CN103774650A

CN103774650A - 条形加筋抗滑键管式锚杆

Info

Publication number: CN103774650A
Application number: CN201210412798.1A
Authority: CN
Inventors: 言志信; 江平
Original assignee: Lanzhou University
Current assignee: Lanzhou University
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: CN103774650B

Abstract

本发明涉及一种条形加筋抗滑键管式锚杆，它包括两端开口、中空的管式杆体及挡环和垫板。所述管式杆体的管壁上分布有多个闭合方形舌片组，其顶端填充炮泥并设有带所述垫板的所述挡环；所述管式杆体底端的管壁内设有装有雷管的起爆药包；设有所述闭合方形舌片组的所述管壁内设有柱状装药。本发明结构简单、施工方便、成本低廉，能立即提供锚固力以控制岩土体变形，同时改善岩土锚固的荷载传递机制以提高锚杆锚固力，从而显著地提高了岩土体的稳定性，使锚固工程的安全性得到大大加强。

Description

条形加筋抗滑键管式锚杆

技术领域

本发明涉及岩土锚固技术，尤其涉及条形加筋抗滑键管式锚杆。

背景技术

岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆，将地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆-注浆体-孔壁岩土体力的相互作用，调动和提高岩土体的自身强度和自稳能力，改善被锚固岩土体的应力状态以使之稳定，从而确保工程安全的技术。岩土锚固技术的工程应用源于19世纪末，随着其理论研究和技术的发展，现已广泛应用于矿山、水利、水电、公路、铁路、市政、城建、地质、军工等领域，作为一种较为理想的支护形式，在地下工程、边坡工程、深基坑工程等的稳定中发挥重要作用。

岩土锚固不仅受到地层岩性、岩土体结构、地质构造、水文地质等的影响，还可能受到强烈地震的作用，它们均对岩土锚固的安全构成威胁。

在岩土锚固的施工和运营期间，锚杆从注浆体中拔出、锚杆连同注浆体从锚孔中拔出是两种最基本的岩土锚固破坏形式，它们均会导致岩土锚固失效，给工程安全带来隐患。为了确保工程安全，必须限制锚杆的锚固力。当需要提供的锚固力较大时，普通锚杆锚固已不能满足工程的需要，这无疑制约岩土锚固技术的应用和发展，如何改善岩土锚固的荷载传递机制，克服普通锚杆锚固的弊端，成为提高锚杆锚固力，推动岩土锚固技术发展的根本途径。

此外，岩土锚固中的注浆体固结前几乎不能提供锚固力，故不能适应软弱岩土体开挖后要求立即提供锚固力的要求。虽然已有的管缝式锚杆对上述缺点有所克服，锚杆安装后能立即提供锚固力，有利于及时控制岩土体的变形，但所能提供的锚固力不大；而且，由于软弱岩土体会从管缝式锚杆的管缝中挤入管腔，还将造成锚固力的进一步下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能立即提供锚固力以控制岩土体变形，同时改善岩土锚固的荷载传递机制以提高锚杆锚固力的条形加筋抗滑键管式锚杆。

为解决上述问题，本发明所述的条形加筋抗滑键管式锚杆，其特征在于：它包括两端开口、中空的管式杆体及挡环和垫板；所述管式杆体的管壁上分布有多个闭合方形舌片组，其顶端填充炮泥并设有带所述垫板的所述挡环；所述管式杆体底端的所述管壁内设有装有雷管的起爆药包；设有所述闭合方形舌片组的所述管壁内设有柱状装药。

所述闭合方形舌片组由穿透所述管壁的工字缝，即两轴向缝和连接两轴向缝中点的周向缝分隔而成，该闭合方形舌片组包含两闭合方形舌片；所述两闭合方形舌片分别处于所述周向缝的两边。

所述雷管连有雷管脚线。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本发明中管式杆体的管壁内装有安装了雷管的起爆药包和柱状装药。其一，锚杆杆体内起爆药包和柱状装药的爆炸，对管壁产生强烈作用，使管式杆体发生塑性变形，导致管壁径向扩张挤压岩土体，能立即提供锚固力，阻止岩土体与锚杆的相对滑动，达到即刻锚固的效果；其二，柱状装药的爆炸作用直接地强烈作用于管式杆体管壁闭合方形舌片组的每个闭合方形舌片上，将闭合方形舌片推开，使其凸出于管壁之外和压入岩土体，即形成张开的方形舌片，也能立即提供锚固力，产生锚固效果；其三，柱状装药爆炸的爆生气体对钻孔壁上闭合方形舌片组所对壁面的岩土体强烈地冲击压缩，致使孔壁岩土体破碎形成条形凹坑，随之对管式杆体管腔和条形凹坑中充注浆体，条形凹坑中的注浆体与深入到条形凹坑中的张开方形舌片结合到一起，浇铸成条形加筋抗滑键，使管式杆体与岩土体紧密结合，亦即借助于深深地栓塞于孔壁岩土体和管式杆体之间的条形加筋抗滑键，从根本上改变了锚固荷载传递机制，构建了摩擦-加筋抗滑键新型复合锚固，显著地改善了岩土锚固效果，更好地调动了岩土体的自稳能力，有效地防止了锚杆锚固的失效，从而提高了岩土体的稳定性，使锚固工程的安全性得到大大加强。

