一种高承压水地层中锚杆注浆装置及实施方法与流程

    专利查询2025-07-29  27


    本发明涉及基坑支护施工,特别涉及一种高承压水地层中锚杆注浆装置及实施方法。


    背景技术:

    1、锚杆作为基坑支护的重要组成构件,在基坑支护中得到了广泛应用,但是在高承压水地层中,由于水头差的原因,在毛孔内产生动水沿孔口流出,有些地层水流量较大,很难实现锚孔内水泥浆液不随动水流出,进而无法保证锚杆的注浆质量,现有技术中有些采用囊式锚杆,虽然解决了锚孔内动水注浆的问题,但是囊袋与锚孔壁间的摩阻力难以提供锚杆所需要的抗拉强度要求,进而无法保证锚杆的施工质量。

    2、现有技术中,囊袋注浆方式有采用囊内、囊外注浆结构,然而一般是在囊袋内设置支撑锚杆的支架,囊袋外无相应限位支撑,导致注浆时囊袋移位变形等,影响注浆均匀性和注浆质量。在现有技术中,囊袋注浆结构在使用后其零部件一般无法进行重复利用,造成浪费以及成本的增高。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中存在的不足,本发明提供的一种高承压水地层中锚杆注浆装置及实施方法,可有效解决高承压水地层中动水环境下注浆困难和囊袋与孔壁摩阻力达不到设计要求等问题,而且该装置施工简单、可操作性强,能够保证注浆质量。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、根据本发明的一个方面,提供一种高承压水地层中锚杆注浆装置,

    4、包括囊袋,所述囊袋内设置囊内注浆管以及锚杆杆体,所述囊袋外设置囊外注浆管,所述囊袋内设置多个第一对中支架,第一对中支架用于囊内注浆管及锚杆杆体的支撑,所述囊袋外套设多个第二对中支架,第二对中支架用于囊袋及囊外注浆管的支撑,在囊外注浆管下端部设置囊外注浆支架,囊外注浆支架用于囊袋的支撑以及囊外注浆,囊内注浆管与囊外注浆管上端部均设置有止逆阀。

    5、进一步,所述囊外注浆管至少设置两个,不同囊外注浆管端部的囊外注浆支架在深度方向上所在位置不同。

    6、进一步,注浆装置还包括法兰组件;

    7、所述法兰组件包括通过螺栓连接的第一法兰以及第二法兰,第一法兰上设置多个注浆导向管、锚杆导向管以及排气管,第二法兰上设置过渡管;

    8、所述囊袋连接于过渡管,所述囊内注浆管、锚杆杆体穿过过渡管连接至对应的注浆导向管、锚杆导向管,所述囊外注浆管连接到对应的注浆导向管,所述排气管上设置阀门,排气管通过过渡管与囊袋内部连通。

    9、进一步,所述第一法兰、注浆导向管、锚杆导向管均采用橡胶材质,囊内注浆管、囊外注浆管与注浆导向管通过卡箍紧密连接,锚杆杆体与锚杆导向管通过卡箍紧密连接。

    10、进一步,所述囊外注浆支架包括第一支撑环、第二支撑环、支撑肋、接驳口、第一喷浆口、第二喷浆口,

    11、所述第一支撑环内径小于所述第二支撑环内径,囊袋由所述第一支撑环中间的通孔穿过,第一支撑环与第二支撑环之间通过支撑肋固定连接。

    12、进一步,所述第二支撑环是由上盖板、下盖板以及内外腹板组成的中空结构,多个第一喷浆口均匀布置在上盖板上,多个第二喷浆口均匀布置在下盖板上,且第一喷浆口与第二喷浆口错位设置;

    13、所述接驳口设置在所述第一支撑环和所述第二支撑环之间,接驳口与第二支撑环内部连通,囊外注浆管连接于接驳口;

    14、进一步,所述第一对中支架中间设置供囊内注浆管穿过的通孔,第一对中支架边缘周向设置若干供锚杆杆体通过的弧形开槽;所述锚杆杆体的下端部设置半球形导向帽,所述半球形导向帽由塑性材质制成。

    15、进一步,所述第二对中支架包括第一支撑环、第二支撑环、支撑肋、限位环,所述第一支撑环内径小于第二支撑环,囊袋由所述第一支撑环中间的通孔穿过,第一支撑环、第二支撑环之间通过支撑肋连接,限位环设置在第一支撑环、第二支撑环之间,囊外注浆管穿过所述限位环。

    16、进一步,所述止逆阀包括套筒、限位板、止逆球、支盘、导向柱、复位弹簧、固定支座;

    17、所述限位板中心开有中心孔,其直径小于止逆球直径,所述止逆球设置于限位板一侧并固定在支盘上,支盘连接至导向柱的一端;

    18、所述固定支座包括导向孔和输浆孔;所述导向柱另一端与导向孔滑动配合,所述输浆孔均匀布置在所述固定支座上;所述复位弹簧套设于所述导向柱上;

    19、所述限位板中心孔、止逆球、支盘、导向柱、复位弹簧、导向孔为同轴线布置。

    20、根据本发明的另一方面,提供一种上述的高承压水地层中锚杆注浆装置的实施方法,包括如下步骤:

    21、s1、锚杆钻孔,绑扎制作锚杆和囊内注浆管,安装第一对中支架,第一对中支架相邻间距控制在2-3m,在锚杆杆体底端部安装半球形导向帽;

    22、s2、将囊袋套设在制作完成的锚杆组件上,锚杆杆体上端部、囊内注浆管上端部分别穿过锚杆导向管和注浆导向管,并用卡箍扎紧;在囊内注浆管上端部安装止逆阀;将囊袋上端部套设在过渡管上,并用卡箍扎紧;

