可回收锚索技术

锚杆扩孔技术及可回收锚索技术

1 锚杆扩孔技术

1.1 国内研究应用情况

目前，国内锚杆扩孔技术有四种方法：爆炸扩孔、机械扩孔、水力扩孔及压浆扩孔，分别介绍如下：

1）爆炸扩孔，用普通钻头钻至预定孔深后，在钻孔底端装上炸药，引爆后把孔端炸扩成大头。目前已很少应用。

2）机械扩孔，由扩孔钻头的扩孔叶片旋转张开切削土层，从而形成扩大头。较有代表性的是台湾学者卢锡焕发明的保壮PCBA扩孔钻头，该扩孔钻头与钢绞线连接，钻头作为锚索的一部分永存于地下，只能一次性使用，不能回收，因而成本较高，其钻头需在离心力作用下展开，当地层复杂或地层较硬时，孔径扩大程度难以把握。此外，尚有一些其他的机械扩孔技术，但均不够稳定成熟，应用不普遍，尤其不适用于全风化、强风化岩。

3）水力扩孔，即采用高压旋喷技术来扩大孔径，对锚固段端部或全段实施高压旋喷，使该段形成扩大头或扩大径。该法的缺点是：对不同地层，扩孔直径不稳定，施工中不容易掌握，扩孔效果难以检测和保证；高压旋喷形成的扩大头系水泥土体，水泥土体的强度及固结龄期因土层不同而差异很大。

4）压浆扩孔，采用二次灌浆或双层管双栓塞注浆法来扩大孔径。该法的缺点是：不适用于硬塑或坚实以上的地层。扩大孔径不规则，也不容易掌握。该法只适用于软弱土，成本较高，优势不明显，应用较少。

1.2 本发明的扩孔专利技术的特点

本发明的扩孔专利技术是机械扩孔技术的一种，具有以下特点：

1）扩孔可靠，扩孔概率及效果稳定，均达到100%，处于国内领先水平。已施工应用于多个实际工程，检测结果表明100%合格。

2）适用范围很广，适用于第四系土层及全风化、强风化岩层（甚至可在中风化软岩扩孔），适用于任何角度之钻孔，扩孔孔径可从φ130→φ400～φ600，还可以扩得更大（只要设备动力允许）。

3）显著提高抗拔力，节约工程总造价。与相同长度锚杆相比，抗拔力可提高1～2倍以上；显著节约工程总造价，一般可节约15%～30%；

4）可在钻孔中的任何位置局部扩孔，形成分段扩孔锚杆（索），且操作非常简单。

5）操作简单，扩孔效果基本不受工人水平影响，即不需要固定的、专门的操作工人，方便施工管理；

6）可用于水（泥浆）或风循环钻进，可应用于边坡支护干钻；

7）扩孔设备坚固耐用，局部磨损件可单独更换或修理，使用成本低。

2 可回收锚索技术

2.1 国内相关技术的研究情况

如北京某科研单位曾推出一项可回收锚索技术，以下是该法的介绍：

该法之锚索由锚头、自由段与锚固段组成。无粘结钢绞线下端利用U形装置固定，也就是1根统长的钢绞线穿过下端的U形装置后返回到上端，作为2根使用，U形装置（阻力板）各错开一定距离放置。钢绞线张拉后用夹片组合锚具固定。

张拉时，因钢绞线在孔内长短不一，不能按常规法张拉，以免导致受力不均。如6根钢绞线的锚索张拉，先将最长的2根钢绞线张拉至一定长度（通过计算），接着增加中间2根（共4根）张拉到一定程度，然后6根钢绞线共同张拉到预定吨位。

钢绞线回收时，将预应力放张后，即可用千斤顶张拉同一根钢绞线的一端（另一端自由），钢绞线从U形装置中抽出回收。

该法的缺点：

1）由于钢绞线在U形装置处的弯心直径很小，回收钢绞线需要的张拉力较大，人工无法拔出，只能采用千斤顶慢慢拔动，故回收时间很长，当锚索很长时，由于钢绞线弹性变形大，甚至无法回收；

2）回收后的钢绞线破坏严重，不能重复使用；

3）锚索张拉锚固时，需要计算分别张拉，张拉工序复杂，控制不好会造成钢绞线受力不均匀而失效；

4）只能采用公称直径较小钢绞线，不宜采用公称直径较大的钢绞线；

5）只能采用双数的钢绞线锚索，如2索、4索、6索，不能采用3索、5索、7索等。

2.2 国外可回收锚索技术介绍

日本国土防灾技术株式会社的回收式锚索技术（略）。

2.3 本发明的可回收锚索专利技术介绍

本发明的可回收锚索专利技术属机械式回收，工作原理是：工作索的拉力传递给回收锚具，再由回收锚具传到水泥砂浆体，然后传递到周围岩土层中，从而形成端部承压式锚索的受力体系。回收时，通过张拉回收索，使回收锚具失去锚固作用，钢绞线等构件即可拔出，达到回收

的目的。

本可回收锚索专利技术的优点

1）除外筒外，其余部件及所有钢绞线均可回收，回收部件都能重复使用。钢绞线回收后，可根据钢绞线的保护状态，再次重复使用。故与其他可回收锚索技术相比，使用成本不高，若钢绞线重复使用一次，成本可能低于普通锚索或相当，当配合扩孔技术应用，成本更低；

2）回收速度快，通过人工可快速将所有钢绞线等部件拔出回收，回收很方便，非常适合于实际工程；

3）可应用于岩石锚索，结合扩孔技术，也可在土层中应用，适用性强。

可回收锚索技术试验情况

现场回收情况如图所示：

人工将钢绞线拔出回收