2、本发明结构简单、便于加工、施工方便、成本低廉，可显著地加快工程进度，改善岩土锚固效果。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明爆破前装药轴截面图示意图。

图3为本发明爆破前管式杆体、切缝和闭合方形舌片结构示意图。

图中：1—岩土体 2—注浆体 3—钻孔 4—管式杆体 5—管式杆体底端 6—条形加筋抗滑键 7—挡环 8—垫板 9—起爆药包 10—雷管 11—雷管脚线 12—柱状装药 13—炮泥 14—管壁 15—工字缝 16—张开方形舌片组 17—闭合方形舌片组 18—轴向缝 19—条形凹坑 20—周向缝。

具体实施方式

如图1~3所示，条形加筋抗滑键管式锚杆，它包括两端开口、中空的管式杆体4及挡环7和垫板8。管式杆体4的管壁14上分布有多个闭合方形舌片组17，其顶端填充炮泥13并设有带垫板8的挡环7；管式杆体底端5的管壁14内设有装有雷管10的起爆药包9；设有闭合方形舌片组17的管壁14内设有柱状装药12。

其中：闭合方形舌片组17由穿透管壁14的工字缝15，即两轴向缝18和连接两轴向缝18中点的周向缝20分隔而成，该闭合方形舌片组17包含两闭合方形舌片；两闭合方形舌片分别处于周向缝20的两边。

雷管10连有雷管脚线11。

使用时，⑴按设计要求对软弱岩土体1布置钻孔3；⑵将外径比钻孔3孔径小1~2mm的管式杆体4顶入钻孔3中，在管式杆体4顶端填充炮泥13；⑶利用柱状装药12药卷之间间隔小于殉爆距离，通过殉爆即刻起爆爆破所有柱状装药12；⑷起爆药包9和柱状装药12的爆炸作用驱使管式杆体4的管壁14发生塑性变形，径向扩张挤压岩土体1，能立即提供锚固力，阻止岩土体1与锚杆的相对滑动，达到即刻锚固的效果；同时，柱状装药12的爆炸直接地强烈作用于管式杆体4管壁14闭合方形舌片组17的每个闭合方形舌片上，将闭合方形舌片推开，使其凸出于管壁14之外和压入岩土体1，即形成张开方形舌片组16，也能立即提供锚固力，产生锚固效果；此外，柱状装药12爆炸的爆生气体对钻孔壁上闭合方形舌片组17所对壁面的岩土体1强烈地冲击压缩，致使孔壁岩土体1破碎形成条形凹坑19，随之对管式杆体4管腔和条形凹坑19中充注浆体2，条形凹坑19中的注浆体2与深入到条形凹坑19中的张开方形舌片结合到一起，浇铸成条形加筋抗滑键6，使管式杆体4与岩土体1紧密结合，亦即借助于深深地栓塞于孔壁岩土体1和管式杆体4之间的条形加筋抗滑键6，从根本上改变了锚固荷载传递机制，建成了摩擦-加筋抗滑键新型复合锚固，显著地改善了岩土锚固效果，更好地调动了岩土体1的自稳能力，有效地防止了锚杆锚固的失效，从而提高了岩土体1的稳定性，使锚固工程的安全性得到大大提高。

Claims

1. 条形加筋抗滑键管式锚杆，其特征在于：它包括两端开口、中空的管式杆体（4）及挡环（7）和垫板（8）；所述管式杆体（4）的管壁（14）上分布有多个闭合方形舌片组（17），其顶端填充炮泥（13）并设有带所述垫板（8）的所述挡环（7）；所述管式杆体底端（5）的所述管壁（14）内设有装有雷管（10）的起爆药包（9）；设有所述闭合方形舌片组（17）的所述管壁（14）内设有柱状装药（12）。

2.如权利要求1所述的条形加筋抗滑键管式锚杆，其特征在于：所述闭合方形舌片组（17）由穿透所述管壁（14）的工字缝（15），即两轴向缝（18）和连接两轴向缝（18）中点的周向缝（20）分隔而成，该闭合方形舌片组（17）包含两闭合方形舌片；所述两闭合方形舌片分别处于所述周向缝（20）的两边。

3.如权利要求1所述的条形加筋抗滑键管式锚杆，其特征在于：所述雷管（10）连有雷管脚线（11）。