一种用于超长锚索深孔孔底安装的辅助装置及其安装方法与流程

本发明属于土木工程施工技术领域，尤其是涉及一种超长锚索深孔孔底安装的辅助装置及其安装方法。

背景技术：

随着我国公路、铁路里程的不断增加，需在复杂地形地貌条件下施工的工程也越来越多，锚索技术在岩土工程加固中得到非常广泛的应用，当前普遍采取人工劳力在孔口位置下索，其优点是操作简单，适用于较短、较轻锚索的下索施工，但人力下索劳动强度大，需要下索人员紧密配合，安装效率低，特别是对于一些大型锚固工程，锚索长达几十米，重量大，采用人力方式下索所需人员众多，操作难度极大，往往造成锚索过长导致下索不到位、锚索扭转导致预应力损失严重等不利因素。而且大型锚索安装过程中由于反弹力大，工人在没有足够防护措施的情况下，很容易被锚索的反弹力推下脚手架，造成伤亡事故。

现有的孔底反向牵引技术施工稳定性差，容易出现孔底装置固定不牢等技术问题，在保证合理孔径差的前提下增加锚杆锚索的锚固长度，势必会增加现场施工的安装难度，进而影响安装速度，并且施工质量得不到保证。

技术实现要素：

为解决上述施工技术问题，本发明提供一种超长锚索深孔孔底安装的辅助装置及其安装方法，本发明将传统的孔口人工推送锚索变为由孔底反向牵引锚索到设计孔深位置，以保证锚索的平顺安装，减少不必要的人工劳动力损耗，在保证超长锚索深孔孔底安装的辅助装置固定牢固的同时，能达提高施工稳定性，具有高效施工、结构安全等优点。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于超长锚索深孔孔底安装的辅助装置，该辅助装置由锚固端和牵引端两部分组成，所述锚固端为一倒圆台形锚固杆，锚固杆底部截面尺寸大于顶部截面尺寸；所述牵引端包括滑轮固定基座、滑轮、滑轮转轴，所述滑轮通过滑轮转轴与滑轮固定基座转动连接；所述滑轮固定基座固定连接在锚固端顶部，滑轮固定基座以及锚固端的直径均略小于锚固孔孔径。

进一步地，还包括空心钻杆，空心钻杆的端部内壁设有内螺纹，所述滑轮固定基座与锚固端连接端呈圆柱形，且表面设有与空心钻杆端部内壁螺纹相匹配的外螺纹。

进一步地，所述锚固端表面设有凹凸不平的粗糙槽纹。

进一步地，所述牵引端还包括滑轮卡座，所述滑轮卡座设置在滑轮两侧用于限定滑轮左右摆动。

进一步地，所述辅助装置的锚固端通过锚固剂固定在锚固孔内，牵引绳绕过滑轮接至锚索孔孔口，牵引绳的一端与锚索端相连接，另一端与外部动力设备或人力连接。

本发明还提供了该用于超长锚索深孔孔底安装的辅助装置的安装方法，包括如下施工步骤：

首先，采用两种不同孔径的钻杆进行钻孔，先采用大孔径的钻杆钻孔至锚索孔的设计孔深位置，形成锚索孔，随后采用小孔径的钻杆沿锚索孔设计孔深位置继续向前钻进至一定深度，形成锚固孔；

其次，往锚固孔中注入静力破碎剂，利用静力破碎剂固化膨胀力破碎孔壁局部岩土，使锚固孔周围岩土呈破碎状，形成静力爆破扩孔区；

然后，沿锚固孔注入锚固剂，采用空心钻杆将附上牵引绳的超长锚索深孔孔底安装辅助装置送入锚固孔中，在锚固剂作用下，使该辅助装置的锚固杆与静力爆破扩孔区的破碎岩土层牢牢锚固，并将绕过滑轮的牵引绳两端接至锚索孔口位置；

最后，将多根锚索固定成一束，牵引绳的一端与锚索端相连接，另一端绕过滑轮与外部动力设备或人力连接在一起，通过控制外部动力设备或人力实现对牵引绳进行收缩，绕过滑轮使得牵引绳将固定成一束的多根锚索沿锚索孔一直拉至锚索孔的设计孔深位置。

