CN105544392B - 锚孔内根键式承压机构和组装方法、根键式锚索、向锚孔注浆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚孔内根键式承压机构和组装方法、根键式锚索、向锚孔注浆的方法。该承压机构包括承载体、根键、锥塞，锥塞中心处开设有通孔，承载体中心开设有锥孔，以锥孔的内壁为起始点，沿承载体径向设有键孔，键孔的数量与根键的数量相同，根键与键孔之间构成滑动副，锥塞的外壁与锥孔相适配，根键的长度与锥塞对应位置处的半径之和＞锚孔的半径，根键长度＜锚孔的半径；当锥塞被塞入至锥孔时，根键的头部伸入到锚孔岩土体中。该组装方法能够组装得到该承压机构。由该组装方法组装得到的承压机构用于锚索，并应用该锚索注浆时，能够有效地提高锚索的锚固效应。

Description

锚孔内根键式承压机构和组装方法、根键式锚索、向锚孔注浆 的方法

技术领域

本发明涉及锚固结构构件或护壁用的装置技术领域，特别是涉及一种锚孔内根键式承压机构和组装方法、根键式锚索、向锚孔注浆的方法。

背景技术

锚索：吊桥中在边孔将主缆进行锚固时，要将主缆分为许多股钢束分别锚于锚锭内，这些钢束便称之为锚索。锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面以内的稳定岩体中穿过边坡滑动面的预应力钢绞线，直接在滑面上产生抗滑阻力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。

目前，针对注浆体抗压强度不太高时，为防止注浆体被压碎，工程上采用较多的压力分散型锚索。压力型锚索的力是从钻孔底部导出，水泥浆柱承受来自承压板的压力。

工程应用较多的压力分散型锚索，但是，现有技术中的锚索的受力机理大致类似，通过设置多级承载体系，将不同长度的锚索筋体锚固于承压板上，达到分散注浆体受力的目的。

这些锚索的抗力由注浆体承担，分散型即将锚索力沿着锚固力方向将注浆体受力分散至各纵向段。这对注浆体的强度要求较高，而且需要增加锚固段直径和长度来增加锚固力的效果。这样需要单纯增加锚固段直径和长度的做法，需要消耗大量的混凝土，建造的难度较大，不够经济。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种锚孔内根键式承压机构和组装方法、根键式锚索、向锚孔注浆的方法，从而更加适于实用。

为了达到上述第一个目的，本发明提供的锚孔内根键式承压机构的技术方案如下：

本发明提供的锚孔内根键式承压机构包括承载体、根键、锥塞，

所述锥塞中心处开设有通孔，

所述承载体中心开设有锥孔，

以所述锥孔的内壁为起始点，沿所述承载体径向设有键孔，所述键孔的数量与所述根键的数量相同，

所述根键与所述键孔之间构成滑动副，

所述锥塞的外壁与所述锥孔相适配，

所述根键的长度与所述锥塞对应位置处的半径之和＞所述锚孔的半径，

所述根键长度＜所述锚孔的半径；

当所述锥塞被塞入至所述锥孔时，所述根键的头部伸入到锚孔岩土体中。

本发明提供的锚孔内根键式承压机构的技术方案还可以采用以下方式进一步实现。

作为优选，所述锥塞的顶部直径＞所述锥孔的底部直径，当所述锥塞被塞入至所述锥孔时，所述锥塞与所述键孔之间有重合。

作为优选，所述锥塞的顶部直径≥所述锥孔的顶部直径，当所述锥塞被塞入至所述锥孔时，所述锥塞与所述键孔之间有重合。

作为优选，所述锥塞的高度≥所述锥孔的高度。

作为优选，所述根键的头部具有尖端。

作为优选，所述根键的尾部形状与所述锥塞外壁的形状相适配，使得，所述根键的尾部与所述锥塞的外壁之间构成面接触。

作为优选，所述根键在与所述承载体外壁接触处固定连接有隔挡件。

作为优选，所述隔挡件由柔性材质制成。

为了达到上述第二个目的，本发明提供的锚孔内根键式承压机构的组装方法技术方案如下：

本发明提供的锚孔内根键式承压机构的组装方法包括以下步骤：

将所述根键插入所述键孔中，使得所述根键的头部朝向离心方向，所述根键的尾部朝向所述锥孔；

将所述锥塞从其直径较小的一端塞入至所述锥孔，所述锥塞占据了所述锥孔的容置空间，迫使所述根键做离心运动。

为了达到上述第三个目的，本发明提供的根键式锚索的技术方案如下：

本发明提供的根键式锚索包括锚台、锚具、多个本发明提供的承压机构、多组筋体，

所述锚具固定连接于所述锚台，构成外锚固段，

多个所述承压机构分别与所述多组筋体串联后，所述筋体的固定端再分别并联至所述外锚固段，所述筋体的吊设端用于吊设所述承压机构，多个所述承压机构沿径向向外设有多个能够伸入到锚孔岩土体中的根键，

