的孔口有起密封作用的孔口止?jié){器——碗式止?jié){器，通過鉆鑿設(shè)備在巖土體中成孔后，用高性能的碗式止?jié){器密封孔口，通過常壓注漿在止?jié){器上端部形成約10~20cm高的速凝漿體，用環(huán)氧樹脂粘結(jié)止?jié){器、孔口端面與孔壁及錨索預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)合處，并利用真空預(yù)壓作用使孔壁密封而使其成為密封錨索，真空管和注漿管都帶有控制閥，使其能隨時與注漿泵、真空泵進(jìn)行切換；采用此真空預(yù)壓雙向注漿技術(shù)，在注漿前，錨孔內(nèi)的90％以上的空氣被抽出，由于孔道內(nèi)負(fù)壓力的存在，孔道內(nèi)外壓力差使圍巖與錨孔壁之間產(chǎn)生滲流，使圍巖的孔隙水壓力不斷降低，有效應(yīng)力不斷增加，從而促使圍巖固結(jié)，增強了圍巖的整體性，反過來促進(jìn)了真空度提高，達(dá)到預(yù)壓效果；由于真空預(yù)壓基本上不改變圍巖的總應(yīng)力，所以真空預(yù)壓的加載不需時間的限制，真空度可一次性加上，無需考慮圍巖的強度及穩(wěn)定性問題；此外，孔內(nèi)真空管的存在，使注漿末段殘余的少量空氣難以形成“氣墊”作用，在一次注漿停止后，在漿體初凝前利用真空管進(jìn)行壓力反向注漿，反向注漿隨著真空度施加時間的增長，孔道內(nèi)外壓差逐漸變小，最終趨向于零，隨著真空的逐漸消失，漿體多余的水分與孔道殘余空氣在反向注漿體壓力作用下擴散到孔道末段的圍巖孔隙中。
因而，與以往的注漿法相比，真空預(yù)壓雙向注漿技術(shù)具有如下優(yōu)點1、以真空管替代排氣管，消除了以往用插入排氣管的辦法解決排氣問題，提高了注漿速度；2、真空壓力灌漿屬高壓灌漿，使得孔道漿體更密實，漿體強度更高；3、由于采用預(yù)抽真空的方法，使得巖土體受到一定的真空預(yù)壓作用，對錨孔附近的圍巖也起了一定的固結(jié)作用，從而增強了圍巖的整體性，提高了圍巖的粘聚力和內(nèi)摩擦角，增大了圍巖的自承能力；4、灌漿末段采用的雙向灌漿技術(shù)，能有效消除孔道的“氣墊”，使孔道漿體更均勻；
5、止?jié){效果好碗式止?jié){器能提供一定的摩阻，可對錨索進(jìn)行臨時定位，并可通過幾個碗式止?jié){器的同向或反向串聯(lián)來調(diào)整摩阻的大小，有效止?jié){。
6、密封可靠密封錨孔孔口的碗式止?jié){器及其上端部的速凝漿體能有效的彌補鉆孔造成的孔徑誤差，使孔口密封，并通過真空預(yù)壓作用使整個錨索處于全密封狀態(tài)，有效地提高了錨索體的防腐效果，有利于保證錨索索體的長期使用性能。
以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明之真空預(yù)壓雙向注漿技術(shù)及其密封注漿系統(tǒng)的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明四

圖1本發(fā)明之豎管真空預(yù)壓雙向注漿工法工藝流程圖；圖2本發(fā)明之密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和安裝示意圖；圖3孔口止?jié){器結(jié)構(gòu)示意圖(主視剖視圖)；圖4孔口止?jié){器結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)。
五
具體實施例方式實施例一種豎管真空預(yù)壓雙向注漿工法，包括以下主要步驟A、造錨孔在圍巖上鑿豎直向上或斜向上的錨孔；B、安裝密封注漿系統(tǒng)部份設(shè)備B1安裝錨索按圖2將錨索及各附件、真空管安裝好，并綁扎牢固，將錨索順直送入錨孔內(nèi)；B2安裝孔口止?jié){器、安裝帶注漿管的碗式止?jié){器；B3安裝真空泵、負(fù)壓容器、注漿泵；C、密封孔口用環(huán)氧樹脂粘結(jié)止?jié){器、孔口端面與孔壁及錨索預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)合處，安裝密封板密封孔口；D、常壓注漿在常壓下，通過注漿管預