专利名称：一种抗拉、对拉注浆锚杆装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及隧道施工辅助方法，具体指的是隧道加固措施，即一种对拉、抗拉注浆 锚杆装置。
背景技术：
在隧道工程施工过程中，部分地质条件下隧道围岩自稳能力较差，甚至没有自稳 能力，隧道开挖、成洞较困难；部分小间距隧道夹岩较薄难以稳定，在开挖过程存在偏压影 响，隧道建成后变形不协调等问题。为提高围岩强度，克服偏压、不均勻变形等影响，需要对 围岩进行加固。目前常用的加固措施包括打设锚杆和注浆加固。通过向松散围岩中打设 锚杆起到挤密围岩作用，同时锚杆与围岩之间的摩擦作用可以固定围岩，起到夹筋效果，因 此，锚杆支护一般适用于破碎围岩地段，在软弱砂、粘土层中作用有限。注浆加固包括超前 小导管注浆、超前帷幕注浆等，可以提高围岩极限破坏强度，增加岩土体的内摩擦角和粘聚 力。该方法可以提高围岩的整体性，但是在协调隧道结构均勻变形隧道夹岩加固时要配合 其他方法使用。另一种采用注浆锚杆的支护方式，可以起到锚杆和注浆的双重效果，围岩加 固效果较好，但是不能够将围岩加固和结构变形融为整体。一般在小间距隧道施工中采用 的对拉锚杆由于其多采用刚性连接，一旦结构发生不均勻变形，易发生应力集中。该方法只 考虑了隧道结构变形协调，没有考虑围岩和结构的变性协调与应力集中现象，需要配合其 他预加固措施。
发明内容
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提出一种将围岩和隧道支护结构 连接成整体的抗拉、对拉注浆锚杆装置。本发明提出的抗拉、对拉注浆锚杆装置，包括锚杆2、注浆孔3、钢绞线10、连接接 头6，其中锚杆2的杆身为中部空心的管状结构，锚杆2的顶部内壁设有第一螺纹4，尾部 内壁设有第二螺纹1，锚杆2上均勻分布有注浆孔3，位于锚杆2端头部位呈锥形5，连接接 头6为一螺栓构件，其外侧设有螺纹，连接接头6通过该螺纹和锚杆2两端连接，连接接头 6顶部设有锚固柄7，锚固柄7上设有螺栓孔8 ；钢绞线10两头制作成“回扣状”，钢绞线10 绑扎格栅等隧道初期支护后，“扣型”端头插入位于连接接头6顶部的锚固孔8内，锚固螺栓 9插入锚固孔8内，将连接接头6和钢绞线10连接锚固，从而形成了支护结构之间、锚杆的 整体性连接，在注浆效果作用下围岩和锚杆咬合成整体。本发明中，对于小间距隧道施工，锚杆打穿隧道夹岩，锚杆装置两端均和隧道初支 结构柔性连接，即钢铰线10绑扎隧道初支结构，形成对拉锚杆结构；对于一般隧道，锚杆装 置一端和隧道支护结构连接，另一端插入围岩内。本发明在双洞小间距隧道和一般隧道软弱土层不良地质条件下施工时能够保证 隧道施工安全与结构安全。本发明目的实现由以下技术方案完成一种对拉、抗拉注浆锚杆装置，其特征在由柔性钢绞线绑扎隧道初期支护上并通过螺 栓结构连接到注浆锚杆两端，通过锚杆注浆将隧道支护结构和围岩连接成整体。所述对拉、抗拉注浆锚杆在小间距隧道中锚杆打穿隧道夹岩注浆加固后通过所述 钢绞线和锚杆将隧道支护、围岩三者连成整体；在一般隧道施工中，注浆锚杆一端和隧道支 护连接，另一端嵌入围岩中，锚杆起到注浆和抗拉效果。所述锚杆为中空注浆锚杆，两端螺纹处理便于和连接接头，锚杆的杆身布置注浆 孔，锚杆打入围岩端处理成锥形。在小间距隧道施工中锚杆进入隧道开挖轮廓线内，然后在 锚杆尾部进行注浆，注浆完成后清理锚杆尾部螺纹内壁。在另一侧洞室开挖后割除锚杆锥 形端头将锚杆螺纹内壁清理干净，供连接接头连接。所述连接接头为圆柱形螺栓构件，用于连接钢绞线和锚杆，构件一端通过外侧螺 纹和锚杆内壁螺纹连接，另一端通过顶部锁状锚固柄上的螺栓和柔性钢绞线连接。钢绞线 和锚杆连接的松紧程度可以通过连接接头的螺纹调节。 所述钢绞线长度依照初期支护尺寸设计，钢绞线端部采用“回形扣，，处理，钢绞线 绑扎隧道初期支护后，接头插入连接接头锁状锚固柄上的螺栓孔内通过螺栓连接锚杆。本发明的优点是，发明原理简单、施工工序方便、成本不高，能够保证小间距隧道 开挖过程夹岩稳定，减少偏压对隧道结构的影响，以及不良地质条件下对隧道围岩的稳定。 该装置同时实现了注浆、抗拉或者对拉作用，可增加围岩结构和隧道结构的整体性，增加小 间距隧道之间的变形协调。
图1为本发明装置锚杆结构示意图。图2为本发明装置连接接头正视图。图3为本发明装置连接接头侧视图。图4为本发明装置连接接头俯视图。图5为本发明装置钢绞线示意图。图6为本发明装置连接示意图。图中标号1为锚杆的第二螺纹，2为锚杆，3为注浆孔，4为第一螺纹，5为锚杆锥 形端头，6为连接接头，7为连接接头顶部锁状锚固柄，8为螺栓孔，9为钢绞线接头锚固螺栓 及螺帽，10为钢绞线，11为钢绞线“扣状”端头。