多个所述承压机构的中心均开设有通孔，各所述通孔的圆心处于同一直线上，且各所述通孔的直径相同，

所述外锚固段上预留有穿设孔，所述穿设孔与各所述通孔的圆心处于同一直线上，且所述穿设孔的直径与各所述通孔的直径相同，

所述穿设孔、各所述通孔供注浆管穿过，

所述注浆管与所述承压机构、外锚固段之间均构成滑动副。

本发明提供的根键式锚索的技术方案还可以采用以下方式进一步实现。

作为优选，所述承压机构上设有多个吊设孔，所述筋体的吊设端穿过所述吊设孔。

作为优选，所述根键式锚索还包括挤压锚具，所述筋体在所述承压机构的底部留有余部，所述挤压锚具固定连接于所述余部，所述挤压锚具的外径大于所述吊设孔的直径。

作为优选，所述挤压锚具通过焊接，或者，卡扣固定连接于所述余部。

作为优选，所述锚台的底部呈斜面。

作为优选，多个所述承压机构平行设置。

作为优选，所述多个吊设孔均布于所述承压机构的一个圆周上。

作为优选，所述根键式锚索还包括位置指示机构，所述位置指示机构用于指示所述承压机构在锚孔中的位置。

作为优选，所述位置指示机构为导向帽，所述导向帽固定连接于最底下的承压机构的底部。

作为优选，锚孔的尖端呈第一种锥形，所述导向帽的顶端呈第二种锥形，所述第一种锥形与第二种锥形相对应。

作为优选，所述位置指示机构为第一位移传感器，所述第一位移传感器用于探测所述承压机构在锚孔中的位移数据。

作为优选，所述根键式锚索还包括第一远程接口、终端设备，所述第一远程接口设置于所述第一位移传感器上，所述第一位移传感器通过所述第一远程接口将探测到的位移数据传输至所述终端设备，所述终端设备选自PC、单片机、手持终端中的若干种。

作为优选，所述根键式锚索还包括报警装置，所述报警装置用于指示所述承压机构是否到位，当所述承压机构到位时，所述报警装置发出报警信号。

作为优选，所述根键式锚索还包括第二位移传感器，所述第二位移传感器用于指示所述注浆管的出浆口在锚孔中的位移数据。

作为优选，所述根键式锚索还包括第二远程接口、终端设备，所述第二远程接口设置于所述第二位移传感器上，所述第二位移传感器通过所述第二远程接口将探测到的位移数据传输至所述终端设备，所述终端设备选自PC、单片机、手持终端中的若干种。

作为优选，所述根键式锚索还包括注浆管收管小车，所述注浆管的入浆口固定连接于所述收管小车上，在向锚孔中注浆的过程中，所述收管小车用于使所述注浆管收管，使得所述注浆管的出浆口被提升。

作为优选，所述根键式锚索还包括收管小车速度设定装置，所述收管小车速度设定装置用于设定所述收管小车的运行速度，所述收管小车的运行速度的运算公式为其中，v_车-收管小车的运行速度，v_入-注浆管中浆体的流速，S_管-注浆管的截面积，S_孔-锚孔的截面积。

作为优选，所述根键式锚索还包括流速测量仪，所述流速测量仪用于测量注浆管中浆体的实时流速数据，根据所述实时流速数据，所述速度设定装置实时设定所述收管小车的运行速度。

作为优选，所述根键式锚索所述浆体从一输浆装置输出，所述注浆管中浆体的流速通过所述输浆装置设定，根据所述设定的浆体的流速，所述速度设定装置设定所述收管小车的运行速度。

为了达到上述第四个目的，本发明提供的向锚孔注浆的方法的技术方案如下：

本发明提供的向锚孔注浆的方法基于本发明提供的根键式锚索而实现，多个所述承压机构由下至上依次包括第一承压机构、第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构，所述向锚孔注浆的方法包括以下步骤：

依次组装所述第一承压机构、第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构，使注浆管的出浆口处于所述第一承压机构的底部；

从注浆管向第一承压机构底部注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口，直至第一承压机构底部充满注浆体，注浆管的出浆口被提升至第一承压机构、第二承压机构之间；

从注浆管继续向第一承压机构、第二承压机构之间注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口，直至第一承压机构、第二承压机构之间充满注浆体，注浆管的出浆口被提升至第二承压机构、第三承压机构之间；

从注浆管继续向第二承压机构、第三承压机构之间注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口，直至第二承压机构、第三承压机构之间充满注浆体，注浆管的出浆口被提升至第三承压机构之上；

如此重复，直至所述第N-1承压机构、第N承压机构之间注满浆体，注浆管的出浆口被提升至第N承压机构之上；

从注浆管继续向第N承压机构之上注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口，直至锚孔的锚固段充满注浆体注浆管的出浆口被提升至锚孔的自由段；

继续提升注浆管的出浆口，直至注浆管从锚台、锚具被移除，完成向锚孔中注浆的过程。

本发明提供的向锚孔注浆的方法的技术方案还可以采用以下方式进一步实现。

作为优选，所述注浆管是在所述第一承压机构、第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构全部组装后装设的，

