中空注漿錨桿是一種集圍巖支護與注漿加固功能于一體的新型巖土工程支護構件,核心特點是桿體內部設有中空通道,可通過該通道直接向錨桿周圍巖層或土體注入漿液(如水泥漿、水泥砂漿等),實現“支護+加固”同步完成,廣泛應用于隧道、邊坡、基坑、礦井等地下或巖土工程中。
一、核心組成結構
中空注漿錨桿的結構設計圍繞“注漿通暢性”和“錨固可靠性”展開,主要由5大部件組成,各部件功能明確:
1. 中空桿體:主體結構,承擔支護拉力;內部中空通道用于輸送漿液,桿體表面通常帶螺紋(增強與漿液/圍巖的握裹力)。
2. 注漿接頭:連接中空桿體與注漿設備(如注漿泵),確保漿液密封輸送,避免漏漿。
3. 止漿塞:安裝于桿體靠近孔口位置,封堵鉆孔與桿體的間隙,迫使漿液向孔底和圍巖裂隙擴散,保證注漿飽滿。
4. 墊板:傳遞錨桿拉力至圍巖表面,增大受力面積,避免桿體壓潰圍巖。
5. 螺母:擰緊后鎖定墊板,將錨桿的錨固力轉化為對圍巖的預緊力,提升支護及時性。
二、工作原理:“支護+注漿”協同作用
中空注漿錨桿的工作過程可分為4個關鍵步驟,核心是通過“注漿加固圍巖”與“錨桿主動支護”結合,改善巖土體穩定性:
1. 鉆孔與安裝:先在圍巖或土體中鉆設符合設計深度的孔,將中空錨桿桿體插入孔內,同時安裝止漿塞、墊板和螺母(暫不擰緊)。
2. 注漿作業:通過注漿接頭將注漿泵與中空桿體連通,向孔內壓注漿液;漿液通過桿體中空通道流向孔底,再反向填充桿體與孔壁的間隙,并滲透到圍巖的裂隙中。
3. 漿液凝固與錨固:漿液凝固后,一方面與中空桿體形成“桿體-漿液”復合錨固體,另一方面膠結圍巖裂隙、填補土體孔隙,提升圍巖自身強度(即“注漿加固”)。
4. 施加預緊力:待漿液達到設計強度后,擰緊螺母,通過墊板向圍巖施加預緊力,使錨桿主動約束圍巖變形,實現“支護作用”。
三、適用場景
中空注漿錨桿尤其適用于軟弱、破碎、裂隙發育的巖土體,常見應用場景包括:
① 隧道工程:如公路/鐵路隧道、地鐵區間隧道的初期支護(配合噴射混凝土、鋼拱架),加固掌子面后方圍巖,防止塌方。
② 邊坡工程:如路基邊坡、水利邊坡、礦山邊坡的加固,通過注漿填充邊坡內部裂隙,避免滑坡或溜塌。
③ 基坑工程:用于深基坑的豎向或水平支護,尤其適用于富水地層(漿液可起到一定止水作用)。
④ 礦山工程:如煤礦、金屬礦的井下巷道支護,加固頂板和幫部破碎巖層,保障開采安全。
⑤ 地下結構:如地下管廊、人防工程的圍巖支護,提升結構周邊巖土體穩定性。
四、性能優勢(對比傳統實心錨桿)
相比傳統實心錨桿(如普通螺紋鋼錨桿),中空注漿錨桿的核心優勢的在于“注漿功能”帶來的附加價值:
1. 錨固力更強:漿液填充桿體與孔壁間隙,消除“虛錨”風險,同時加固圍巖自身,錨固力比傳統錨桿提升30%~50%(視圍巖條件)。
2. 支護更及時:可在安裝后立即注漿,漿液快速凝固并提供臨時錨固力,適合軟弱圍巖的快速支護需求。
3. 適應復雜地層:對破碎、裂隙發育的圍巖,注漿能主動修復巖土體缺陷,而傳統錨桿僅依賴桿體與圍巖的握裹力,易失效。
4. 兼具止水效果:若使用水泥-水玻璃雙液漿(速凝漿液),可在富水地層中快速封堵滲水通道,起到“支護+止水”雙重作用。
5. 施工效率高:無需額外鉆設注漿孔(利用桿體中空通道),簡化施工流程,縮短作業時間。
中空注漿錨桿通過“支護與加固協同”的設計,解決了傳統錨桿在軟弱破碎地層中的支護難題,是現代巖土工程中不可或缺的關鍵構件。