(yù)先注入一段速凝漿體，該漿體最低液面與止?jié){器的距離至少為10～20cm，在確定注漿管與孔道暢通的情況下，關(guān)閉注漿管閥門；E、預(yù)抽真空在常壓注漿之速凝漿體初凝后，打開真空管閥門將錨孔內(nèi)抽成真空；F、真空注漿當(dāng)錨孔內(nèi)真空度達(dá)到0.1MPa后，先啟動注漿泵，再打開注漿管閥門開始注漿，一邊抽真空一邊注漿，當(dāng)有濃漿從真空管中流入負(fù)壓容器內(nèi)時，關(guān)閉注漿管與真空管閥門，并關(guān)閉真空泵，停止注漿；G、反向注漿將注漿泵的注漿接頭與真空管相接，啟動注漿泵，打開真空管閥門，以壓力繼續(xù)注漿，于漿體初凝前結(jié)束注漿。
與本發(fā)明豎管真空預(yù)壓雙向注漿施工方法配套使用的密封注漿系統(tǒng)包括錨孔3、錨索1、孔口止?jié){器4、注漿泵6、真空泵8、密封板10、注漿管5及真空管9，孔口止?jié){器4位于錨孔3的孔口，密封板10位于孔口端面，密封板10與孔口止?jié){器4之間灌注起密封作用的環(huán)氧樹脂11，孔口止?jié){器4為碗式結(jié)構(gòu)、一個或多個同向或反向串聯(lián)，與錨孔3孔壁緊配合，密封板10及碗式止?jié){器4上分別鉆有2～72個與所錨固鋼絞線數(shù)量及排布相一致的圓形通孔，此外，密封板10上還鉆有安裝注漿管及真空管的通孔，碗式止?jié){器4上鉆有安裝固定注漿管及真空管的螺孔，真空管9一端與真空泵8相連、另一端穿過密封板10、碗式止?jié){器4及錨索1的承壓板直達(dá)錨孔3的頂端，注漿管5一端與注漿泵6相連，另一端穿過密封板10、碗式止?jié){器4高出其內(nèi)端面30～40cm(參見圖2)，圖中錨索1為壓力分散型錨索，2為注漿體、12為施工中灌注的速凝漿體，13為圍巖，圖中的孔口止?jié){器4由兩個碗式止?jié){器反向串聯(lián)。
作為本發(fā)明實施例的一種變換，所述的孔口止?jié){器4還可根據(jù)工程需要，采用1個或3～10個碗式止?jié){器，其連接方式可以是同向串聯(lián)，也可以是反向串聯(lián)。
作為本發(fā)明實施例的一種變換，所述的錨索1也可以是其他類型的壓力型錨索或拉力型錨索。
所述的孔口止?jié){器由上密封板14、外層止?jié){套15、鋼制內(nèi)層止?jié){套16、下密封板17構(gòu)成，鋼制內(nèi)層止?jié){套16是橫截面為圓形、縱截面為不規(guī)則的多邊形的柱體，在柱體中部有一彈性槽，其上、下端部各有一凹槽，上、下密封板分別嵌入該凹槽內(nèi)，上、下密封板14、17及內(nèi)層止?jié){套16上分別鉆有2～72個與所錨固鋼絞線數(shù)量及排布相一致的圓形通孔，上、下密封板14、17上還鉆有安裝注漿管及真空管的圓形通孔、內(nèi)層止?jié){套16上鉆有安裝注漿管及真空管的兩個螺孔，外層止?jié){套15緊緊包覆在內(nèi)層止?jié){套16外面，整體構(gòu)成一橫截面為圓形、縱截面為梯形的碗式結(jié)構(gòu)(參見圖3、圖4)。
內(nèi)層止?jié){套16一般用鋼質(zhì)金屬材料制作，外層止?jié){套15用橡膠、復(fù)合橡膠、彈性塑料之類具有一定彈性的非金屬材料制作。
作為本發(fā)明實施例的一種變換，上述的豎管真空預(yù)壓雙向注漿工法也適用于有一定上仰角的預(yù)應(yīng)力錨桿的施工，此時所述密封系統(tǒng)中的錨索改為錨桿。
權(quán)利要求
1.一種豎管真空預(yù)壓雙向注漿工法，其特征在于；該工法包括以下主要步驟一種豎管真空預(yù)壓雙向注漿工法，包括以下主要步驟A、造錨孔在圍巖上鑿豎直向上或斜向上的錨孔；B、安裝密封注漿系統(tǒng)部份設(shè)備B1安裝錨索將錨索及各附件、真空管安裝好，并綁扎牢固，將錨索順直送入錨孔內(nèi)；B2安裝孔口止?jié){器、安裝帶注漿管的碗式止?jié){器；B3安裝真空泵、負(fù)壓容器、注漿泵；C、密封孔口用環(huán)氧樹脂粘結(jié)止?jié){器、孔口端面與孔壁及錨索預(yù)應(yīng)力筋的結(jié)合處，安裝密封板密封孔口；D、常壓注漿在常壓下，通過注漿管預(yù)先