所述注浆管插入第一承压机构、第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构中心的第一通孔、第二通孔、第三通孔…第N通孔中，使注浆管的出浆口处于第一承压机构的底部。

作为优选，所述注浆管是在所述第一承压机构组装完成后装设的，在随后依次组装第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构的过程中，所述注浆管的出浆口始终处于第一承压机构的底部。

本发明提供的根键式锚索及应用该根键式锚索而实现的向锚孔注浆方法应用了本发明提供的锚孔内根键式承压机构，在完成向锚孔中注浆的过程后，由于多个承压机构上沿径向向外设有多个能够深入到锚孔岩土体中的根键，承压机构的有效承载面积实际超出其上表面的面积，同时，根键与锚孔中的岩土体也具有相互作用力，因此，能够提升锚固段阻力，进而，应用本发明提供的锚索和注浆方法完成向锚孔注浆的工程后，能够有效地提高锚索的锚固效应。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的根键式锚索的概括结构示意图；

图2a为本发明实施例一提供的根键式锚索采用第一种方式装设注浆管时，装设第一承载机构时的结构示意图；

图2b为本发明实施例一提供的根键式锚索采用第二种方式装设注浆管时，装设第一承载机构时的结构示意图；

图3a为本发明实施例一提供的根键式锚索采用第一种方式装设注浆管时，第一承载机构装设完毕时的结构示意图；

图3b为本发明实施例一提供的根键式锚索采用第二种方式装设注浆管时，第一承载机构装设完毕时的结构示意图；

图4a为本发明实施例一提供的根键式锚索采用第一种方式装设注浆管时，第二承载机构装设完毕时的结构示意图；

图4b为本发明实施例一提供的根键式锚索采用第二种方式装设注浆管时，第二承压机构装设完毕时的结构示意图；

图5a为本发明实施例一提供的根键式锚索采用第一种方式装设注浆管时，第三承载机构装设完毕时的结构示意图；

图5b为本发明实施例一提供的根键式锚索采用第二种方式装设注浆管时，第三承载机构装设完毕时的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的根键式锚索当注浆管的出浆口处于第一承压机构底部，且第一承压机构底部充满注浆体时的结构示意图；

图7为本发明实施例一提供的根键式锚索当注浆管的出浆口处于第一承压机构、第二承压机构之间，且第一承压机构、第二承压机构之间也充满注浆体时的结构示意图；

图8为本发明实施例一提供的根键式锚索当注浆管的出浆口处于第二承压机构、第三承压机构之间，且第二承压机构、第三承压机构之间也充满注浆体时的结构示意图；

图9为本发明实施例一提供的根键式锚索当注浆管的出浆口处于第三承压机构之上，且锚孔的锚固段整体充满注浆体时的结构示意图；

图10为本发明实施例一提供的根键式锚索当注浆管从锚台、锚具被移除，完成向锚孔中注浆的过程后的结构示意图；

图11为本发明实施例一提供的根键式锚索第一种锥塞与承载体的配合关系示意图；

图12为本发明实施例一提供的根键式锚索第二种锥塞与承载体的配合关系示意图；

图13为本发明实施例一提供的根键式锚索第三种锥塞与承载体的配合关系示意图；

图14为本发明实施例一提供的根键式锚索第四种锥塞与承载体的配合关系示意图；

图15为本发明实施例一提供的根键式锚索第五种锥塞与承载体的配合关系示意图；

图16为本发明实施例一提供的根键式锚索第五种锥塞与承载体的配合关系示意图(其中，根键尾部为圆柱状)；

图17为本发明实施例一提供的根键式锚索第五种锥塞与承载体的配合关系示意图(其中，根键在与承载体外壁接触处固定连接有隔挡件)；

图18为本发明实施例一提供的根键式锚索中应用的承压机构的组装方法的步骤流程图；

图19为本发明实施例二提供的向锚孔注浆的方法的步骤流程图。

具体实施方式

本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种锚孔内根键式承压机构和组装方法、根键式锚索、向锚孔注浆的方法，从而更加适于实用。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种锚孔内根键式承压机构和组装方法、根键式锚索、向锚孔注浆的方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或三个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。

为了便于说明，本发明实施例提供的根键式锚索中，承压机构压机构的数量为3个，筋体也为3组，其中，选用标号1时，表是承压机构，选用标号1a表示第一承压机构，标号1b表示第二承压机构，标号1c表示第三承压机构；以此类推。

