CN109236338A - 注浆型自膨胀锚杆结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种注浆型自膨胀锚杆结构,属于岩体加固技术领域,包括中空注浆杆体和侧向膨胀装置,中空注浆杆体的注浆段的一端同轴连接锚固段,另一端设有止浆帽,注浆段设有导流孔和多个与导流孔连通的注浆孔;侧向膨胀装置包括堵浆托盘、滑筒、多个侧向伸缩膨胀单元和多根拉索,堵浆托盘和滑筒滑动分设在注浆段的两端,多个侧向伸缩膨胀单元两端分别连接堵浆托盘和滑筒,多根拉索一端连接滑筒,另一端穿过贯通孔,借助施加给拉索的外力,侧向伸缩膨胀单元沿注浆段轴向收缩并向外膨胀。本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构,既可以提升岩体的密实性,又可以使锚杆结构紧贴孔壁岩体,从而提升锚杆的锚固性能。
Description
技术领域
本发明属于岩体加固技术领域,更具体地说,是涉及一种注浆型自膨胀锚杆结构。
背景技术
在隧道和边坡工程中,锚杆已广泛应用于裂隙岩体的加固。在当前的锚杆锚固技术中,锚杆通常为实心的螺纹钢筋,通过在实心锚杆和钻孔的间隙注浆,待浆液凝固后,利用杆体表面螺纹与注浆体之间的摩擦力实现对裂隙岩体的加固。在工程实践中,此种锚固方式存在两个不足之处:(1)锚杆被注浆体包裹,两者之间的接触面有限,并未充分凝固形成一个整体,锚杆容易从注浆体中拔出;(2)由于钻孔卸荷的影响,孔壁岩体易形成松动圈,注浆体不能紧贴孔壁岩体,不能形成有效的锚固效应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注浆型自膨胀锚杆结构,以解决现有技术中存在的锚杆锚固性差的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种注浆型自膨胀锚杆结构,包括:
中空注浆杆体,包括注浆段,所述注浆段的一端同轴连接锚固段,另一端设有止浆帽,所述注浆段的轴向中心设有导流孔,其径向设有多个与所述导流孔连通的注浆孔;
侧向膨胀装置,包括堵浆托盘、滑筒、多个侧向伸缩膨胀单元和多根拉索,所述堵浆托盘装配在所述注浆段外部靠近所述锚固段的一端,所述滑筒滑动套装在所述注浆段外部靠近所述止浆帽的一端,多个所述侧向伸缩膨胀单元围绕所述注浆段的外部均布且两端分别连接所述堵浆托盘和所述滑筒,多根所述拉索位于所述注浆段和所述侧向伸缩膨胀单元之间,且其一端连接所述滑筒,另一端穿过所述堵浆托盘上对应设置的贯通孔,借助施加给所述拉索的外力,所述侧向伸缩膨胀单元沿所述注浆段轴向收缩并向外膨胀。
进一步地,沿所述注浆段的轴线方向设置有所述多组注浆孔,每一组中的所述注浆孔沿所述注浆段的同一径向截面均匀设置。
进一步地,所述多组注浆孔沿所述注浆段的轴线方向等间距设置。
进一步地,所述侧向伸缩膨胀单元包括多个钢拱架和连接相邻两个所述钢拱架的转动铰。
进一步地,所述钢拱架为向所述注浆段弓起的拱形结构。
进一步地,所述拱形结构为梯形,所述转动铰连接在相邻两个所述梯形对应的自由端。
进一步地,所述梯形为等腰梯形。
进一步地,所述注堵浆托盘的外端面设有环形凹槽,所述环形凹槽内配装有用于所述拉索穿过的多孔锚具,所述多孔锚具上的通孔与所述贯通孔一一对应且同轴。
进一步地,所述通孔处设有用于固定所述拉索的锚固件。
进一步地,所述锚固段设有外螺纹。
本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的有益效果在于:与现有技术相比,本发明注浆型自膨胀锚杆结构,借助施加拉索的外力,滑筒在拉索的牵引下往止浆帽方向移动,使侧向膨胀单元产生径向膨胀,挤压孔壁岩体,然后通过杆体内部注浆的方式,使杆体与注浆体充分连接成一个整体,可以有效防止锚杆从注浆体中拔出,同时,侧向膨胀装置可以对孔壁岩体施加挤压作用力,既可以提升岩体的密实性,又可以使锚杆结构紧贴孔壁岩体,从而提升锚杆的锚固性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的注浆型自膨胀锚杆结构的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的注浆型自膨胀锚杆结构的中空注浆杆体的剖面结构示意图;
图3为本发明实施例提供的注浆型自膨胀锚杆结构的侧向膨胀装置的结构示意图。
其中,图中各附图标记:
