CN103774656B

CN103774656B - 顺栓管式锚杆

Info

Publication number: CN103774656B
Application number: CN201210412804.3A
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: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2032-10-26
Also published as: CN103774656A

Abstract

本发明涉及一种顺栓管式锚杆，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封闭顺栓，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；设有所述封闭顺栓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

顺栓管式锚杆

技术领域

本发明涉及岩土锚固技术，尤其涉及顺栓管式锚杆。

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，以改善应力状态，使岩土体稳定，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，随着其理论研究和工程应用的发展，该技术现已广泛应用于矿山、水利、水电、公路、铁路、市政、城建、地质、军工等部门，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，克服普通摩擦型锚固的弊端，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；同时，由于软弱岩土体会从管缝式锚杆的管缝中挤入管腔，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顺栓管式锚杆。

为解决上述问题，本发明所述的顺栓管式锚杆，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封闭顺栓，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；设有所述封闭顺栓的所述管壁内设有柱状装药。

所述雷管连有雷管脚线。

所述封闭顺栓通过所述管壁上设有的轴向槽与所述管壁在周向上分离开，同时通过所述管壁上设有的周向槽与所述管式杆体顶端方向上的管壁分离开，仅在所述管式杆体底端方向上与所述管壁相连。

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内装雷管的起爆药包和柱状装药。一方面，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；另一方面，所述柱状装药的爆炸作用将闭合的顺栓推开，使顺栓压入岩土体中，也能立即提供锚固力，产生锚固效果。同时，在管式杆体管腔和张开顺栓周围及岩土体裂缝中充注浆体，使管式杆体与注浆体紧密结合，尤其是张开顺栓深深地栓塞于孔壁岩土体和注浆体之中，从根本上改变了锚固荷载传递机制，构建了摩擦-栓塞新型复合锚固，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和闭合顺栓示意图。

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—张开顺栓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—轴向槽16—周向槽17—封闭顺栓18—顺栓开口。

具体实施方式

如图1~3所示，顺栓管式锚杆，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上分布有封闭顺栓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；设有封闭顺栓17的管壁14内设有柱状装药12。

其中：雷管10连有雷管脚线11。

封闭顺栓17通过管壁14上设有的轴向槽15与管壁14在周向上分离开，同时通过管壁14上设有的周向槽16与管式杆体4顶端方向上的管壁14分离开，仅在管式杆体4底端方向上与管壁14相连。

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爆炸作用驱使管壁14径向扩张挤压岩土体1，立即提供锚固力，控制岩土体1的变形；管式杆体4的管壁14上分布的封闭顺栓17在爆炸作用驱动下偏转，压入岩土体1形成栓塞在岩土体1中的张开顺栓6，也能立即提供锚固力；同时，在管式杆体4的管壁14上形成顺栓开口18；⑸对管式杆体4充填注浆体2进行锚固，使注浆体2不仅充满管式杆体4的管腔，而且通过管壁14上形成的顺栓开口18充满张开顺栓6的周围，并有部分注浆体2充填到岩土体1的裂隙之中，建成摩擦-栓塞新型复合锚固。

Claims

1.顺栓管式锚杆，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）上分布有封闭顺栓（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）的管壁（14）内设有装有雷管（10）的起爆药包（9）；设有所述封闭顺栓（17）的所述管壁（14）内设有柱状装药（12）；所述封闭顺栓（17）通过所述管壁（14）上设有的轴向槽（15）与所述管壁（14）在周向上分离开，同时通过所述管壁（14）上设有的周向槽（16）与所述管式杆体（4）顶端方向上的管壁（14）分离开，仅在所述管式杆体（4）底端方向上与所述管壁（14）相连。

2.如权利要求1所述的顺栓管式锚杆，其特征在于：所述雷管（10）连有雷管脚线（11）。