实施例一

参见附图1～10，本发明实施例一提供的根键式锚索包括锚台21、锚具22、三个承压机构1a、1b、1c，三组筋体15a、15b、15c，锚具22固定连接于锚台20，构成外锚固段，三个承压机构1a、1b、1c分别与三组筋体15a、15b、15c串联后，筋体15a、15b、15c的固定端再分别并联至外锚固段，筋体15a、15b、15c的吊设端用于吊设承压机构1a、1b、1c，每个承压机构1a、1b、1c沿径向向外设有多个能够伸入到锚孔岩土体中的根键3a、3b、3c，三个承压机构1a、1b、1c的中心均开设有通孔14a、14b(图中未标号)、14c(图中未标号)，各通孔14a、14b(图中未标号)、14c(图中未标号)的圆心处于同一直线上，且各通孔14a、14b(图中未标号)、14c(图中未标号)的直径相同，外锚固段上预留有穿设孔，穿设孔与各通孔14a、14b(图中未标号)、14c(图中未标号)的圆心处于同一直线上，且穿设孔的直径与各通孔14a、14b(图中未标号)、14c(图中未标号)的直径相同，穿设孔、各通孔14a、14b(图中未标号)、14c(图中未标号)供注浆管穿过，注浆管与承压机构1a、1b、1c、外锚固段之间均构成滑动副。在附图1～10中，A部分表示自由段，B部分表示锚固段。

本发明提供的根键式锚索由于多个承压机构1a、1b、1c上沿径向向外设有多个能够深入到锚孔19岩土体中的根键3a、3b、3c，承压机构1a、1b、1c的有效承载面积实际超出其上表面的面积，同时，根键3a、3b、3c与锚孔19中的岩土体也具有相互作用力，因此，能够提升锚固段B阻力，进而，本发明提供的根键式锚索能够有效地提高锚索的锚固效应。

其中，参见附图1～17，承压机构包括承载体2、根键3、锥塞10，通孔开设在锥塞10中心处，承载体2中心开设有锥孔7，以锥孔7的内壁为起始点，沿承载体2径向设有键孔，键孔的数量与根键3的数量相同，根键3与键孔之间构成滑动副，锥塞10的外壁与锥孔7相适配。根键3的长度与锥塞10对应位置处的半径之和＞锚孔19的半径，从而保证当锥塞10被塞入至锥孔7后，根键3的头部从承载体2的外壁突出；根键3长度＜锚孔19的半径，需要将承压机构送入到锚孔19中时，在送入的过程中，各根键3的最外圆直径必须≤锚孔的直径才能保证承压机构在锚孔19中无障碍通过；当锥塞10被塞入至锥孔19时，根键3的头部4伸入到锚孔19岩土体中，使得根键3能够挺进锚孔19岩土体中，产生相互作用力。

参见附图11，锥塞10-1的顶部直径＞锥孔7的底部直径，从而避免锥塞10-1从锥孔中漏出，当锥塞10-1被塞入至锥孔7时，锥塞10-1的最底端与键孔之间有重合，从而保证锥塞10-1能够对根键3施加离心作用力，使根键3挺进锚孔19岩土体中。

参见附图12，锥塞10-2的顶部直径＞锥孔7的底部直径，从而避免锥塞10-2从锥孔中漏出，当锥塞10-2被塞入至锥孔7时，锥塞10-2的最顶端与键孔之间有重合，从而保证锥塞10-2能够对根键3施加离心作用力，使根键3挺进锚孔19岩土体中。

参见附图13，锥塞10-3的顶部直径≥锥孔7的顶部直径，当锥塞10-3被塞入至锥孔时，锥塞10-3的最底端与键孔之间有重合，从而保证锥塞10-3能够对根键3施加离心作用力，使根键3挺进锚孔19岩土体中。

参见附图14，锥塞10-4的顶部直径＞锥孔7的顶部直径，当锥塞10-4被塞入至锥孔7时，锥塞10-4完全覆盖住键孔，从而保证锥塞10-4能够对根键3施加离心作用力，使根键3挺进锚孔19岩土体中。

参见附图15，锥塞10-5的顶部直径＝锥孔7的顶部直径，当锥塞10-5被塞入至锥孔7时，锥塞10-5的顶面与承载体2的上表面之间构成一平面，此时，承压机构的承载面也是一平面，不至于缩小承压机构的实际承载面积，也不会造成应力集中的后果；锥塞10-5完全覆盖住键孔，从而保证锥塞10-5能够对根键3施加离心作用力，使根键3挺进锚孔19岩土体中。

其中，锥塞10的高度≥锥孔7的高度，参见附图14～17，在这种情况下，锥塞10与锥孔7之间不存在剩余空间，在注浆过程中，能够保证注浆体在各注浆空间内填满，从而避免由剩余空间导致的承载力降低的问题。本实施例中，锥塞10a的一个截圆13a与承载体2a底面持平，锥塞10b的一个截圆13b与承载体2b底面持平，锥塞10c的一个截圆13c与承载体2c底面持平。

其中，根键3的头部具有尖端4，在这种情况下，根据F＝P×S，其中，F-作用力，P-压强，S-受力面积，根键3在受到由锥塞10提供的离心作用力向锚孔19岩土体挺进的过程中，压强较大，根键3向锚孔19岩土体挺时时更省力、更方便。