1-中空注浆杆体;2-侧向膨胀装置;3-堵浆托盘;4-多孔锚具;5-止浆帽;6-锚固段;7-注浆孔;8-导流孔;9-滑筒;10-拉索;11-转动铰;12-钢拱架;13-贯通孔;14-注浆段。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图3,现对本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构进行说明。所述注浆型自膨胀锚杆结构,包括中空注浆杆体1和侧向膨胀装置2,中空注浆杆体1包括注浆段14,注浆段14的一端同轴连接锚固段6,另一端设有止浆帽5,注浆段14的轴向中心设有导流孔8,其径向设有多个与导流孔8连通的注浆孔7;侧向膨胀装置2包括堵浆托盘3、滑筒9、多个侧向伸缩膨胀单元和多根拉索10,堵浆托盘3装配在注浆段14外部靠近锚固段6的一端,滑筒9滑动套装在注浆段14外部靠近止浆帽5的一端,多个侧向伸缩膨胀单元围绕注浆段14的外部均布且两端分别连接堵浆托盘3和滑筒9,多根拉索10位于注浆段14和侧向伸缩膨胀单元之间,且其一端连接所述滑筒9,另一端穿过堵浆托盘3上对应设置的贯通孔13,借助施加给拉索10的外力,侧向伸缩膨胀单元沿注浆段14轴向收缩并向外膨胀。
本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构,与现有技术相比,借助张拉设备施加拉索10拉力,滑筒9在拉索10的牵引下往止浆帽5方向移动,使侧向膨胀单元产生径向膨胀,挤压孔壁岩体,然后通过杆体内部注浆的方式,使杆体与注浆体充分连接成一个整体。本发明提供的锚杆结构既能通过杆体内部注浆使锚杆和注浆体连为一体,又能通过径向膨胀方式挤压岩体,提高岩体的密实性和锚杆自身的抗拔性能,为隧道和边坡的裂隙岩体加固提供一种有效手段。
其中,堵浆托盘3与中空注浆杆体1采用螺纹连接,堵浆托盘3用于封堵钻孔;锚固段6与注浆段14一体成型,或螺纹连接,锚固段6用于与钻孔底部锚固连接,止浆帽5用于封堵导流孔8,浆液从导流孔8注入,从注浆孔7喷射到外部,填充杆体和钻孔之间的缝隙,通过设置多个注浆孔7,加快喷浆的速度。
请一并参阅图1至图2,作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,沿注浆段14的轴线方向设置有多组注浆孔7,每一组中的注浆孔7沿注浆段14的同一径向截面均匀设置。通过在中空注浆杆体1均匀设置注浆孔7,使得浆液在钻孔内均匀喷射,提高锚固的效果。本实施例中,同一径向截面均匀设置三个注浆孔7,也可以设置两个、四个等。其中,注浆孔7也可以是沿中空注浆杆体1的外圆面行列均匀分布,不局限于本实施例所示。
请参阅图1,作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,多组注浆孔7沿注浆段14的轴线方向等间距设置,以提高锚固的效果。
参阅图1及图3,作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,侧向伸缩膨胀单元包括多个钢拱架12和连接相邻两个钢拱架12的转动铰11。相邻钢拱架12借助转动铰11转动连接,当拉索10张拉时,相邻的钢拱架12相互靠拢,使得侧向伸缩膨胀单元向外膨胀挤压钻孔,并伸入到钻孔壁内,提高锚固效果。
请参阅图1及图3,作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,钢拱架12为向注浆段14弓起的拱形结构。其转动铰11靠外侧,随着拉索10的向外张拉,转动铰11向外挤压,与转动铰11相连的两个边形成的夹角逐渐减小,便于转动铰11插入钻孔内壁。其中钢拱架12可采用不锈钢管或圆钢折弯制作。
请参阅图1,作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,拱形结构为梯形,转动铰11连接在相邻两个梯形对应的自由端。
参阅图1,作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,梯形为等腰梯形。
请参阅图1,作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,堵浆托盘3的外端面设有环形凹槽,环形凹槽内配装有用于拉索10穿过的多孔锚具4,多孔锚具4上的通孔与贯通孔13一一对应且同轴。拉索10穿过贯通孔13和通孔,借助于多孔锚具4,减少拉索10对堵浆托盘3的磨损,而多孔锚具4以便于更换,减少浪费,其中多孔锚具4和堵浆托盘3采用螺纹连接,多孔锚具4和杆体之间密封配合,也可以采用螺纹连接。
