CN102296603B

CN102296603B - 一种锚杆(锚索)用止浆塞及止浆系统

Info

Publication number: CN102296603B
Application number: CN 201110147226
Authority: CN
Inventors: 吴顺川; 高永涛; 刘洋; 李晓柱
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2031-06-02
Also published as: CN102296603A

Abstract

一种锚杆(锚索)用止浆塞，主要由上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、橡胶体（10）、气囊排气管（11）、钻孔排气管（12）及注浆管（13）组成，其中上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、橡胶体（10）的中心区域开有锚杆(锚索)孔（14），橡胶体（10）内部有气囊（4），底部有用于防止浆液沿锚杆(锚索)上溢的胶套（8）。本发明的优点是：止浆塞的主体部分橡胶体（10）为一整体，从根本上克服了传统止浆塞由于各部位之间连接脱丝、外罩脱落、磨损、气囊翻出等造成的止浆效果差甚至完全失效的缺点，设计合理、经济，结构简单，安装操作方便，密闭性可靠，止浆效果好。

Description

一种锚杆(锚索)用止浆塞及止浆系统

技术领域

本发明涉及一种锚杆(锚索)用止浆塞，用于矿山、边坡等岩土锚固工程，注浆时固定于钻孔内，防止浆液溢出，是一种锚杆(锚索)注浆作业中使用的止浆装置。

背景技术

锚杆(锚索)在岩土工程方面的应用已有近百年的历史，其工程实践经验和相应的理论研究也趋于成熟和完善。近年来，预应力锚固在岩体加固中也日趋普及，但随之也带来一些亟待解决的问题，由岩土体加固锚杆(锚索)结构可知：岩土体加固锚杆(锚索)由内锚段、工作段及张拉端三部分组成。从受力状态可知，内锚段起着固定段的作用，张拉端施加给锚杆(锚索)的拉力，全部由内锚段的浆体与孔壁的摩阻力承担，内锚段的形成则依靠定位止浆塞来形成，因此，内锚段施工质量的好坏，将直接影响到预应力锚杆(锚索)的成败，而现有种类的止浆塞不能完全满足工程注浆要求。

目前，常用的锚杆(锚索)气压式止浆塞，如专利200420068311.3一种预应力锚索气压式止浆环，在定位金属环上依次套上气囊、橡胶外套，定位金属环两端分别与隔离板和挡圈相连，在一定程度上解决了止浆塞下锚时外罩与孔壁摩擦造成的外罩移位脱落、磨损和翻出的问题，但气囊、橡胶外罩等各部分之间连接安装繁琐，没有从根本上解决这些问题，实际施工中发现，仍有少数内锚段注浆时，气囊压力和内锚段的灌浆压力升不到正常值，充气效果不好或无法充气，密闭性能差，起不到止浆效果，且整个施工工艺复杂；另外，专利200820190711.X预应力锚索牵引式止浆环，一种机械式阻塞装置，靠外力牵引细钢丝绳，带动牵引挡圈发生位移，挤压弹性阻塞体，阻塞体产生膨胀进而达到止浆的目的，但其结构复杂，安装操作繁琐，且外力大小无法控制，止浆效果有限；专利200820180140.1一种锚索用止浆塞，虽结构简单，成本低，但排气仅靠钢绞线间隙，排气不畅，注浆压力无法保证，密闭不严，止浆效果有限；对于传统使用的卡瓦式止浆塞(《我国煤矿注浆用止浆塞综述》，安许良等)，其工艺相对复杂且成本较高。

因此，对现有止浆装置进行根本上的改进设计是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种设计合理、结构简单的锚杆(锚索)用止浆塞，以从根本上解决现有技术存在的密封效果差、安装操作繁琐和成本较高的问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种锚杆(锚索)用止浆塞，包括上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、橡胶体（10）、气囊排气管（11）、钻孔排气管（12）及注浆管（13），其特征在于：其中上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、橡胶体（10）的中心区域开有锚杆(锚索)孔（14），止浆塞的主体部分橡胶体（10）为一整体，橡胶体（10）内部有气囊（4），底部有用于防止浆液沿锚杆(锚索)上溢的胶套（8）。

进一步的，上述技术方案中，所述注浆管（13）上位于气囊（4）内开有溢浆孔（16）。

进一步的，上述技术方案中，所述的上金属定位板（2）上锚杆(锚索)孔（14）旁有螺钉（6）固定的卡环（5），卡环（5）为止浆塞的固定装置，也可以视情况用其它固定装置替代。