参见附图15，根键3的尾部5形状与锥塞10-5外壁的形状相适配，使得，根键3的尾部5与锥塞10-5的外壁之间构成面接触。在这种情况下，锥塞10-5对根键3施加的离心作用力受力面积较大，受力更加均匀。如若按照附图16所示的方式，将根键3尾部5＇制成圆柱状，此时，根键3尾部5＇与锥塞10-5的外壁之间是点接触，容易造成应力集中效应和根键3受力不均匀的不利后果。再者，锥塞10-5与根键3之间也会留下孔隙，根键3无法将键孔填充饱满，降低锚固效果。

参见附图17，根键3在与承载体2外壁接触处固定连接有隔挡件30。该隔挡件30的作用是，在根键3相对于锥孔7作向心运动的过程中，当隔挡件30抵靠到承载体2的外壁上时，根键3就无法继续相对于锥孔7作向心运动，因此，能够避免根键3从锥孔7处脱落。

其中，隔挡件30由柔性材质制成。在这种情况下，在根键3向锚孔19岩土体挺进的过程中，由于隔挡件30是由柔性材质制成的，不会出现由隔挡件30带来的额外阻力。

参见附图18，承压机构的组装方法包括以下步骤：

将根键3插入键孔中，使得根键3的头部朝向锚孔壁，根键3的尾部朝向锥孔7；将锥塞10从其直径较小的一端塞入至锥孔7，锥塞10占据了锥孔7的容置空间，迫使根键3进一步向岩土体中挺进，伸入到锚孔19岩土体中。其中，在根键3上设有隔挡件30的情况下，根键3以其尾部5的一端从承载体2外壁向内插入到键孔中。

作为承压机构1a、1b、1c的一种具体的实现方式，承压机构1a、1b、1c上设有多个吊设孔，筋体15a、15b、15c的吊设端穿过吊设孔。

以第三承压机构1a为例，本实施例提供的根键式锚索还包括挤压锚具16a，筋体15a在承压机构1a的底部留有余部，挤压锚具16a固定连接于余部，挤压锚具16a的外径大于吊设孔的直径。在这种情况下，由于挤压锚具16a的外径大于吊设孔的直径，挤压锚具16a不能从吊设孔中穿过，因此，能够避免承压机构1a从筋体15a上脱落。

本实施例中，作为挤压锚具16a与筋体15a之间连接的一种具体的实现方式，挤压锚具16a通过焊接，或者，卡扣固定连接于余部。

本实施例中，锚台20的底部呈斜面21。在这种情况下，锚台20通过底部斜面21能够与边坡的倾斜度相契合，能够仅通过在边坡上打竖直或者水平锚孔19的方式实现锚索的作用，因为竖直孔或者水平孔本身与边坡存在倾角，将锚台20的底部设置成斜面21，便于锚索的应用。

本实施例中，三个承压机构1a、1b、1c平行设置。在这种情况下，能够保证第一承压机构1a呈水平设置，第一承压机构1a、第二承压机构1b之间的空间为平行空间，第二承压机构1b、第三承压机构1c之间的空间为平行空间，进行受力分析时，能够保证第一承压机构1a、第二承压机构1b、第三承压机构1c的受力方向一致。

参见附图10～12，本实施例中，多个吊设孔均布于承压机构1a、1b、1c的一个圆周上。在这种情况下，由于该多个吊设孔分别在承压机构1a、1b、1c上均布，其能够使得筋体15a、15b、15c的受力点均匀，从而，阻止承压机构1a、1b、1c产生倾斜。

参见附图1～8，本实施例中，根键式锚索还包括位置指示机构，位置指示机构用于指示承压机构1a、1b、1c在锚孔19中的位置。

本实施例中，位置指示机构为导向帽18，导向帽18固定连接于最底下的承压机构1a的底部。由于该三级承压机构1a、1b、1c之间的相对位置已经固定好了，指示其中一个承压机构1a的位置后，相当于该三级承压机构1a、1b、1c的位置均被确定。在施工中，通常锚孔19的钻探位置较深，应用该导向帽18之后，能够避免承压机构1a、1b、1c的盲探，能够使承压机构1a、1b、1c的位置被确定。

本实施例中，锚孔19的尖端呈第一种锥形，导向帽18的顶端呈第二种锥形，第一种锥形与第二种锥形相对应。在这种情况下，导向帽18的第二种锥形可以与锚孔19的第一种锥形相适应，从而准确定位该第一承压机构1a的位置。

本实施例中，位置指示机构还可以为第一位移传感器(图中未示出)，第一位移传感器(图中未示出)用于探测承压机构1a、1b、1c在锚孔19中的位移数据。在这种情况下，无需在第一承压机构1a上增设导向帽18，而是通过第一位移传感器(图中未示出)即可探测到承压机构1a、1b、1c从锚孔19开口部向下行走的位移，因此，能够准确定位承压机构1a、1b、1c在锚孔19中的位置。其中，根键式锚索还包括第一远程接口、终端设备，第一远程接口设置于第一位移传感器(图中未示出)上，第一位移传感器(图中未示出)通过第一远程接口将探测到的位移数据传输至终端设备，终端设备选自PC、单片机、手持终端中的若干种。在这种情况下，可以通过终端设备获知第一位移传感器(图中未示出)在锚孔19中的位置，应用更加方便。

