一种侧空重复注浆锚杆.pdf

本发明公开了一种侧空重复注浆锚杆，包括若干上下位置对应排列的定位支架，定位支架上设有筋材槽和可重复注浆管槽，可重复注浆管槽位于筋材槽的一侧，筋材槽内放置有筋材，可重复注浆管槽放置有可重复注浆管，可重复注浆管底端密封，其上设有出浆小孔，出浆小孔为单向出浆孔。本发明的有益效果是通过可重复注浆技术多次适时对破碎围岩实施注浆，充填围岩中裂隙，提高破碎围岩的整体性与强度，同时维持锚杆本身的强度和着力点，发挥其承载作用。

1.  一种侧空重复注浆锚杆，其特征在于：包括若干上下位置对应排列的定位支架（1），定位支架（1）上设有筋材槽（2）和可重复注浆管槽（3），可重复注浆管槽（3）位于筋材槽（2）的一侧，筋材槽（2）内放置有筋材（4），可重复注浆管槽（3）放置有可重复注浆管（5），可重复注浆管（5）上设有出浆小孔（6），出浆小孔（6）为单向出浆孔。

2.  按照权利要求1所述一种侧空重复注浆锚杆，其特征在于：所述可重复注浆管（5）为PVC材质的注浆管；所述筋材槽（2）设置一个或多个；所述筋材（4）为钢筋、钢铰线。

3.  按照权利要求1所述一种侧空重复注浆锚杆，其特征在于：所述可重复注浆管（5）底端密封，并在与定位支架（1）相对应的部位处，设3圈Ф6~8mm的出浆小孔（6），圈间距5cm，每圈均匀布置3~4个出浆小孔（6）。

4.  按照权利要求1所述一种侧空重复注浆锚杆，其特征在于：所述定位支架（1）间距1m。

5.  按照权利要求1所述一种侧空重复注浆锚杆，其特征在于：所述可重复注浆管（5）的出浆小孔（6）之外覆盖2~3层橡胶皮套（8），橡胶皮套（8）长度4~5cm。

6.  按照权利要求1所述一种侧空重复注浆锚杆，其特征在于：所述定位支架（1）厚度5cm，由一系列粘结强度不同的弱粘结的PVC薄片材料叠合而成。

7.  按照权利要求1所述一种侧空重复注浆锚杆，其特征在于：所述定位支架（1）处，定位支架（1）、筋材（4）和可重复注浆管（5）的集合体外包络圈包裹有钢丝网片保护层（7）。

