一种护坡结构及其施工方法

摘要

本发明涉及一种护坡结构及其施工方法，有效的解决了预应力锚杆框架梁容易出现锚头松动、预应力损失的问题；解决的技术方案是采用专用扩孔工具在边坡上钻多段阶梯孔，锚杆底部安装可变直径的承载板，锚杆插入阶梯孔后将承载板的直径变大然后注浆，增加承载力，浆料采用旧毛衣纤维和混凝土混合而成，能够与周围岩体充分结合，提高摩擦力，并且有效降低水泥浆凝固过程中产生的裂缝能，框架梁上设置预留锚孔用于对框架梁进行后期二次加固；本发明能够有效的提高锚固的承载力，并可进行二次加固，能有效的保证护坡结构长久的稳定性。

权利要求

1.一种护坡结构，其特征在于，包括预应力锚杆（1）、框架梁（2）以及开设在边坡上的阶梯锚孔（10），阶梯锚孔（10）直径由外至内逐级增大，框架梁（2）由多根横梁和多根纵梁垂直相交组成，横梁和纵梁的交点处设有施工锚孔（3），预应力锚杆（1）外端固定在施工锚孔（3）内从而将框架梁（2）锚固在边坡上，预应力锚杆（1）的内端设有与其垂直的圆形的承载板（4），承载板（4）上安装有一个第一齿轮（5）和多个圆周均布在第一齿轮（5）外的第二齿轮（6），预应力锚杆（1）的内端焊接固定在第一齿轮（5）的圆心处，多个第二齿轮（6）均与第一齿轮（5）啮合，第一齿轮（5）与锚杆内端固定连接，每个第二齿轮（6）上均偏心固定有一个扩展板（7），第二齿轮（6）带动扩展板（7）转动可使扩展板（7）伸出承载板（4）外。

2.根据权利要求1所述的一种护坡结构，其特征在于，每两个所述的施工锚孔（3）之间均设有位于横梁或纵梁上的预留锚孔（8）。

3.根据权利要求1所述的一种护坡结构，其特征在于，所述的预应力锚杆（1）的锚固段上焊接有多根与其成一定夹角的锚固钢筋（9），锚固钢筋（9）倾斜向预应力锚杆（1）的外端伸展，锚固钢筋（9）与预应力锚杆（1）的夹角在10到30度之间，且锚固钢筋（9）外端与预应力锚杆（1）的垂直距离大于阶梯锚孔（10）相应段的半径，并且锚固钢筋（9）的长度由内向外逐渐变短，与阶梯锚孔（10）的由内到外孔径逐渐变小对应。

4.一种护坡结构的施工方法，其特征在于，所述的护坡结构为权利要求1‑3任一护坡结构，包括如下步骤：

步骤一，清理边坡，并在边坡上测量放线进行阶梯锚孔（10）定位；

步骤二，在阶梯锚孔（10）的定位位置钻直孔，并对钻好的直孔进行清理；

步骤三，直孔扩孔，用扩孔钻头对直孔进行扩孔，形成外小内大的阶梯锚孔（10）；

步骤四，安装预应力锚杆（1），将带有承载板（4）的预应力锚杆（1）插入阶梯锚孔（10）内，然后转动锚杆带动第一齿轮（5）转动，从而带动多个第二齿轮（6）和多个扩展板（7）转动，使多个扩展板（7）伸出承载板（4）外从而使预应力锚杆（1）底部尺寸变大；

步骤五，阶梯锚孔（10）注浆，在阶梯锚孔（10）内压注浆料，直至孔口溢出新鲜浆液，待浆料凝固后实现预应力锚杆（1）的固定；

步骤六，在边坡上测量放样进行框架梁（2）定位，按定位开挖梁槽并对槽底进行清理，梁槽清理完成后将框架梁（2）嵌装在梁槽内，将锚杆的外端对应穿入框架梁（2）的施工锚孔（3）内并进行张拉锁定，最后在梁槽内铺设钢筋并安装模板浇筑混凝土，将框架梁（2）埋设在梁槽内。

5.根据权利要求4所述的一种护坡结构的施工方法，其特征在于，在步骤三中，所述的阶梯锚孔（10）需经多段扩孔，其直径增加次数为两到三次，形成由外向内直径逐渐增大的多段阶梯状。

6.根据权利要求4所述的一种护坡结构的施工方法，其特征在于，在步骤三中，用扩孔钻头对直孔扩孔完成后，在阶梯锚孔（10）底部安装小包炸药，对阶梯锚孔（10）底部进行二次扩孔，使阶梯锚孔（10）的底部形成大于阶梯锚孔（10）底部直径三到四倍的球形空间，以提高锚杆锚固段的承载力。