其中，根键式锚索还包括报警装置，报警装置用于指示承压机构1a、1b、1c是否到位，当承压机构1a、1b、1c到位时，报警装置发出报警信号。在这种情况下，将本实施例提供的根键式锚索送入锚孔19的过程中，无需实地监测承压机构1a、1b、1c是否到位，而是仅通过从报警装置获得的报警信号，即可得知承压机构1a、1b、1c是否到位。

其中，根键式锚索还包括第二位移传感器(图中未示出)，第二位移传感器(图中未示出)用于指示注浆管的出浆口17(17a、17b、17c、17d)在锚孔19中的位移数据。在这种情况下，通过通孔向锚孔19中导入注浆管时，第二位移传感器(图中未示出)能够用于指示注浆管的出浆口17(17a、17b、17c、17d)在锚孔19中的运行位置，从而便于得知注浆管的出浆口在锚孔19中的具体位置。其中，根键式锚索还包括第二远程接口、终端设备，第二远程接口设置于第二位移传感器(图中未示出)上，第二位移传感器(图中未示出)通过第二远程接口将探测到的位移数据传输至终端设备，终端设备选自PC、单片机、手持终端中的若干种。在这种情况下，可以通过终端设备获知第二位移传感器(图中未示出)在锚孔19中的位置，应用更加方便。

其中，根键式锚索还包括注浆管收管小车(图中未示出)，注浆管的入浆口固定连接于收管小车(图中未示出)上，在向锚孔19中注浆的过程中，收管小车(图中未示出)用于使注浆管收管，使得注浆管的出浆口被提升。在这种情况下，通过收管小车(图中未示出)即可完成注浆管的收管动作，而无需人工收管。

本实施例中，根键式锚索还包括收管小车(图中未示出)速度设定装置，收管小车(图中未示出)速度设定装置用于设定收管小车(图中未示出)的运行速度，收管小车(图中未示出)的运行速度的运算公式为其中，v_车-收管小车(图中未示出)的运行速度，v_入-注浆管中浆体的流速，S_管-注浆管的截面积，S_孔-锚孔19的截面积。在这种情况下，可以根据注浆管中的浆体流速，设定收管小车(图中未示出)的运行速度，使得，注浆管的出浆口始终处于注浆体的浆面之上。其中，根键式锚索还包括流速测量仪(图中未示出)，流速测量仪(图中未示出)用于测量注浆管中浆体的实时流速数据，根据实时流速数据，速度设定装置实时设定收管小车(图中未示出)的运行速度。

此外，当浆体从一输浆装置(图中未示出)输出时，注浆管中浆体的流速通过输浆装置(图中未示出)设定，根据设定的浆体的流速，速度设定装置设定收管小车(图中未示出)的运行速度。

实施例二

参见附图2～10、19，本发明实施例二提供的向锚孔注浆的方法基于本发明提供的根键式锚索而实现，以承压机构的数量为3个进行说明，根键式锚索多个承压机构由下至上依次包括第一承压机构1a、第二承压机构1b、第三承压机构1c，根键式锚索向锚孔注浆的方法包括以下步骤：

依次组装根键式锚索第一承压机构1a、第二承压机构1b、第三承压机构1c，使注浆管的出浆口17a处于根键式锚索第一承压机构1a的底部；

从注浆管向第一承压机构1a底部注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口17a，直至第一承压机构1a底部充满注浆体，注浆管的出浆口17b被提升至第一承压机构1a、第二承压机构1b之间；

从注浆管继续向第一承压机构1a、第二承压机构1b之间注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口17b，直至第一承压机构1a、第二承压机构1b之间充满注浆体，注浆管的出浆口17c被提升至第二承压机构1b、第三承压机构1c之间；

从注浆管继续向第二承压机构1b、第三承压机构1c之间注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口17c，直至第二承压机构1b、第三承压机构1c之间充满注浆体，注浆管的出浆口17d被提升至第三承压机构1c之上；

从注浆管继续向第三承压机构之上注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口17d，直至锚孔19的锚固段充满注浆体注浆管的出浆口被提升至锚孔19的自由段；

继续提升注浆管的出浆口，直至注浆管从锚台20、锚具22被移除，完成向锚孔19中注浆的过程。

本发明实施例二提供的应用该根键式锚索而实现的向锚孔注浆方法在完成向锚孔19中注浆的过程后，由于三个承压机构1a、1b、1c上沿径向向外设有多个能够深入到锚孔19岩土体中的根键3a、3b、3c，承压机构1a、1b、1c的有效承载面积实际超出其上表面的面积，同时，根键3a、3b、3c与锚孔19中的岩土体也具有相互作用力，因此，能够提升锚固段阻力，进而，应用本发明实施例二提供的锚索和注浆方法完成向锚孔注浆的工程后，能够有效地提高锚索的锚固效应。

