[發(fā)明專利]預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011197708.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112459815A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高軍;周建剛;雒嵐;查小林;林曉;吳金國;曾霖;姚佳
• 申請（專利權(quán)）人: 高軍
• 主分類號: E21D20/02
• 分類號: E21D20/02;E21D21/00
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務(wù)所 11399
• 代理人: 田春龍

1.一種預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100跟隨隧道開挖進展，每掘進設(shè)定距離的隧道段，即對隧道的新掘進段的拱頂和側(cè)壁噴設(shè)速凝水泥砂漿；

S200在噴設(shè)了速凝水泥砂漿的隧道拱頂和側(cè)壁打設(shè)錨桿與注漿；

S300在打設(shè)錨桿與注漿后，向隧道拱頂和側(cè)壁噴混凝土。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法，其特征在于，在S200步驟中，打設(shè)錨桿與注漿的過程如下：

每個掘進段，先自上而下從隧道的拱頂?shù)絺?cè)壁進行鉆孔，并采用鉆桿反復(fù)抽插注水或者采用高壓風(fēng)機進行孔內(nèi)清理；

再向清理后的孔內(nèi)插入前端帶有漲殼錨固件的錨桿，錨桿插入后將漲殼錨固件張開；

在同一掘進段的錨桿都插入安裝完畢后，對該掘進段的各錨桿位置統(tǒng)一進行低壓注漿。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法，其特征在于，所述錨桿包括錨桿體、漲殼錨固件和承壓板，所述錨桿體為設(shè)有外螺紋的中空式管狀，所述漲殼錨固件與錨桿體的前部插入端固定連接，所述承壓板套設(shè)在錨桿體的尾部外露端，在錨桿體的尾部外露端以螺母防止承壓板脫落；所述錨桿體前部插入端不少于錨桿體一半長度設(shè)置有多個徑向通孔，所述多個徑向通孔繞錨桿體周向間隔布置；所述錨桿體未設(shè)徑向通孔段的外表面設(shè)置排氣管。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法，其特征在于，所述低壓注漿包括：

采用漿液的水泥與細砂比控制在1:1，采用的注漿壓力為0.5～1MPa，注漿時，根據(jù)注漿效果及時調(diào)整注漿參數(shù)，對每一隧道段的預(yù)應(yīng)力錨桿的注漿漿液均取樣做抗壓強度試驗，并要求在進行張拉時，混凝土的強度符合設(shè)計要求；

每一隧道段注漿作業(yè)連續(xù)進行，若注漿過程中有中斷，必須將注漿管用清水清洗干凈后再停止注漿，停止注漿時間內(nèi)剩余漿液需要持續(xù)攪拌避免堵管；

錨桿注漿完畢后，需用錨固劑或木塞將注漿口進行封堵，避免漿液外流和/或者影響注漿質(zhì)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法，其特征在于，在隧道施工前，隧道項目地進行地質(zhì)調(diào)查，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查和隧道設(shè)計建立富水軟弱破碎圍巖隧道模型，通過模型進行圍巖應(yīng)力分析，確定錨桿設(shè)置密度與注漿方案，并對錨桿進行抗拔分析。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法，其特征在于，在隧道挖掘時，將隧道斷面由上至下分成多個臺階層級，同一掘進段按照由上至下的臺階層級順序進行挖掘，每一個臺階層級在掘進設(shè)定距離后，即對該臺階層級的隧道開挖面按照S100、S200和S300步驟進行加固。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法，其特征在于，在隧道挖掘時，將隧道斷面由上至下分成多個臺階層級，采用由上至下每個臺階層級對應(yīng)由前至后保持設(shè)定挖掘距離錯位的方式，各臺階層級同步進行掘進；其中S100和S200步驟跟隨各臺階層級進行，S300步驟在同一掘進段由上至下全部層級挖掘完成并設(shè)置錨桿后統(tǒng)一進行。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)應(yīng)力錨桿在富水軟弱破碎圍巖隧道的打設(shè)方法，其特征在于，所述錨桿進行抗拔分析，假定錨固區(qū)邊界不受其他外力作用，則將錨桿的受力簡化為彈性力學(xué)半平面體受集中力作用的模型，根據(jù)布辛涅斯克近似原理，在設(shè)計拉力F的作用下，錨桿的錨固區(qū)邊正應(yīng)力為：

上式中，σ_F表示錨桿的錨固區(qū)邊正應(yīng)力，單位為m；l表示錨桿錨固長度；單位為m；u表示泊松比；C表示圍巖的黏聚力；w表示圍巖重度；h表示錨固體插入圍巖的深度，單位為m；θ表示圍巖的摩擦角度；

若σ_FF時，表示錨桿設(shè)置不符合要求；若σ_F≥F時，表示錨桿設(shè)置符合要求。