注入一段速凝漿體，該漿體最低液面與止?jié){器的距離至少為10～20cm，在確定注漿管與孔道暢通的情況下，關(guān)閉注漿管閥門；E、預(yù)抽真空在常壓注漿之速凝漿體初凝后，打開真空管閥門將錨孔內(nèi)抽成真空；F、真空注漿錨孔內(nèi)真空度達(dá)到0.1MPa后，先啟動注漿泵，再打開注漿管閥門開始注漿，一邊抽真空一邊注漿，當(dāng)有濃漿從真空管中流入負(fù)壓容器內(nèi)時，關(guān)閉注漿管與真空管閥門，并關(guān)閉真空泵，停止注漿；G、反向注漿將注漿泵的注漿接頭與真空管相接，啟動注漿泵，打開真空管閥門，以壓力繼續(xù)注漿，于漿體初凝前結(jié)束注漿。
2.如權(quán)利要求1所述的豎管真空預(yù)壓雙向注漿施工方法所配套使用的密封注漿系統(tǒng)，其特征在于該密封注漿系統(tǒng)包括錨孔(3)、錨索(1)、孔口止?jié){器(4)、注漿泵(6)、真空泵(8)、密封板(10)、注漿管(5)及真空管(9)，孔口止?jié){器(4)位于錨孔(3)的孔口，密封板(10)位于孔口端面，密封板(10)與孔口止?jié){器(4)之間灌注起密封作用的環(huán)氧樹脂(11)，孔口止?jié){器(4)為碗式結(jié)構(gòu)、1個或2～10個同向或反向串聯(lián)，與錨孔(3)孔壁緊配合，密封板(10)及碗式止?jié){器(4)上分別鉆有2～72個與所錨固鋼絞線數(shù)量及排布相一致的圓形通孔，此外，密封板(10)上還鉆有安裝注漿管及真空管的通孔，碗式止?jié){器(4)上鉆有安裝固定注漿管及真空管的螺孔，真空管(9)一端與真空泵(8)相連、另一端穿過密封板(10)、碗式止?jié){器(4)及錨索(1)的承壓板直達(dá)錨孔(3)的頂端，注漿管(5)一端與注漿泵(6)相連，另一端穿過密封板(10)、碗式止?jié){器(4)高出其內(nèi)端面30～40cm。
3.如權(quán)利要求2所述的豎管真空預(yù)壓雙向注漿施工方法所配套使用的密封注漿系統(tǒng)中的孔口止?jié){器，其特征在于所述的孔口止?jié){器由上密封板(14)、外層止?jié){套(15)、鋼制內(nèi)層止?jié){套(16)、下密封板(17)構(gòu)成，鋼制內(nèi)層止?jié){套(16)是橫截面為圓形、縱截面為不規(guī)則的多邊形的柱體，在柱體中部有一彈性槽，其上、下端部各有一凹槽，上、下密封板分別嵌入該凹槽內(nèi)，上、下密封板(14)、(17)及內(nèi)層止?jié){套(16)上分別鉆有2～72個與所錨固鋼絞線數(shù)量及排布相一致的圓形通孔，上、下密封板(14)、(17)上還鉆有安裝注漿管及真空管的圓形通孔、內(nèi)層止?jié){套(16)上鉆有安裝注漿管及真空管的兩個螺孔，外層止?jié){套(15)緊緊包覆在內(nèi)層止?jié){套(16)外面，整體構(gòu)成一橫截面為圓形、縱截面為梯形的碗式結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種豎管真孔預(yù)壓雙向注漿工法，包括造孔，安裝密封注漿系統(tǒng)，密封孔口，常壓注漿，預(yù)抽真空，真空注漿，反向注漿等步驟；所配套使用的密封注漿系統(tǒng)包括錨孔、錨索、孔口止?jié){器、真空泵、注漿泵、密封板、注漿管及真空管，孔口止?jié){器位于錨孔的孔口，密封板位于孔口端面，密封板與孔口止?jié){器之間灌注環(huán)氧樹脂，孔口止?jié){器為碗式結(jié)構(gòu)、一個或多個同向或反向串聯(lián)，與錨孔孔壁緊配合，真空管穿過密封板、孔口止?jié){器直達(dá)錨孔的頂端，注漿管穿過孔口止?jié){器高出其內(nèi)端面30～40cm。該施工方法注漿速度快，增強了圍巖的整體性，能有效消除孔道的“氣墊”，使孔道漿體更均勻、密實；密封系統(tǒng)密封性能好，有效地提高了錨索索體的防腐效果，確保其長期使用性能好。
文檔編號E21D20/00GK1508392SQ0215628
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者甘國榮, 劉璇, 劉成州 申請人:柳州歐維姆機械有限責(zé)任公司