CN108532593B - 一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具及方法,包括冲击器,所述冲击器上安装于转轴一端,所述转轴内部具有第一空腔,所述转轴上具有注浆轴段,注浆轴段上具有多个与所述第一空腔相连通的注浆孔,所述注浆轴段上可转动的连接有注浆机构,用于通过注浆孔向转轴内部的第一空腔进行注浆,所述转轴的另一端具有键槽,用于连接不同内径的轴头,本发明的机具可以实现钻孔、放杆及注浆同时进行,满足了复杂地层的锚杆施工要求,缩短了施工周期,提高了施工效率。

Description

一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具及方法
技术领域
本发明涉及工程施工设备技术领域,具体涉及一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具及方法。
背景技术
在锚杆施工过程中,能否顺利成孔成为控制整个施工进度的主要因素,然而在钻孔过程中常常会遇到碎石层、卵石层等复杂地层,面对复杂地层潜孔钻机的施工效率会大大降低,且常常会遇到塌孔卡钻的现象,一旦塌孔卡钻,会影响整体施工进度,增加施工成本;潜孔锤跟管钻进的施工工艺成本较高,且施工速度较慢,当钻孔完成后再进行注浆工作,注浆效果将有所降低,若遇到地下水较为丰富的地层,会影响到边坡的整体稳定,边坡一旦失稳将造成不可估量的损失;因此如何应对碎石层、卵石层等复杂地层顺利成孔,并将成孔、杆体下放及注浆工作一次完成,简化工艺流程,以提高施工效率,缩短工期,提高工程质量是非常重要的。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足,提供一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具,可以实现潜孔锤钻孔、杆体下放及注浆同步进行,解决了碎石层、卵石层等复杂地层锚杆施工成孔困难的技术难题。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具,包括冲击器,所述冲击器,所述冲击器上安装有转轴一端,所述转轴内部具有第一空腔,所述转轴上具有注浆轴段,注浆轴段上具有多个与所述第一空腔相连通的注浆孔,所述注浆轴段上可转动的连接有注浆机构,用于通过注浆孔向转轴内部的第一空腔进行注浆,所述转轴的另一端具有键槽,用于连接不同内径的轴头。
进一步的,所述转轴通过花键连接的形式与冲击器的冲击气缸连接。
进一步的,所述注浆轴段上具有四个对称分布的注浆孔。
进一步的,所述注浆机构包括通过上轴承及下轴承安装于注浆轴段上的注浆箱,所述注浆箱包括可拆卸连接的上轴承端箱体、注浆部箱体及下轴承端箱体,所述注浆部箱体与注浆轴段之间具有容纳浆料的第二空腔,所述注浆孔与第二空腔相连通,所述注浆部箱体的侧圆周表面连接有注浆管,所述注浆管与注浆泵连接。
进一步的,所述上轴承及下轴承与注浆轴段采用过盈配合进行连接。
进一步的,所述上轴承箱体与注浆部箱体之间、下轴承箱体与注浆部箱体之间设置密封垫,防止浆料从第二空腔中泄露出,损坏轴承。
进一步的,所述上轴承内圈利用轴套及转轴上的轴肩结构进行轴向固定,下轴承内圈利用尼龙垫圈及安装于转轴上的限位盘进行轴向固定,所述上轴承及下轴承的外圈均用卡环进行轴向固定。
进一步的,所述限位盘由两个半圆环型的卡盘组装而成,两个半圆环型的卡盘通过螺纹连接进行固定。
本发明还提供了一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具的使用方法,包括以下步骤:
步骤1:将自进式锚杆通过轴头安装在转轴上。