一种侧空重复注浆锚杆
技术领域
本发明属于土建设备技术领域，涉及一种侧空重复注浆锚杆。
背景技术
锚杆（包括锚索）是一种应用非常广泛的岩土体加固技术，在矿山支护中得到普遍应用。中空注浆锚杆（包括中空注浆锚索）以其价低、拉拔力高，而在矿山，尤其是在煤矿支护中得到应用，并显示出其良好的效果。但是，目前的中空注浆锚杆只能注浆一次，无法在巷道围岩破碎后再利用其注浆功能进行围岩加固和锚杆的着力点修复或补强；同时因属定制产品，设计灵活性受限。因为深部巷道具有持续大变形的特点，巷道持续变形的结果就会导致围岩破碎，而围岩的破碎将降低锚杆拉拔承载能力，尤其是围岩破碎发展到锚杆着力点处时，锚杆将失效。煤矿千米深巷支护工程实践表明，中空注浆锚索支护的巷道一个月内仍出现500mm的大变形，围岩再次破碎并向深部发展，但因中空浆锚索的注浆功能无法再次发挥，巷道稳定性受到影响或威胁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种侧空重复注浆锚杆，解决了现有的中空注浆锚杆只能注浆一次，无法在围岩再破碎后再利用其注浆功能进行围岩加固和其着力点补强的问题。
本发明所采用的技术方案是包括若干上下位置对应排列的定位支架，定位支架上设有筋材槽和可重复注浆管槽，可重复注浆管槽位于筋材槽的一侧，筋材槽内放置有筋材，可重复注浆管槽放置有可重复注浆管，可重复注浆管上设有出浆小孔，出浆小孔为单向出浆孔。
进一步，所述可重复注浆管为较硬质弹性PVC材质的注浆管；所述筋材槽设置一个或多个；所述筋材为钢筋、钢铰线。
进一步，所述可重复注浆管底端密封，并在每个定位支架位置对应部位设3圈Ф6~8mm的出浆小孔，圈间距5cm，每圈均匀布置3~4个出浆小孔。
进一步，所述筋材，若为钢筋，则采用紧固螺母锁定；若为钢铰线，则采用专用锚索锁具进行张拉锁定。若要成为目前煤矿的三小锚杆（包括锚索），则筋材的直径（钢铰线为公称直径）宜偏小而增加其根数。
进一步，所述定位支架间距1m。
进一步，所述可重复注浆管的出浆小孔之外覆盖2~3层橡胶皮套，橡胶皮套长度4~5cm。
进一步，所述定位支架厚度5cm，由一系列粘结强度不同的弱粘结的PVC薄片材料叠合而成。
进一步，所述定位支架处，定位支架、筋材和可重复注浆管的集合体外部包裹有钢丝网片保护层。
本发明的有益效果是通过可重复注浆技术多次适时对破碎围岩实施注浆，充填围岩中裂隙，动态提高破碎围岩的整体性与强度，维持锚杆本身的强度及其着力点，有效发挥其承载作用。
附图说明
图1为三个筋材槽位的侧空重复注浆锚杆横剖面图；
图2为四个筋材槽位的侧空重复注浆锚杆横剖面图；
图3为侧空重复注浆锚杆纵剖面图。
图中，1.定位支架，2.筋材槽，3.可重复注浆管槽，4.筋材，5.可重复注浆管，6.出浆小孔，7.钢丝网片保护层，8.橡胶皮套，9.锁具或紧固螺母，10.钢垫板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的侧空重复注浆锚杆，如图1至图3所示，包括若干上下位置对应排列的定位支架1，定位支架1上设有筋材槽2和可重复注浆管槽3，可重复注浆管槽3位于筋材槽2的一侧，筋材槽2内放置有筋材4，可重复注浆管槽3放置有可重复注浆管5，可重复注浆管5上设有出浆小孔6，出浆小孔6为单向出浆孔，可实现多次重复注浆的目的。
优选的，可重复注浆管5为较硬质弹性PVC材质的注浆管。筋材槽2可以设置一个或多个，筋材4为钢筋、钢铰线等线状筋材。可重复注浆管5底端密封，并在定位支架1的对应部位设3圈Ф6~8mm的出浆小孔6，圈间距5cm，每圈均匀布置3~4个出浆小孔6。定位支架1间距1m。在可重复注浆管5的出浆小孔6之外，覆盖2~3层弹性和韧性较好的橡胶皮套8，橡胶皮套8长度4~5cm，这样能实现单向出浆。定位支架1厚度5cm，由弱粘结的PVC薄片材料叠合而成。
本发明可重复注浆管5位于锚杆筋材的一侧，不受力；筋材4间松散联接，数量据需要而定。定位支架1将可重复注浆管5和筋材4规则排列。可重复注浆管5内径以2~3cm为宜，其外壁上涂抹黄油，以减小浆液固化体与之连接的粘结强度，便于再次注浆的浆液沿外管壁流入锚杆杆体的包裹体开裂处，并进入破碎围岩中。在定位支架1处，定位支架1、筋材4和可重复注浆管5构成的集合体的外部包裹有钢丝网片保护层7，钢丝网片保护层7起到保护橡胶皮套8，以避免杆体插入时划破的作用，同时也起到固定筋材4和可重复注浆管5的作用。
定位支架1设计为厚度5cm，由弱粘结的PVC薄片材料叠合而成，便于再次注浆时，浆液从此突破，并进入到破碎围岩中。薄片叠合构成的厚定位支架1，一可以在巷道围岩大变形时，锚杆便于在此处破裂，为其后注浆的浆液进入破碎围岩中提供入渗路径，二是其后注浆的浆液可沿薄片之间劈裂，并渗入到破碎围岩中。为了便于分次沿部分薄片之间劈裂，可以设计使不同薄片之间的连接强度存在差异性。
如图3所示，锚杆通过锁具或紧固螺母9与钢垫板10配合直接对钢筋进行锁定；对于筋材为钢铰线的情形，锚杆是通过专用锚索锁具进行张拉后再锁定的。
本发明的锚杆使用方法如下：
1.锚杆筋材的加工。选择合适的定位支架1，加工锚杆筋材，设置好注浆管，注浆管底端密封，在定位支架处的筋材和注浆管的外包络圈设置钢丝网片层，保护注浆管上橡胶套，同时取稳固筋材作用。
2.钻孔。根据设计参数，选择合适尺寸的钻头，钻孔至设计要求的深度。如果设计为扩大头锚杆，则在待扩孔处，采用局部扩孔钻头开钻，并完成扩孔段的施工。
3.锚杆杆体放置。将带注浆管的锚杆筋材插入孔内，尽量使注浆管靠近孔壁而使筋材居中。
4.首次注浆。可以按巷道段对锚杆实施注浆，采用注浆压力和注浆量双重控制，并在浆液初凝前再实施一次压力注浆。对于较短的锚杆，可通过注浆管实施一次全管长注浆；对于长锚杆、锚索，宜采用前进式或后退式分段注浆方法进行注浆。注浆完毕后，须及时用水冲冼注浆管，清除管内残留浆液，以备下次注浆。
5.张拉锁定。待注浆浆液固化达到一定的强度时（一般为注浆后7天），应对筋材进行锁定。如果筋材为钢筋，则需将钢筋套入钢垫板（多根钢筋时）或托盘（单根钢筋时）孔中，并逐一用紧固螺母进行锁定。如果筋材为钢铰线，则需将钢铰线套入钢垫板孔中，然后采用锚索专用锁具对其进行张拉锁定。
6.重复注浆。当巷道变形明显，巷道围岩破裂，裂隙较多时，可以进行一次压力注浆。对于较短的锚杆，可通过注浆管实施一次全管长注浆；对于长锚杆、锚索，宜采用前进式或后退式分段注浆方法进行注浆。注浆完毕后，须及时用水冲冼注浆管，清除管内残留浆液，以备今后注浆使用。
本发明的优点还在于侧空可重复注浆锚杆，以结构的特殊设计，通过重复注浆实现锚杆自行修复，实现锚杆环境的稳定，长久维持锚杆的强度与稳定性；通过重复注浆，对不断破碎的围岩进行强度和刚度的修复，使围岩长久维持一个良好的稳定状态，提高围岩的承载能力，维护巷道的稳定。由于其自行修复功能，可以弥补目前对巷道围岩工程性质、工程环境掌握不准所带来的问题，可以较好地应对施工中、正常运营中的不确定性等引起的巷道稳定性问题。
据统计，我国煤矿巷道年掘进量超过8000~10000km，80%的巷道采用锚杆（包括锚索）支护，随着煤炭资源向深部开采，支护力需要大大提高。按常规，锚杆的数量、长度需要大量增加。然而，本技术可以大幅度减小其长度和用量，降低施工难度（钻长孔难于钻短孔，性价比与孔深呈指数增长）。除了煤炭开采外，其它矿山的井工开采也同样应用大量锚杆。因此，本技术的经济效益将十分巨大。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。