参见附图2a、3a、4a、5a，注浆管是在第一承压机构1a、第二承压机构1b、第三承压机构1c全部组装后装设的，注浆管插入第一承压机构1a、第二承压机构1b、第三承压机构1c中心的第一通孔、第二通孔、第三通孔中，使注浆管的出浆口17a处于第一承压机构1a的底部。这种方法对第一通孔、第二通孔、第三通孔的对中性和注浆管的要求较高，必须保证第一通孔、第二通孔、第三通孔对中，和，注浆管在插入其中的过程中完全顺直的情况下才能做到。

参见附图2b、3b、4b、5b，注浆管是在第一承压机构1a组装完成后装设的，在随后依次组装第二承压机构1b、第三承压机构1c的过程中，注浆管的出浆口17a始终处于第一承压机构1a的底部。在这种情况下，第二锥塞、第三锥塞需要先穿过注浆管才被塞入到锥孔中，需要专人操作。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (31)

1.锚孔内根键式承压机构，其特征在于，包括承载体、根键、锥塞，

所述锥塞中心处开设有通孔，

所述承载体中心开设有锥孔，

以所述锥孔的内壁为起始点，沿所述承载体径向设有键孔，所述键孔的数量与所述根键的数量相同，

所述根键与所述键孔之间构成滑动副，

所述锥塞的外壁与所述锥孔相适配，

所述根键的长度与所述锥塞对应位置处的半径之和＞所述锚孔的半径，

所述根键长度＜所述锚孔的半径；

当所述锥塞被塞入至所述锥孔时，所述根键的头部伸入到锚孔岩土体中。

2.根据权利要求1所述的锚孔内根键式承压机构，其特征在于，所述锥塞的顶部直径＞所述锥孔的底部直径，当所述锥塞被塞入至所述锥孔时，所述锥塞与所述键孔之间有重合。

3.根据权利要求1所述的锚孔内根键式承压机构，其特征在于，所述锥塞的顶部直径≥所述锥孔的顶部直径，当所述锥塞被塞入至所述锥孔时，所述锥塞与所述键孔之间有重合。

4.根据权利要求3所述的锚孔内根键式承压机构，其特征在于，所述锥塞的高度≥所述锥孔的高度。

5.根据权利要求1所述的锚孔内根键式承压机构，其特征在于，所述根键的头部具有尖端。

6.根据权利要求1所述的锚孔内根键式承压机构，其特征在于，所述根键的尾部形状与所述锥塞外壁的形状相适配，使得，所述根键的尾部与所述锥塞的外壁之间构成面接触。

7.根据权利要求1所述的锚孔内根键式承压机构，其特征在于，所述根键在与所述承载体外壁接触处固定连接有隔挡件。

8.根据权利要求7所述的锚孔内根键式承压机构，其特征在于，所述隔挡件由柔性材质制成。

9.权利要求1～8中任一所述的锚孔内根键式承压机构的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述根键插入所述键孔中，使得所述根键的头部朝向离心方向，所述根键的尾部朝向所述锥孔；

将所述锥塞从其直径较小的一端塞入至所述锥孔，所述锥塞占据了所述锥孔的容置空间，迫使所述根键做离心运动。

10.一种根键式锚索，其特征在于，包括锚台、锚具、多个权利要求1～8中任一所述的承压机构、多组筋体，

所述锚具固定连接于所述锚台，构成外锚固段，

多个所述承压机构分别与所述多组筋体串联后，所述筋体的固定端再分别并联至所述外锚固段，所述筋体的吊设端用于吊设所述承压机构，多个所述承压机构沿径向向外设有多个能够伸入到锚孔岩土体中的根键，

多个所述承压机构的中心均开设有通孔，各所述通孔的圆心处于同一直线上，且各所述通孔的直径相同，

所述外锚固段上预留有穿设孔，所述穿设孔与各所述通孔的圆心处于同一直线上，且所述穿设孔的直径与各所述通孔的直径相同，

所述穿设孔、各所述通孔供注浆管穿过，

所述注浆管与所述承压机构、外锚固段之间均构成滑动副。

11.根据权利要求10所述的根键式锚索，其特征在于，所述承压机构上设有多个吊设孔，所述筋体的吊设端穿过所述吊设孔。

12.根据权利要求11所述的根键式锚索，其特征在于，所述根键式锚索还包括挤压锚具，所述筋体在所述承压机构的底部留有余部，所述挤压锚具固定连接于所述余部，所述挤压锚具的外径大于所述吊设孔的直径。