具体实施例方式以下结合附图通过实施例对本发明装置特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解
附图1-2中标号1-11代表的是锚杆尾部内壁螺纹1、中空注浆的锚杆2、注浆孔3、锚杆 顶部内壁螺纹4、锚杆锥形端头5、带螺纹的连接接头6、接头顶部锁状锚固柄7、螺栓孔8、钢 绞线接头锚固螺栓及螺帽9、钢绞线10，钢绞线“扣状”端头11。附图1所示为本发明装置锚杆结构示意图。由图1可见，该锚杆为中空注浆锚杆， 锚杆2的顶部和底部内壁分别设置一定长度的第二螺纹1和第一螺纹4，杆身分布注浆孔 3、锚杆2端头作锥形处理。锚杆2打设以后进行注浆，浆液充满整个锚杆并沿注浆孔3进入围岩中。在小间距隧道施工中，锚杆2长度保证打设能够穿过夹岩，并且顶部进入另一侧 隧道开挖轮廓线一定范围内。注浆完成后清理锚杆内壁第二螺纹内壁，供连接接头使用；另 一侧隧道开挖后割除锚杆端头并将还有螺纹段锚杆内壁第二螺纹清理干净，供连接接头使 用。对于一般隧道施工，仅需要在注浆后清理注浆断头内壁第一螺纹，供接头连接。附图2所示为本发明装置连接接头正视图。从图2可见，连接接头6顶部为锁状 的锚固柄7，锚固柄7内设置螺栓孔8。附图3-4所示为本发明装置连接接头侧视图和俯视图。从图3和图4可见，连接 构件顶部为两片锁状柄之间间隙供钢绞线10的“扣状”端头11插入，然后用螺栓固定在锚 固柄上。根据钢绞线10和隧道初期支护之间连接效果，可转动连接接头外侧螺纹控制松紧程度。附图5所示为本发明装置钢绞线示意图。从图5可见，钢绞线10接头采用“扣状” 处理，钢绞线10捆绑在隧道支护结构上并用绑扎钢筋加固，钢绞线10长度为隧道初支结构 纵向周长的2-4倍。钢绞线10捆绑完成，两端“扣状”端头用螺栓9锚固在锚固孔内8。本发明装置连接示意图如图6所示。本实施例中，使用本发明装置抗拉、对拉注浆 锚杆，首先打设锚杆2，然后注浆，在二衬施做之前注浆锚杆内壁注浆材料清理干净安装连 接装置，然后将钢绞线10捆绑隧道初支结构后两端用螺栓连接到锚杆2上，根据钢绞线10 连接松紧调节连接装置的连接接头螺纹。对于小间距隧道，锚杆深入到隧道开挖轮廓线，隧 道开挖后割除锥形端头，清理锚杆内壁，在隧道二衬施做前将隧道支护和锚杆连接。以上所述，仅是本发明装置的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限 制，任何未脱离本发明装置内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修 改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种抗拉、对拉注浆锚杆装置，包括锚杆O)、注浆孔(3)、钢绞线(10)和连接接 头(6)，其特征在于锚杆O)为杆身空心的管状结构，锚杆O)的顶部内壁设有第一螺纹 G)，尾部内壁设有第二螺纹(1)，锚杆( 上均勻分布有注浆孔(3)，位于锚杆( 端头部 位呈锥形(5)，连接接头(6)为一螺栓构件，其外侧设有螺纹，连接接头(6)通过该螺纹和锚 杆(2)两端连接，连接接头(6)顶部设有锁状锚固柄(7)，锚固柄(7)上设有螺栓孔(8)；钢 绞线(10)两头制作成“扣状”，钢绞线(10)绑扎格栅初期支护后，“扣状”端头插入位于连 接接头(6)顶部的锚固孔⑶内，锚固螺栓(9)插入锚固孔⑶内，将连接接头(6)和钢绞 线(10)连接锚固。
2.根据权利要求1所述的一种抗拉、对拉注浆锚杆装置，其特征在于在小间距隧道施 工时锚杆打穿隧道夹岩，锚杆装置两端均和隧道初支结构采用柔性连接，即钢铰线(10)绑 扎隧道初支结构，形成对拉锚杆结构；对于一般隧道，锚杆装置一端和隧道支护结构连接， 另一端插入围岩内。
全文摘要
本发明涉及一种抗拉、对拉注浆锚杆装置，即兼具备注浆管和锚杆功能并可以将隧道支护、围岩两者或者小间距隧道支护之间、围岩三者连接成整体的装置，包括锚杆、连接接头、钢绞线三部分。钢绞线环绕、绑扎在隧道初期支护上，钢绞线通过连接接头固定在锚杆上，锚杆和连接接头采用螺纹连接。中空的锚杆注浆后和围岩成为一体，即隧道支护和注浆范围内的围岩形成牢固连接。对于小间距隧道，锚杆打穿夹岩并将两端连接隧道初期支护上，起到对拉效果；对于一般的隧道，锚杆一端和隧道初期支护连接，另一端插入隧道围岩中，增加锚杆抗拉效果。本发明可以提高隧道结构与围岩的整体性，减少围岩和结构变形。
文档编号E21D21/00GK102108874SQ20111006121
公开日2011年6月29日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者周顺华, 王长丹, 石景山 申请人:同济大学