进一步的，上述技术方案中，所述的胶套（8）可通过扎丝（7）绑扎固定在锚杆(锚索)（20）上。

进一步的，上述技术方案中，所述下金属隔离板（3）可根据实际注浆压力调整，当注浆压力小于2MPa时，可省略下金属隔离板（3）。

进一步的，上述技术方案中，位于上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、橡胶体（10）中心区域的锚杆(锚索)孔（14）数量，可根据实际锚杆(锚索)数量定制。

一种锚杆(锚索)用止浆系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1所述的止浆塞，所述止浆塞的气囊排气管（11）上有气囊排气管螺纹（151），钻孔排气管（12）上有钻孔排气管螺纹(152），注浆管（13）上有注浆管上螺纹（153）和注浆管下螺纹（154）；所述止浆塞通过气囊排气管螺纹（151）连接上气囊排气管（111），通过钻孔排气管螺纹（152）连接上钻孔排气管（121），通过注浆管上螺纹（153）连接上注浆管（131），通过注浆管下螺纹（154）连接下注浆管（132），所述的下注浆管（132）的底部安装有能承受一定注浆压力的胶塞（17），上钻孔排气管（121）端口处有钻孔排气管阀门（18），上气囊排气管（111）端口处有气囊排气管阀门（19）。

本发明锚杆(锚索)用止浆塞的优点是：

1、本发明的主体部分橡胶体（10）为一整体，橡胶体（10）内部有气囊（4），底部有用于防止浆液沿锚杆(锚索)上溢的胶套（8），上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、气囊排气管（11）、钻孔排气管（12）、注浆管（13）和橡胶体（10）构成了止浆塞的整体，从根本上解决了传统气压式止浆环下锚时外罩与孔壁摩擦造成的外罩移位脱落、磨损和翻出以及气囊、橡胶外罩等各部分之间连接安装繁琐的问题，胶套（8）通过扎丝（7）绑扎固定在锚杆(锚索)（20）上后，彻底地解决了浆液沿锚杆(锚索)上溢的问题，达到了防止浆液泄漏的效果。

2、本发明可满足不同注浆压力的需求，可根据不同注浆压力进行调整，压力越高，止浆效果越好。

3、本发明集成了现有止浆塞的优点，同时，对现有止浆塞的技术不足从根本上进行了改进，设计合理，结构简单，安装操作方便，密闭性可靠，止浆效果好，经济实用。

附图说明

图1 —本发明结构示意图

图2 —本发明止浆塞注浆状态示意图

图3 —本发明钻孔注浆状态示意图

Ⅰ— 卡环大样图

Ⅱ— 胶套大样图

图4—图3中B-B向剖视图

图5—图3中D-D向剖视图

图中：1-钻孔、2-上金属定位板、3-下金属隔离板、4-气囊、5-卡环、6-螺钉、7-扎丝、8-胶套、9-囊内浆体、10-橡胶体、11-气囊排气管、111-上气囊排气管、12-钻孔排气管、121-上钻孔排气管、13-注浆管、131-上注浆管、132-下注浆管、14-锚杆(锚索)孔、151-气囊排气管螺纹、152-钻孔排气管螺纹、153-注浆管上螺纹、154-注浆管下螺纹、16-溢浆孔、17-胶塞、18-钻孔排气管阀门、19-气囊排气管阀门、20-锚杆(锚索)、C-注浆前橡胶体状态、Cˊ-注浆后橡胶体膨胀状态。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

如图1所示，本发明包括上金属定位板2、下金属隔离板3、橡胶体10、气囊排气管11、钻孔排气管12及注浆管13，其中上金属定位板2、下金属隔离板3、橡胶体10的中心区域开有锚杆(锚索)孔14，上金属定位板2、下金属隔离板3、气囊排气管11、钻孔排气管12、注浆管13及锚杆(锚索)孔14的位置关系如图4、图5。

如图1、图2所示，止浆塞的主体部分橡胶体10为一整体，橡胶体10内部有气囊4，底部有用于防止浆液沿锚杆(锚索)上溢的胶套8。在锚杆(锚索)注浆前，将锚杆(锚索)20通过锚杆(锚索)孔14穿入止浆塞；如图Ⅰ所示，通过上金属定位板2上的卡环5 将本发明固定在锚杆(锚索)的锚固段与自由段的分界处；如图Ⅱ所示，利用扎丝7将胶套8绑扎于锚杆(锚索)20上；