步骤2:启动冲击器及注浆泵,冲击器带动转轴转动,并同时施加钻孔力,钻孔的同时,注浆泵工作,将浆料通过注浆管注入第二空腔,进而通过注浆孔进入第一空腔,通过第一空腔进入中空的自进式锚杆,然后进入钻成的孔内,完成注浆,钻孔、杆体下放及注浆实现了同步进行。
进一步的,所述步骤1中,转轴的端部预留一个键槽,安装不同内径的轴头,不同的轴头安装与其相应的锚杆,完成不同规格锚杆的施工工作。
本发明的有益效果:
1.本发明的锚杆施工机具,转轴安装于冲击器上,且转轴上具有注浆轴段,所述注浆轴段具有注浆孔,可以同时实现钻孔、锚杆的下放及注浆工作,解决了碎石层、卵石层等复杂地层成孔难的问题,简化了工艺流程,提高了施工效率,缩短了工期,提高了工程质量。
2.本发明的锚杆施工机具,转轴上可以安装不同内径的轴头,可进行不同规格锚杆的下放工作。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的限定。
图1为本发明整体结构示意图;
图2为本发明转轴结构示意图;
图3为本发明图2中的A向示意图;
图4为本发明图2中的B向示意图;
图5为本发明注浆箱结构示意图;
图6为本发明第一卡盘主视示意图;
图7为本发明第一卡盘俯视示意图;
图8为本发明第二卡盘主视示意图;
图9为本发明第二卡盘俯视示意图;
其中,1.冲击器,2.转轴,201.第一空腔,202.注浆孔,203.注浆轴段,204.轴肩结构,3.上轴承,4.下轴承,5.键槽,6.上轴承端箱体,7.注浆部箱体,701.第二空腔,8.下轴承端箱体,9.轴套,10.尼龙垫圈,11.限位盘,1101.第一卡盘,1102.第二卡盘,12.卡环,13.注浆管,14.密封垫。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的,现有的锚杆施工过程中,遇到复杂地层时,施工效率低,且常常遇到踏孔卡钻的现象,整体施工进度慢,施工成本高,针对上述问题,本申请提出了一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具。
本申请的一种典型实施方式中,如图1-9所示,一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具,包括冲击器1,所述冲击器的气缸通过花键连接的形式上安装转轴2一端,所述转轴内部具有沿其轴向分布的第一空腔201,所述转轴上具有注浆轴段203,注浆轴段与其一侧的转轴轴段之间形成轴肩结构204,注浆轴段上具有四个与所述第一空腔相连通的注浆孔202,四个所述的注浆孔对称分布,所述注浆轴段通过上轴承3及下轴承4连接有注浆机构,注浆机构用于通过注浆孔向转轴内部的空腔进行注浆,所述转轴的另一端具有键槽5,用于连接不同内径的轴头。
所述转轴在加工时要进行调质处理,调质处理后表面硬度应达到32-33HRC,并对转轴进行去除毛刺和锐边倒钝处理,为确保整个机具密封良好,为减小下述密封垫与转轴之间的摩擦,对轴身进行镀铬处理。
所述注浆机构包括通过上轴承及下轴承安装于注浆轴段上的注浆箱,所述注浆箱包括上轴承端箱体6、注浆部箱体7及下轴承端箱体8,上轴承箱体、注浆部箱体及下轴承箱体均具有法兰结构,所述法兰结构上具有6个固定孔,下轴承箱体及上轴承箱体通过法兰结构上的6个固定孔利用固定螺栓固定在注浆部箱体上,上轴承箱体及下轴承箱体与转轴之间分别安装上轴承及下轴承,上轴承及下轴承与转轴采用过盈配合连接,所述上轴承内圈利用轴套9及转轴上的轴肩结构进行轴向固定,下轴承内圈利用尼龙垫圈10及安装于转轴上的限位盘11进行轴向固定,上轴承的外圈与上轴承箱体的侧壁之间安装有卡环12,对上轴承的外圈进行轴向固定,下轴承与下轴承箱体的侧壁之间安装有卡环,对下轴承的外圈进行轴向固定。
所述限位盘11由半圆环形状的第一卡盘1101及第二卡盘组1102装而成,所述第一卡盘上设有对称分布的螺纹孔,第二卡盘上设有对称分布的阶梯状光滑孔,通过螺栓将第一卡盘及第二卡盘进行紧固。
