CN104018863A - 一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆及其使用方法，属于锚杆支护领域。其解决了现有技术中注浆及锚杆支护效果差的问题，本发明注浆锚杆包括锚杆体、托盘、螺母和套管，其套管是由套管一、套管二以及套管三依次连接而成，其中，在套管一的尾部设置有环形状凸缘一，在套管二的头部设置有开口槽二，尾部设置有环形状凸缘二，在套管三的头部和尾部均设置有开口槽三，在拧螺母的过程中螺母与托盘、套管相互接触，对锚杆杆体施加拉力，套管受轴向压力作用，布置的多段开口槽胀开，挤压在孔壁上，增加了与孔壁的摩擦力，使整体具有较高的锚固作用。

Description

一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆及其使用方法

技术领域

本发明属于水电工程、隧道工程、矿山工程等地下工程中的支护用锚杆领域，具体涉及一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆。

背景技术

在隧道、水利、矿山巷道等领域工程建设过程中，锚杆成为应用最广泛的支护设备，锚杆支护是通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。锚杆可以提高岩体自身的力学性能、充分发挥岩体自承能力、保证岩坡体和围岩的整体稳定和安全、改善工程环境和工程质量、节约工程材料和造价、缩短工期；锚杆支护不仅用于初期支护，也是永久支护的一部分。在矿山巷道支护中基本取代了被动支撑或临时支护结构成为基本的临时支护技术，并与钢筋网、喷射混凝土联合使用后有时成为永久支护结构，但在围岩存在裂隙及岩石松散的情况下，单靠锚杆单一的锚固作用还达不到提高围岩自身承载压力的目的。

目前市面上出现了多种注浆锚杆，由中空锚杆体、托盘和螺母组成，注浆锚杆通过中空腔体将浆液注入松散岩石中，从而使锚杆体有效地与围岩结合成一体，提高围岩承载自身压力的目的；但是，上述注浆锚杆无初锚力，只有浆液凝固到一定强度后才产生锚固作用，而且锚固效果较差，专利CN102877867A公开了一种新型膨胀式让压预应力注浆锚杆，该锚杆能够具备一定的初锚力，针对围岩裂隙及岩石松散的情况，为了获得更好的锚固效果，增加锚杆的锚固力，急需一种多段膨胀、多段注浆让压预应力锚杆。

发明内容

针对围岩裂隙及岩石松散的情况，为了获得更好的锚固效果，本发明提出了一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆，该锚杆可以实现多段注浆，并且具备高初锚力。

本发明技术方案包括：

一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆，其包括锚杆体、托盘、螺母和套管，所述锚杆体包括杆体、头部和尾部，所述头部加工有大于杆体直径的锥度头，所述套管套置在所述杆体上，所述托盘、螺母顺次套置在尾部，所述套管是由套管一、套管二和套管三依次连接而成，所述套管一、套管二、套管三直径相同且小于所述锥度头的直径，所述套管一的头部顶在所述螺母上，尾部设置有环形状的凸缘一；所述套管二的头部设置有开口槽二，尾部设置有环形状的凸缘二，所述套管二通过开口槽二与套管一的尾部卡合在一起，所述套管三头部和尾部均设置有开口槽三，其头部处的开口槽三与套管二的尾部卡合在一起，尾部处的开口槽三顶在所述锥度头上；所述开口槽一、开口槽二、开口槽三相对应处的杆体外围上设置有一圈注浆孔。

作为本发明的一个优选方案，上述托盘是由两个重叠相扣的盘体组成，其中一个盘体是起让压作用的碟形状盘体，另一个盘体是用于堵塞钻孔口的喇叭头状盘体。

作为本发明的另一个优选方案是，上述杆体内设有导气管，所述杆体的外露端设置有导气孔，所述导气管与所述导气孔连通。

上述多段膨胀让压预应力注浆锚杆的使用方法，其包括以下步骤：

a打孔，在围岩上打岩孔，所述岩孔与套管外径一致；

b安装，依次将套管三、套管二、套管一套在锚杆杆体上，装进步骤a所述岩孔内，然后装托盘，拧紧螺母；

c将专用的注浆设备连接在锚杆杆体外露端上，对围岩裂隙进行注浆，使浆液向围岩裂隙渗透。

上述的套管二的个数根据锚杆杆体的长度来定量，通过增加套管二的个数来使得套管一的头部顶在螺母上，套管三的尾部顶在锥度头上。

本发明公开了一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆及其使用方法，与现有技术相比，其杆体上套置的套管包括套管一、套管二和套管三，在套管一、套管二的尾部分别设置环形状凸缘一、环形状凸缘二，在套管二、套管三上分别设有开口槽二、开口槽三，在拧螺母的过程中螺母与托盘、套管相互接触，对锚杆杆体施加拉力，套管受轴向压力作用，套管二、套管三上布置的开口槽二、开口槽三与螺母、凸缘或者锥度头进行挤压，布置的开口槽二和开口槽三胀开，挤压在孔壁上，增加了与孔壁的摩擦力，使整体具有较高的锚固作用；另外，在开口槽二、开口槽三处的锚杆杆体上设有注浆孔，可以实现多段注浆，增加锚杆的锚固力；同时托盘受螺母轴向压力作用，蝶形状盘体受到压缩，对整体锚杆支护起让压作用，喇叭头状盘体挤入岩孔内，堵住岩孔，起堵浆塞的作用；岩孔及岩隙内的空气从导气孔内导出，防止注浆不实。

本发明注浆锚杆安装方便，具备高初锚力及让压作用，在围岩出现大变形时具有较好的支护效果；本发明碟形状托盘不仅起到让压作用，而且还可以作为注浆塞堵浆，节省工序。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步清楚、完整的说明：

