[發明專利]多段循環利用式隧道掌子面超前灌漿錨桿及其應用方法

在審

• 申請號: 202010851526.6
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN111828071A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 吳學震;鄧濤;關振長;鄭超;陳道云
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 吳志龍;蔡學俊

本發明提供一種多段循環利用式隧道掌子面超前灌漿錨桿及其應用方法，包括由若干個桿狀構件通過構件接頭依次連接而成的錨桿桿體，所述錨桿體的旁側綁扎有注漿管，錨桿體位于掌子面的外側端部套有錨桿托盤，錨桿托盤外側固定有螺紋連接于錨桿體的緊固螺母，注漿管及錨桿體伸入掌子面的錨索支護鉆孔內且外周填充有由注漿管注入的錨固砂漿層，本使用細心呢錨桿結構替代傳統掌子面錨桿應用時，隨著掌子面的開挖無需費力挖斷錨桿，也可避免玻璃纖維錨桿受圍巖擠壓斷裂，通過設置每節桿狀構件的長度與隧道每次開挖進尺相同，即可實現逐段對開挖面外露錨桿的拆卸，實現錨桿的循環利用，大大提高了經濟效益和技術效果。

技術領域

本發明涉及一種多段循環利用式隧道掌子面超前灌漿錨桿及其應用方法。

背景技術

我國是一個多山國家，隨著交通運輸需求的不斷加大，隧道工程所面臨的地質條件也愈加復雜，軟弱圍巖隧道通常面臨著掌子面不穩定的問題。

掌子面超前錨桿在軟弱圍巖隧道中是一種重要的支護掌子面的措施，能夠在改善掌子面圍巖受力狀態的同時，提高掌子面巖體的強度，維持掌子面穩定，為隧道安全施工提供保障。傳統的掌子面錨桿為全長粘結的水泥砂漿錨桿，由于掌子面錨桿需要隨著掌子面的開挖而被同步挖除，因此要求所用的錨桿桿體材質在具備較高強度的同時具備一定的可切削性。目前采用的錨桿桿體材質多為鋼材或玻璃纖維增強塑料，鋼材質錨桿能夠滿足多種地層的掌子面支護需求，但是其難以切斷的缺點，嚴重影響了隧道的施工進度。玻璃纖維增強塑料錨桿具有高強度、易脆斷的特點，雖然能在提供足夠的掌子面支護強度的同時彌補鋼材質錨桿難以挖斷的缺點，但易脆斷的特點也使得其在節理裂隙發育的掌子面巖體中應用時容易發生斷裂而喪失支護作用。

掌子面超前錨桿作為一種臨時性的支護措施，受到開挖的挖除破壞后，被截斷的錨桿幾乎不具備可循環利用性，這使得在大量的采用掌子面錨桿作為穩定掌子面的措施時表現出經濟效應差的問題。

發明內容

本發明對上述問題進行了改進，即本發明要解決的技術問題是掌子面超前錨桿在軟弱圍巖隧道中是一種重要的支護掌子面的措施，以隨著隧道掌子面向前推進，每次開挖都要將掌子面錨桿截斷無法再利用，施工成本高。

本發明的具體實施方案是：多段循環利用式隧道掌子面超前灌漿錨桿，包括由若干個桿狀構件通過構件接頭依次連接而成的錨桿桿體，所述錨桿體的旁側綁扎有注漿管，錨桿體位于掌子面的外側端部套有錨桿托盤，錨桿托盤外側固定有螺紋連接于錨桿體的緊固螺母，注漿管及錨桿體伸入掌子面的錨索支護鉆孔內且外周填充有由注漿管注入的錨固砂漿層。

進一步的，所述桿狀構件為熱軋帶肋鋼筋，鋼筋的兩端具有外螺紋，所述構件接頭為內部帶有內螺紋的螺紋鋼管，所述螺紋鋼管與相鄰所述桿狀構件端部螺紋連接。

進一步的，所述桿狀構件為螺紋鋼筋，所述構件接頭為內部帶有內螺紋的螺紋鋼管，螺紋鋼管的內徑與螺紋鋼筋的直徑相匹配，所述螺紋鋼管與相鄰所述螺紋鋼筋端部螺紋連接。

進一步的，所述注漿管為塑料軟管。

進一步的，所述的錨桿托盤為金屬蝶形托盤或金屬平板形托盤，錨桿托盤上預留錨桿體穿過的開孔。

進一步的，所述的緊固螺母，其內螺紋與桿狀構件的螺紋相匹配。

一種多段循環利用式隧道掌子面超前灌漿錨桿的應用方法，包括如下步驟：

（1）根據隧道掌子面開挖進尺長度確定桿狀構件的長度，即桿狀構件的長度等于隧道掌子面每次開挖的長度；

（2）將多段桿狀構件通過構件接頭連接，然后將注漿管綁扎在桿狀構件上；

（3）在掌子面施作鉆孔，將桿狀構件聯同注漿管置入，并通過注漿管向鉆孔內灌入快速凝結式錨固砂漿；