7.根据权利要求4所述的一种护坡结构的施工方法，其特征在于，在步骤五中，所述的浆料使用旧毛衣再生纤维加水泥制成，施工前按照经试验合格的配合比备料，旧毛衣再生纤维掺入量为每方1.8～2.0kg，注浆时搅拌均匀，随拌随用。

说明书

一种护坡结构及其施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及公路及铁路边坡防护技术领域，具体是一种护坡结构及其施工方法。

背景技术

[0002] 随着我国工程建设的迅速发展，工程建设者面临越来越多的路堑高边坡的现象，加上山区地质情况复杂、路堑边坡高、气候多变等因素的影响，高边坡的稳定性的问题越来
越突出，为了保证路堑高边坡的安全，我们对路堑高边坡坡体采用了很多种防护技术，通常
采用土钉墙和预应力锚杆框架梁等方式对坡体加固。

[0003] 预应力锚杆框架梁是路堑高边坡病害防治和防护的有效方法，该技术既能抵抗深层岩体的病害及破坏，又能将坡体表面的岩土固定强化，还可以根据现场边坡地质条件的
不同确定预应力锚杆的类型、数量、及长度等参数，起到动态优化设计的作用。

[0004] 但是随着预应力锚杆框架梁服役时间的增长，预应力锚杆框架梁容易出现锚头松动、预应力损失等现象，会降低预应力锚杆框架梁加固边坡的效果，进而影响路堑高边坡的
稳定性，给工程的安全运营带来重大隐患。

发明内容

[0005] 针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种护坡结构及其施工方法，有效的解决了预应力锚杆框架梁容易出现锚头松动、预应力损失的问题。

[0006] 其解决的技术方案是，一种护坡结构，包括预应力锚杆、框架梁以及开设在边坡上的阶梯锚孔，阶梯锚孔直径由外至内逐级增大，框架梁由多根横梁和多根纵梁垂直相交组
成，横梁和纵梁的交点处设有施工锚孔，预应力锚杆外端固定在施工锚孔内从而将框架梁
锚固在边坡上，预应力锚杆的内端设有与其垂直的圆形的承载板，承载板上安装有一个第
一齿轮和多个圆周均布在第一齿轮外的第二齿轮，预应力锚杆的内端焊接固定在第一齿轮
的圆心处，多个第二齿轮均与第一齿轮啮合，第一齿轮与锚杆内端固定连接，每个第二齿轮
上均偏心固定有一个扩展板，第二齿轮带动扩展板转动可使扩展板伸出承载板外。

[0007] 一种护坡结构的施工方法，包括如下步骤：

[0008] 步骤一，清理边坡，并在边坡上测量放线进行阶梯锚孔定位；

[0009] 步骤二，在阶梯锚孔的定位位置钻直孔，并对钻好的直孔进行清理；

[0010] 步骤三，直孔扩孔，用扩孔钻头对直孔进行扩孔，形成外小内大的阶梯锚孔；

[0011] 步骤四，安装预应力锚杆，将带有承载板的预应力锚杆插入阶梯锚孔内，然后转动锚杆带动第一齿轮转动，从而带动多个第二齿轮和多个扩展板转动，使多个扩展板伸出承
载板外从而使预应力锚杆底部尺寸变大；

[0012] 步骤五，阶梯锚孔注浆，在阶梯锚孔内压注浆料，直至孔口溢出新鲜浆液，待浆料凝固后实现预应力锚杆的固定；

[0013] 步骤六，在边坡上测量放样进行框架梁定位，按定位开挖梁槽并对槽底进行清理，梁槽清理完成后将框架梁嵌装在梁槽内，将锚杆的外端对应穿入框架梁的施工锚孔内并进
行张拉锁定，最后在梁槽内铺设钢筋并安装模板浇筑混凝土，将框架梁埋设在梁槽内。

[0014] 本发明能够有效地提高锚固强度，保证了路堑高边坡长久的稳定性。

附图说明

[0015] 图1为承载板的结构图。

[0016] 图2为框架梁的结构图。

[0017] 图3为预应力锚杆和阶梯锚孔的示意图。

具体实施方式

[0018] 以下结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步详细说明。

[0019] 由图1至图3给出，一种护坡结构，包括预应力锚杆1、框架梁2以及开设在边坡上的阶梯锚孔10，阶梯锚孔10直径由外至内逐级增大，框架梁2由多根横梁和多根纵梁垂直相交
组成，横梁和纵梁的交点处设有施工锚孔3，预应力锚杆1外端固定在施工锚孔3内从而将框
架梁2锚固在边坡上，预应力锚杆1的内端设有与其垂直的圆形的承载板4，承载板4上安装
有一个第一齿轮5和多个圆周均布在第一齿轮5外的第二齿轮6，预应力锚杆1的内端焊接固
定在第一齿轮5的圆心处，多个第二齿轮6均与第一齿轮5啮合，第一齿轮5与锚杆内端固定
连接，每个第二齿轮6上均偏心固定有一个扩展板7，第二齿轮6带动扩展板7转动可使扩展
板7伸出承载板4外。