如图2所示，通过气囊排气管螺纹151连接上气囊排气管111，通过钻孔排气管螺纹152连接上钻孔排气管121，通过注浆管上螺纹153连接上注浆管131，通过注浆管下螺纹154连接下注浆管132，上钻孔排气管121端口处连接有钻孔排气管阀门18，上气囊排气管111端口处连接有气囊排气管阀门19，注浆管132底部安装胶塞17，连接安装完毕后，将本发明下放到钻孔1内，打开钻孔排气管阀门18和气囊排气管阀门19，开始注浆，由于胶塞17的阻塞，浆液通过溢浆孔16进入气囊4，在浆液压力的作用下，气囊4内的空气通过气囊排气管11和上气囊排气管111排出，待气囊排气管有浆液溢出时，关闭气囊排气管阀门19，增大注浆压力，橡胶体10在气囊4内带有一定注浆压力的浆液作用下膨胀，由状态C变为状态Cˊ；

如图3所示，橡胶体紧贴钻孔孔壁，封闭钻孔，继续增大注浆压力，浆液冲开下注浆管132底部的胶塞17，并进入钻孔锚固段，在浆液作用下，钻孔内空气通过钻孔排气管12和上钻孔排气管121排出，待上钻孔排气管121上的钻孔排气管阀门18有浆液溢出时，关闭钻孔排气管阀门18，继续增大注浆压力，实现钻孔压力注浆。

Claims

1.一种锚杆/锚索用止浆塞，包括上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、橡胶体（10）、气囊排气管（11）、钻孔排气管（12）及注浆管（13），其特征在于：其中上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、橡胶体（10）的中心区域开有锚杆/锚索孔（14），止浆塞的主体部分橡胶体（10）为一整体，橡胶体（10）内部有气囊（4），底部有用于防止浆液沿锚杆/锚索上溢的胶套（8）；注浆管的底部安装胶塞（17），注浆管（13）上位于气囊（4）内部开有溢浆孔（16）；

开始注浆，由于胶塞（17）的阻塞，浆液通过溢浆孔（16）进入气囊（4），在浆液压力的作用下，气囊（4）内的空气通过气囊排气管（11）和上气囊排气管（111）排出，待气囊排气管有浆液溢出时，关闭气囊排气管阀门（19），增大注浆压力，橡胶体（10）在气囊（4）内带有一定注浆压力的浆液作用下膨胀；

橡胶体紧贴钻孔孔壁，封闭钻孔，继续增大注浆压力，浆液冲开下注浆管（132）底部的胶塞（17），并进入钻孔锚固段，在浆液作用下，钻孔内空气通过钻孔排气管（12）和上钻孔排气管（121）排出，待上钻孔排气管（121）上的钻孔排气管阀门（18）有浆液溢出时，关闭钻孔排气管阀门（18），继续增大注浆压力，实现钻孔压力注浆。

2.根据权利要求1所述的锚杆/锚索用止浆塞，其特征在于：注浆管（13）上位于气囊（4）内部开有溢浆孔（16）。

3.根据权利要求1所述的锚杆/锚索用止浆塞，其特征在于：所述的上金属定位板（2）上锚杆/锚索孔（14）旁有螺钉（6）固定的卡环（5），卡环（5）为止浆塞的固定装置，也可以视情况用其它固定装置替代。

4.根据权利要求1所述的锚杆/锚索用止浆塞，其特征在于：所述的胶套（8）可通过扎丝（7）绑扎固定在锚杆/锚索（20）上。

5.根据权利要求1所述的锚杆/锚索用止浆塞，其特征在于：所述下金属隔离板（3）可根据实际注浆压力调整，当注浆压力小于2MPa时，可省略下金属隔离板（3）。

6.根据权利要求1所述的锚杆/锚索用止浆塞，其特征在于：位于上金属定位板（2）、下金属隔离板（3）、橡胶体（10）中心区域的锚杆/锚索孔（14）数量，可根据实际锚杆/锚索数量定制。

7.一种锚杆/锚索用止浆系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1所述的止浆塞，所述止浆塞的气囊排气管（11）上有气囊排气管螺纹（151），钻孔排气管（12）上有钻孔排气管螺纹(152），注浆管（13）上有注浆管上螺纹（153）和注浆管下螺纹（154）；所述止浆塞通过气囊排气管螺纹（151）连接上气囊排气管（111），通过钻孔排气管螺纹（152）连接上钻孔排气管（121），通过注浆管上螺纹（153）连接上注浆管（131），通过注浆管下螺纹（154）连接下注浆管（132），所述的下注浆管（132）的底部安装有能承受一定注浆压力的胶塞（17），上钻孔排气管（121）端口处有钻孔排气管阀门（18），上气囊排气管（111）端口处有气囊排气管阀门（19）。