所述注浆部箱体与注浆轴段之间具有容纳浆料的第二空腔701,所述注浆孔与第二空腔相连通,所述注浆部箱体的侧圆周表面具有开口,所述开口处连接有注浆管13,所述注浆管采用焊接固定与注浆部箱体上,焊接位置应避开法兰结构及固定螺栓的位置,便于安装与拆卸,所述注浆管与注浆泵连接。
所述上轴承箱体与注浆箱体之间、下轴承箱体与注浆箱体之间设置密封垫14,防止浆料从第二空腔中泄露出,损坏轴承。
本发明还提供了一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具的使用方法,包括以下步骤:
步骤1:将自进式锚杆通过轴头安装在转轴上。
步骤2:启动冲击器及注浆泵,冲击器带动转轴转动,并同时施加钻孔的冲击力,钻孔的同时,注浆泵工作,将浆料通过注浆管注入第二空腔,进而通过注浆孔进入第一空腔,启动冲击器及注浆泵,冲击器带动转轴转动,并同时施加钻孔力,钻孔的同时,注浆泵工作,将浆料通过注浆管注入第二空腔,进而通过注浆孔进入第一空腔,通过第一空腔进入中空的自进式锚杆,然后进入钻成的孔内,完成注浆,钻孔、杆体下放及注浆实现了同步进行。
所述步骤1中,转轴的端部预留一个键槽,安装不同内径的轴头,不同的轴头安装与其相应的锚杆,完成不同直径锚杆的下放工作。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具,其特征在于,包括冲击器,所述冲击器上安装于转轴一端,所述转轴内部具有第一空腔,所述转轴上具有注浆轴段,注浆轴段上具有多个与所述第一空腔相连通的注浆孔,所述注浆轴段上可转动的连接有注浆机构,用于通过注浆孔向转轴内部的第一空腔进行注浆,所述转轴的另一端具有键槽,用于连接不同内径的轴头;
所述转轴通过花键连接的形式与冲击器的冲击气缸连接;
所述注浆轴段上具有四个对称分布的注浆孔;
所述注浆机构包括通过上轴承及下轴承安装于注浆轴段上的注浆箱,所述注浆箱包括可拆卸连接的上轴承端箱体、注浆部箱体及下轴承端箱体,所述注浆部箱体与注浆轴段之间具有容纳浆料的第二空腔,所述注浆孔与第二空腔相连通,所述注浆部箱体的侧圆周表面连接有注浆管,所述注浆管与注浆泵连接;
所述上轴承端箱体与注浆部箱体之间、下轴承端箱体与注浆部箱体之间设置密封垫,防止浆料从第二空腔中泄露出,损坏轴承;
所述上轴承内圈利用轴套及转轴上的轴肩结构进行轴向固定,下轴承内圈利用尼龙垫圈及安装于转轴上的限位盘进行轴向固定,所述上轴承及下轴承的外圈均用卡环进行轴向固定。
2.如权利要求1所述的一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具,其特征在于,所述上轴承及下轴承与注浆轴段采用过盈配合进行连接。
3.如权利要求1所述的一种针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具,其特征在于,所述限位盘由两个半圆环型的卡盘组装而成,两个半圆环型的卡盘通过螺纹连接进行固定。
4.一种权利要求1-3任一项所述的针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将自进式锚杆通过轴头安装在转轴上;
步骤2:步骤2:启动冲击器及注浆泵,冲击器带动转轴转动,并同时施加钻孔力,钻孔的同时,注浆泵工作,将浆料通过注浆管注入第二空腔,进而通过注浆孔进入第一空腔,通过第一空腔进入中空的自进式锚杆,然后进入钻成的孔内,完成注浆。
5.如权利要求4所述的针对复杂地层的自进式锚杆施工专用机具的使用方法,其特征在于,所述步骤1中,转轴的端部预留一个键槽,安装不同内径的轴头,不同的轴头安装与其相应的锚杆,完成不同规格锚杆的下放工作。
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