    23、s3、将囊外注浆管根据锚杆杆体锚固段的长度套设在囊袋的外侧,将第二对中支架、囊外注浆支架套设在囊袋的外侧,第二对中支架相邻间距控制在2-3m,囊外注浆管端部插入对应的接驳口内;将囊外注浆管上端部分别穿过对应的注浆导向管,用卡箍扎紧,并安装止逆阀;

    24、s4、将组装完成的锚杆结构放入预先钻好的锚孔内,先通过囊内注浆管对囊袋内进行注浆,当排气管有浆液排出时,关闭排气管,继续注浆,囊内压力达到1.0-1.5mpa时,停止注浆;

    25、s5、依次对多个囊外注浆管进行注浆,当注浆压力大于1.5mpa,并且有浆液沿孔壁溢出时,停止注浆;

    26、s6、待孔内浆液凝固后,拆除第一法兰和止逆阀循环使用。

    27、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    28、1、本发明提供的一种高承压水地层中锚杆注浆装置及实施方法,通过设置第一法兰装置将锚杆杆体及囊内注浆管密封在囊袋内,实现了囊袋内加压注浆,且其结构设计使得注浆作业完成后可拆除第一法兰循环使用,避免了材料的浪费。

    29、2、本发明中,在注浆管端口处设置止逆阀可以实现浆液防逆流,有效防止囊袋内及囊袋外浆液泄压影响注浆质量,止逆阀结构设计简单、运行灵活、可靠性强。

    30、3、本发明中,在囊袋外侧设置囊外注浆管、对中支架以及注浆支架,能够对囊袋外部进行对中定位,保证在注浆过程中囊袋能够始终处于中心位置,提高注浆质量,且注浆支架一方面作为囊袋的定位支架,另一方面可以实现囊袋与孔壁之间压力注浆,该装置可有效控制注浆量,节省了注浆材料,而且大大提升了锚杆的施工质量。



    技术特征:

    1.一种高承压水地层中锚杆注浆装置,包括囊袋,所述囊袋内设置囊内注浆管以及锚杆杆体,所述囊袋外设置囊外注浆管,其特征在于:所述囊袋内设置多个第一对中支架,第一对中支架用于囊内注浆管及锚杆杆体的支撑,所述囊袋外套设多个第二对中支架,第二对中支架用于囊袋及囊外注浆管的支撑,在囊外注浆管下端部设置囊外注浆支架,囊外注浆支架用于囊袋的支撑以及囊外注浆,囊内注浆管与囊外注浆管上端部均设置有止逆阀。

    2.根据权利要求1所述的高承压水地层中锚杆注浆装置,其特征在于,所述囊外注浆管至少设置两个,不同囊外注浆管端部的囊外注浆支架在深度方向上所在位置不同。

    3.根据权利要求1所述的高承压水地层中锚杆注浆装置,其特征在于,注浆装置还包括法兰组件;

    4.根据权利要求3所述的高承压水地层中锚杆注浆装置,其特征在于,所述第一法兰、注浆导向管、锚杆导向管均采用橡胶材质,囊内注浆管、囊外注浆管与注浆导向管通过卡箍紧密连接,锚杆杆体与锚杆导向管通过卡箍紧密连接。

    5.根据权利要求1所述的高承压水地层中锚杆注浆装置,其特征在于,所述囊外注浆支架包括第一支撑环、第二支撑环、支撑肋、接驳口、第一喷浆口、第二喷浆口,

    6.根据权利要求5所述的高承压水地层中锚杆注浆装置,其特征在于,所述第二支撑环是由上盖板、下盖板以及内外腹板组成的中空结构,多个第一喷浆口均匀布置在上盖板上,多个第二喷浆口均匀布置在下盖板上,且第一喷浆口与第二喷浆口错位设置;

    7.根据权利要求1所述的高承压水地层中锚杆注浆装置,其特征在于,所述第一对中支架中间设置供囊内注浆管穿过的通孔,第一对中支架边缘周向设置若干供锚杆杆体通过的弧形开槽;所述锚杆杆体的下端部设置半球形导向帽,所述半球形导向帽由塑性材质制成。

    8.根据权利要求1所述的高承压水地层中锚杆注浆装置,其特征在于,

    9.根据权利要求1所述的高承压水地层中锚杆注浆装置,其特征在于,所述止逆阀包括套筒、限位板、止逆球、支盘、导向柱、复位弹簧、固定支座;

    10.一种利用如权利要求1-9中任一项所述的高承压水地层中锚杆注浆装置的实施方法,其特征是:包括如下步骤:


    技术总结
    本发明提供了一种高承压水地层中锚杆注浆装置及实施方法,包括囊袋,所述囊袋内设置囊内注浆管以及锚杆杆体,所述囊袋外设置囊外注浆管,所述囊袋内设置多个第一对中支架,第一对中支架用于囊内注浆管及锚杆杆体的支撑,所述囊袋外套设多个第二对中支架,第二对中支架用于囊袋及囊外注浆管的支撑,在囊外注浆管下端部设置囊外注浆支架,囊外注浆支架用于囊袋的支撑以及囊外注浆,囊内注浆管与囊外注浆管上端部均设置有止逆阀。本装置可有效解决高承压水地层中动水环境下注浆困难和囊袋与孔壁摩阻力达不到设计要求等问题,而且该装置施工简单、可操作性强,能够保证注浆质量。

    技术研发人员:曹进海,叶胜林,张全立,肖代胜,张立臣,李启伦,孟祥勋,姜福伟
    受保护的技术使用者:山东建勘集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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