进一步地，所述锚索孔孔径为d与锚固孔d之间的关系为d=（1/2～1/3）d,且锚固孔的钻进孔深约为10d。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1．本发明中通过锚固孔、锚固剂和静力爆破扩孔区域破碎岩土层共同作用，使得锚索深孔孔底安装辅助装置更加牢固，避免施工稳定性差、孔底辅助装置固定不牢等技术问题，提高安装速度，保证施工质量；

2．本发明通过将锚索安装由传统的孔口推送改为孔底反向牵引的方式，避免锚索下索不到位、锚索扭转导致预应力损失严重等不利因素。

附图说明

图1为本发明所述的超长锚索深孔孔底安装的辅助装置的主视图；

图2为本发明所述的超长锚索深孔孔底安装的辅助装置的俯视图；

图3本发明所述的超长锚索深孔孔底安装的辅助装置的安装示意图；

图中标记：1—锚索孔、2—锚固孔、3—静力爆破扩孔区、4—牵引绳、5—锚索深孔孔底安装的辅助装置、50—牵引端、501—滑轮固定基座、502—滑轮、503—滑轮卡座、504—滑轮转轴、51—锚固端。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

实施例：某铁路工程山体开挖后形成的53m的陡边坡，边坡下方为铁路隧道施工地段，以该高陡边坡在支护治理时锚索安装施工为例，该边坡锚索孔深度为32m。

如图1、图2、图3所示，本实施例的用于超长锚索深孔孔底安装的辅助装置5，由锚固端51和牵引端50两部分组成，所述锚固端51为一倒圆台形锚固杆，锚固杆底部截面尺寸大于顶部截面尺寸，锚固端51表面设有凹凸不平的粗糙槽纹；所述牵引端50包括滑轮固定基座501、滑轮502、滑轮卡座503、滑轮转轴504，所述滑轮502通过滑轮转轴504与滑轮固定基座501转动连接，所述滑轮卡座503设置在滑轮502两侧用于限定滑轮502左右摆动，滑轮卡座503表面旋转螺纹；所述滑轮固定基座501固定连接在锚固端51顶部，滑轮固定基座501与锚固端51连接端呈圆柱形，其直径略小于锚固孔2孔径，表面设置有与空心钻杆端部内壁的内螺纹相匹配的外螺纹。辅助装置5的锚固端51通过锚固剂固定在锚固孔2内，牵引绳4绕过滑轮502接至锚索孔1孔口，牵引绳4的一端与锚索端相连接，另一端与外部动力设备或人力连接。

如图3所示，该用于超长锚索深孔孔底安装的辅助装置5的安装步骤如下：

首先，采用两种不同孔径的钻杆钻孔，其中大孔径钻杆孔径d=150mm，小孔径钻杆孔径d=75mm，先采用孔径为150mm的钻杆钻孔至设计孔深32m位置处，从而形成锚索孔1；随后更换孔径为75mm的钻杆沿设计孔深位置继续向前钻进750mm，形成锚固孔2；

其次，往锚固孔2中注入静力破碎剂，利用静力破碎剂固化膨胀力破碎孔壁局部岩土，使锚固孔2孔壁周围岩土呈破碎状，从而形成静力爆破扩孔区3；

最后，通过滑轮固定基座501表面设置的外螺纹与空心钻杆端部内壁的内螺纹相连接，两者刚好吻合以配合完成锚索深孔孔底安装的辅助装置5的输送，空心钻杆将带有牵引绳4的锚索深孔孔底安装的辅助装置5送入锚固孔2中，与此同时，沿锚索深孔孔底安装的辅助装置5的锚固端51注入锚固剂，在锚固剂作用下，使得锚固端51与静力爆破扩孔区3周围破碎岩土层牢牢锚固在一起，将绕过滑轮的牵引绳两端接至锚索孔口位置；

超长锚索深孔孔底安装辅助装置5安装好后，进行锚索安装：将多根锚索固定成一束，牵引绳4的一端与锚索端相连接，另一端绕过滑轮502与外部动力设备或人力连接在一起，通过控制外部动力设备或人力实现对牵引绳4进行收缩，绕过滑轮502使得牵引绳4将固定成一束的多根锚索沿锚索孔1一直拉至锚索孔1的设计孔深位置。

在前述说明书与相关附图中存在的教导的帮助下，本发明所属领域的技术人员将会想到本发明的许多修改和其它实施方案。因此，要理解的是，本发明不限于公开的具体实施方案，修改和其它实施方案被认为包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定术语，它们仅以一般和描述性意义使用，而不用于限制。