图1为本发明注浆锚杆沿锚杆长度方向的剖面图；

图2为本发明套管一的结构示意图；

图3为本发明套管二的结构示意图；

图4为本发明套管三的结构示意图；

图5为本发明锚杆部分结构示意图；

图中，1、螺母，2、托盘、3、杆体；4、锥度头，5、开口槽三，6、注浆孔，7、导气孔，8、导气管，9、套管一，10、套管二，11、套管三。

具体实施方式

本发明公开了一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆及其使用方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做进一步清楚、完整的说明。

结合图1、图5所示，本发明，一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆，其包括螺母1、托盘2、中空锚杆体和锥度头4，锚杆体分为杆体3、前部和尾部，锥度头4位于前部，锥度头4的直径大于杆体3的直径，且小于钻孔或者岩孔的直径，使用时，锥度头4和杆体伸入到岩孔内，螺母1和托盘2位于尾部，螺母1在靠近尾部的一侧；

套管套置在杆体3上，与现有技术中套管不同的是：本发明套管不仅仅只在其头部的开口槽处注浆，本发明套管分为多段，从锚杆体的尾部侧开始，分别为套管一9、套管二10和套管三11，套管一9的头部顶在螺母1上，尾部设置有环形状的凸缘一，套管二10和套管一9、套管三11和套管二10分别卡合在一起，套管三11的尾部顶在锥度头4上，其具体结构结合图2、图3、图4所示，从图中可以看到：套管二10的头部设置有开口槽二，尾部设置有环形状的凸缘二，套管二10通过开口槽二与套管一9的尾部卡合在一起，套管三11头部和尾部均设置有开口槽三，其头部处的开口槽三与套管二10的尾部卡合在一起，尾部处的开口槽三顶在锥度头4上；开口槽二、开口槽三5相对应处的杆体上均设置有注浆孔，如图1中示出了开口槽三处的注浆孔6；

上述的套管二10的个数根据锚杆杆体的长度来定量，通过增加套管二10的个数来使得套管一9的头部定在螺母上，套管三11的尾部顶在锥度头上，所以，本发明套管二的个数不仅仅限于图中所示出的一个，还可以有多个；

上述托盘2是由两个重叠相扣的盘体组成，其中一个盘体是起让压作用的碟形状盘体，另一个盘体是用于堵塞钻孔口的喇叭头状盘体；

为了便于排气，在锚杆中空腔体内设有导气管8，在锚杆杆体的孔外露端上设有导气孔7，导气管8与导气孔7连通；

上述多段膨胀让压预应力注浆锚杆的使用方法，其包括以下步骤：

首先，打孔步骤，在围岩上打岩孔，岩孔与套管外径保持一致；

其次，安装步骤，依次将套管三、套管二、套管一套在锚杆杆体上，装进步骤a所述岩孔内，然后装托盘，拧紧螺母；

最后，注浆步骤，将专用的注浆设备连接在锚杆杆体外露端上，对围岩裂隙进行注浆，使浆液向围岩裂隙渗透，其具体注浆步骤为本领域公知常识，在此，不做详细冗述。

本发明多段膨胀让压预应力注浆锚杆的工作原理为：

在拧螺母的过程中螺母与托盘、每段套管相互接触，对锚杆杆体施加拉力，套管受轴向压力作用，开口槽二、开口槽三分别胀开，挤压在孔壁上，增加了与孔壁的摩擦力，使整体起到较高的锚固作用；另外在开口槽二、开口槽三处的锚杆杆体上设有注浆孔，可以从注浆孔进行注浆，实现了多段注浆，增加锚杆的锚固力。

Claims (4)

1.一种多段膨胀让压预应力注浆锚杆，其包括锚杆体、托盘、螺母和套管，所述锚杆体包括杆体、头部和尾部，所述头部加工有大于杆体直径的锥度头，所述套管套置在所述杆体上，所述托盘、螺母顺次套置在尾部，其特征在于：所述套管是由套管一、套管二和套管三依次连接而成，所述套管一、套管二、套管三直径相同且小于所述锥度头的直径，所述套管一的头部顶在所述螺母上，尾部设置有环形状的凸缘一；所述套管二的头部设置有开口槽二，尾部设置有环形状的凸缘二，所述套管二通过开口槽二与套管一的尾部卡合在一起，所述套管三头部和尾部均设置有开口槽三，其头部处的开口槽三与套管二的尾部卡合在一起，尾部处的开口槽三顶在所述锥度头上；所述开口槽一、开口槽二、开口槽三相对应处的杆体外围上设置有注浆孔。

2.根据权利要求1所述的多段膨胀让压预应力注浆锚杆，其特征在于：所述托盘是由两个重叠相扣的盘体组成，其中一个盘体是起让压作用的碟形状盘体，另一个盘体是用于堵塞钻孔口的喇叭头状盘体。

3.根据权利要求1所述的多段膨胀让压预应力注浆锚杆，其特征在于：所述杆体内设有导气管，所述杆体的外露端设置有导气孔，所述导气管与所述导气孔连通。

4.根据权利要求2或3所述的多段膨胀让压预应力注浆锚杆的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

a打孔，在围岩上打岩孔，所述岩孔与套管外径一致；

b安装，依次将套管三、套管二、套管一套在锚杆杆体上，装进步骤a所述岩孔内，然后装托盘，拧紧螺母；

c将专用的注浆设备连接在锚杆杆体外露端上，对围岩裂隙进行注浆，使浆液向围岩裂隙渗透。