请参阅图1,作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,通孔处设有用于固定拉索10的锚固件。锚固件也便于注浆后封堵通孔,防止浆液从通孔外泄。
作为本发明提供的注浆型自膨胀锚杆结构的一种具体实施方式,锚固段6设有外螺纹,或为凸起锚固段外表面的凸起,或其他结构的防滑纹,以提高与其他物体的附着力。
利用本发明提供的锚杆结构加固岩体时,具体的实施步骤如下:
在预先设定的位置钻好锚固孔,孔径略大于侧向膨胀装置2收缩时锚杆结构的外径;
往孔底注入高强速凝树脂,并迅速将锚杆结构推至孔底,使中空注浆杆体1的锚固段6插入树脂中,通过外螺纹,加强树脂的附着力;
待锚固段树脂凝固后,拧动堵浆托盘3,使其紧贴锚固孔的孔口;
对拉索10施加向外的拉力,迫使侧向收缩膨胀单元压缩并对孔壁岩体施加侧向挤压力,当拉索10受到的拉应力达到设计值时,利用多孔锚具4固定拉索;
通过导流孔8往中空注浆杆体1中注入浆液,待注浆完成后,拧紧止浆帽5。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于,包括:
中空注浆杆体(1),包括注浆段(14),所述注浆段(14)的一端同轴连接锚固段(6),另一端设有止浆帽(5),所述注浆段(14)的轴向中心设有导流孔(8),其径向设有多个与所述导流孔(8)连通的注浆孔(7);
侧向膨胀装置(2),包括堵浆托盘(3)、滑筒(9)、多个侧向伸缩膨胀单元和多根拉索(10),所述堵浆托盘(3)装配在所述注浆段(14)外部靠近所述锚固段(6)的一端,所述滑筒(9)滑动套装在所述注浆段(14)外部靠近所述止浆帽的一端,多个所述侧向伸缩膨胀单元围绕所述注浆段(14)的外部均布且两端分别连接所述堵浆托盘(3)和所述滑筒,多根所述拉索(10)位于所述注浆段(14)和所述侧向伸缩膨胀单元之间,且其一端连接所述滑筒(9),另一端穿过所述堵浆托盘(3)上对应设置的贯通孔(13),借助施加给所述拉索(10)的外力,所述侧向伸缩膨胀单元沿所述注浆段(14)轴向收缩并向外膨胀。
2.如权利要求1所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:沿所述注浆段(14)的轴线方向设置有多组所述注浆孔(7),每一组中的所述注浆孔(7)沿所述注浆段(14)的同一径向截面均匀设置。
3.如权利要求2所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:所述多组注浆孔(7)沿所述注浆段(14)的轴线方向等间距设置。
4.如权利要求1所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:所述侧向伸缩膨胀单元包括多个钢拱架(12)和连接相邻两个所述钢拱架的转动铰(11)。
5.如权利要求4所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:所述钢拱架(12)为向所述注浆段(14)弓起的拱形结构。
6.如权利要求5所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:所述拱形结构为梯形,所述转动铰(11)连接在相邻两个所述梯形对应的自由端。
7.如权利要求6所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:所述梯形为等腰梯形。
8.如权利要求1-7任一项所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:所述堵浆托盘(3)的外端面设有环形凹槽,所述环形凹槽内配装有用于所述拉索穿过的多孔锚具(4),所述多孔锚具(4)上的通孔与所述贯通孔(13)一一对应且同轴。
9.如权利要求8所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:所述通孔处设有用于固定所述拉索(10)的锚固件。
10.如权利要求1所述的注浆型自膨胀锚杆结构,其特征在于:所述锚固段(6)设有外螺纹。
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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