13.根据权利要求12所述的根键式锚索，其特征在于，所述挤压锚具通过焊接，或者，卡扣固定连接于所述余部。

14.根据权利要求10所述的根键式锚索，其特征在于，所述锚台的底部呈斜面。

15.根据权利要求10所述的根键式锚索，其特征在于，多个所述承压机构平行设置。

16.根据权利要求11所述的根键式锚索，其特征在于，所述多个吊设孔均布于所述承压机构的一个圆周上。

17.根据权利要求10所述的根键式锚索，其特征在于，还包括位置指示机构，所述位置指示机构用于指示所述承压机构在锚孔中的位置。

18.根据权利要求17所述的根键式锚索，其特征在于，所述位置指示机构为导向帽，所述导向帽固定连接于最底下的承压机构的底部。

19.根据权利要求18所述的根键式锚索，其特征在于，锚孔的尖端呈第一种锥形，所述导向帽的顶端呈第二种锥形，所述第一种锥形与第二种锥形相对应。

20.根据权利要求17所述的根键式锚索，其特征在于，所述位置指示机构为第一位移传感器，所述第一位移传感器用于探测所述承压机构在锚孔中的位移数据。

21.根据权利要求20所述的根键式锚索，其特征在于，还包括第一远程接口、终端设备，所述第一远程接口设置于所述第一位移传感器上，所述第一位移传感器通过所述第一远程接口将探测到的位移数据传输至所述终端设备，所述终端设备选自PC、单片机、手持终端中的若干种。

22.根据权利要求21所述的根键式锚索，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置用于指示所述承压机构是否到位，当所述承压机构到位时，所述报警装置发出报警信号。

23.根据权利要求10所述的根键式锚索，其特征在于，还包括第二位移传感器，所述第二位移传感器用于指示所述注浆管的出浆口在锚孔中的位移数据。

24.根据权利要求23所述的根键式锚索，其特征在于，还包括第二远程接口、终端设备，所述第二远程接口设置于所述第二位移传感器上，所述第二位移传感器通过所述第二远程接口将探测到的位移数据传输至所述终端设备，所述终端设备选自PC、单片机、手持终端中的若干种。

25.根据权利要求10所述的根键式锚索，其特征在于，还包括注浆管收管小车，所述注浆管的入浆口固定连接于所述收管小车上，在向锚孔中注浆的过程中，所述收管小车用于使所述注浆管收管，使得所述注浆管的出浆口被提升。

26.根据权利要求25所述的根键式锚索，其特征在于，还包括收管小车速度设定装置，所述收管小车速度设定装置用于设定所述收管小车的运行速度，所述收管小车的运行速度的运算公式为其中，v_车-收管小车的运行速度，v_入-注浆管中浆体的流速，S_管-注浆管的截面积，S_孔-锚孔的截面积。

27.根据权利要求26所述的根键式锚索，其特征在于，还包括流速测量仪，所述流速测量仪用于测量注浆管中浆体的实时流速数据，根据所述实时流速数据，所述速度设定装置实时设定所述收管小车的运行速度。

28.根据权利要求26所述的根键式锚索，其特征在于，所述浆体从一输浆装置输出，所述注浆管中浆体的流速通过所述输浆装置设定，根据所述设定的浆体的流速，所述速度设定装置设定所述收管小车的运行速度。

29.一种向锚孔注浆的方法，其特征在于，基于权利要求10～28中任一所述的根键式锚索而实现，多个所述承压机构由下至上依次包括第一承压机构、第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构，所述向锚孔注浆的方法包括以下步骤：

依次组装所述第一承压机构、第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构，使注浆管的出浆口处于所述第一承压机构的底部；

从注浆管向第一承压机构底部注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口，直至第一承压机构底部充满注浆体，注浆管的出浆口被提升至第一承压机构、第二承压机构之间；

从注浆管继续向第一承压机构、第二承压机构之间注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口，直至第一承压机构、第二承压机构之间充满注浆体，注浆管的出浆口被提升至第二承压机构、第三承压机构之间；

从注浆管继续向第二承压机构、第三承压机构之间注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口，直至第二承压机构、第三承压机构之间充满注浆体，注浆管的出浆口被提升至第三承压机构之上；

如此重复，直至所述第N-1承压机构、第N承压机构之间注满浆体，注浆管的出浆口被提升至第N承压机构之上；

从注浆管继续向第N承压机构之上注入注浆体，在注浆过程中，逐渐提升注浆管的出浆口，直至锚孔的锚固段充满注浆体注浆管的出浆口被提升至锚孔的自由段；

继续提升注浆管的出浆口，直至注浆管从锚台、锚具被移除，完成向锚孔中注浆的过程。

30.根据权利要求29所述的向锚孔注浆的方法，其特征在于，所述注浆管是在所述第一承压机构、第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构全部组装后装设的，

所述注浆管插入第一承压机构、第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构中心的第一通孔、第二通孔、第三通孔…第N通孔中，使注浆管的出浆口处于第一承压机构的底部。

31.根据权利要求29所述的向锚孔注浆的方法，其特征在于，所述注浆管是在所述第一承压机构组装完成后装设的，在随后依次组装第二承压机构、第三承压机构…第N承压机构的过程中，所述注浆管的出浆口始终处于第一承压机构的底部。