[0020] 每两个所述的施工锚孔3之间均设有位于横梁或纵梁上的预留锚孔8，可用于后期对框架梁进行二次加固。

[0021] 所述的预应力锚杆1的锚固段上焊接有多根与其成一定夹角的锚固钢筋9，锚固钢筋9倾斜向预应力锚杆1的外端伸展，锚固钢筋9与预应力锚杆1的夹角在10到30度之间，且
锚固钢筋9外端与预应力锚杆1的垂直距离大于阶梯锚孔10相应段半径1到2厘米，并且锚固
钢筋9的长度由内向外逐渐变短，与阶梯锚孔10由内到外孔径逐渐变小对应；安装时施加轴
向力将预应力锚杆1推入阶梯锚孔10内，锚固钢筋9的外端撑紧阶梯锚孔10内壁，提高预应
力锚杆1的承载力。

[0022] 一种护坡结构的施工方法，包括如下步骤：

[0023] 步骤一，清理边坡，并在边坡上测量放线进行阶梯锚孔10定位；

[0024] 步骤二，在阶梯锚孔10的定位位置钻直孔，并对钻好的直孔进行清理；

[0025] 步骤三，直孔扩孔，用扩孔钻头对直孔进行扩孔，形成外小内大的阶梯锚孔10；

[0026] 步骤四，安装预应力锚杆1，将带有承载板4的预应力锚杆1插入阶梯锚孔10内，然后转动锚杆带动第一齿轮5转动，从而带动多个第二齿轮6和多个扩展板7转动，使多个扩展
板7伸出承载板4外从而使预应力锚杆1底部尺寸变大；

[0027] 步骤五，阶梯锚孔10注浆，在阶梯锚孔10内压注浆料，直至孔口溢出新鲜浆液，待浆料凝固后实现预应力锚杆1的固定；

[0028] 步骤六，在边坡上测量放样进行框架梁2定位，按定位开挖梁槽并对槽底进行清理，梁槽清理完成后将框架梁2嵌装在梁槽内，将锚杆的外端对应穿入框架梁2的施工锚孔3
内并进行张拉锁定，最后在梁槽内铺设钢筋并安装模板浇筑混凝土，将框架梁2埋设在梁槽
内。

[0029] 在步骤三中，所述的锚阶梯孔需经多段扩孔，其直径增加次数为两到三次，形成由外向内直径逐渐增大的多段阶梯锚孔10。

[0030] 在步骤三中，用扩孔钻头对锚孔扩孔完成后，在阶梯锚孔10底部安装小包炸药，对阶梯锚孔10底部进行二次扩孔，使阶梯锚孔10的底部形成大于阶梯锚孔10底部直径三到四
倍的球形空间，以提高锚杆锚固段的承载力。

[0031] 在步骤五中，所述的浆料使用旧毛衣再生纤维加水泥制成，施工前按照经试验合格的配合比备料，旧毛衣再生纤维掺入量为每方1.8～2.0kg，注浆时搅拌均匀，随拌随用；
此浆体材料能够与周围岩体充分结合，提高摩擦力，并且有效降低水泥浆凝固过程中产生
的裂缝。

[0032] 旧毛衣旧毛衣再生纤维的制备过程如下：将收集的旧毛衣进行分类（旧毛衣中的主要成分为羊毛和腈纶，其两者含量之和应大于90%）、用PCMX（对氯间二甲苯酚）消毒、洗涤
并烘干，再对旧毛衣进行剪切及开松处理，得到长度2‑20mm、直径0.010mm‑0.1mm的旧毛衣
再生纤维。

[0033] 旧毛衣再生纤维使用前需要进行该性，优选地选用 KH550 硅烷偶联剂对旧毛衣再生纤维表面进行改性，改性剂能够包裹在旧毛衣纤维外表面，增大水泥与旧毛衣再生纤
维之间的结合力；具体方法为采用湿法预处理，将旧毛衣纤维加入无水乙醇溶剂中，然后加
入KH550 硅烷偶联剂并在振荡器中振荡一定时间，最后经液过滤、洗涤并烘干得到改性旧
毛衣再生纤维。

[0034] 本发明通过可变直径的承载板4和多段阶梯锚孔1010以及锚固钢筋9，有效地提高了锚固强度，且加入旧毛衣纤维的浆料能够与周围岩体充分结合，提高摩擦力，并且有效降
低水泥浆凝固过程中产生的裂缝；框架梁2上预留锚孔8的设置能够对护坡结构进行后期二
次加固，有效地保证了路堑高边坡长久的稳定性。