CN111910629A - 一种砂浆锚杆施工设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种砂浆锚杆施工设备及施工方法，属于锚杆施工领域，包括机体，机体上设置有工作台，工作台上位于工作台的一侧设置有钻杆，工作台上设置有用于驱动钻杆钻进的钻进装置和用于注浆的注浆装置，工作台上位于远离钻杆的一侧设置有夹持环，夹持环用于夹持锚杆，夹持环沿工作台的长度方向滑动连接于工作台上，工作台上设置有用于驱动夹持环移动的驱动装置，机体上设置有支撑台，工作台沿垂直于工作台的长度方向滑动连接于支撑台上，支撑台上设置有移动组件，移动组件用于带动工作台移动使得锚杆对准锚孔的位置，本发明具有便于控制锚杆插入速度且节省人力的效果。

Description

一种砂浆锚杆施工设备及施工方法

技术领域

本发明涉及锚杆施工的技术领域，尤其是涉及一种砂浆锚杆施工设备及施工方法。

背景技术

砂浆锚杆是指使用水泥砂浆作为锚固剂的锚杆。此类锚杆安装简便，成本较低廉，多用于岩石构造较完整的边坡保护或者临时锚固的地点，传统的砂浆锚杆支护施工中，通常采用“先注浆后插杆”的锚杆注浆方式，即先将注浆管伸入锚孔底，再人工拔管后退的方式灌注，然后再将锚杆插入至锚孔内即可。

现有的申请公布号为CN107447755A的中国专利公开了一种锚杆设备及锚杆钻孔施工方法，包括由若干个首尾依次相连的钻杆组成的钻杆主管，钻杆主管的外侧连接有叶片，钻杆主管内设有中空注浆通道，所述钻杆主管的一端连接有钻头，钻杆主管与钻头的连接处和若干个钻杆首尾依次相连的连接处均设有密封垫，钻头上设有注浆孔，注浆孔的外侧设有与所述注浆孔相配合的注浆孔保护盖，注浆孔保护盖与钻头连接。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在利用该锚杆设备钻孔并注浆后，还需要施工人员插入锚杆，但是人工插入锚杆时速度无法控制，锚杆插入过快或过慢都会影响到锚杆最终的锚固效果，且浪费了人力。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种便于控制锚杆插入速度且节省人力的砂浆锚杆施工设备。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种砂浆锚杆施工设备，包括机体，所述机体上设置有工作台，所述工作台上位于工作台的一侧设置有钻杆，所述工作台上设置有用于驱动钻杆钻进的钻进装置和用于注浆的注浆装置，所述工作台上位于远离钻杆的一侧设置有夹持环，所述夹持环用于夹持锚杆，所述夹持环沿工作台的长度方向滑动连接于工作台上，所述工作台上设置有用于驱动夹持环移动的驱动装置，所述机体上设置有支撑台，所述工作台沿垂直于工作台的长度方向滑动连接于支撑台上，所述支撑台上设置有移动组件，所述移动组件用于带动工作台移动使得锚杆对准锚孔的位置。

通过采用上述技术方案，在进行砂浆锚杆的施工时，将机体移动到将要施工的位置，调整工作台的角度，并使钻杆与设计的锚孔位置对应，启动钻进装置使钻杆进行钻进，从而钻出锚孔，在钻杆钻进至设计深度后，启动注浆装置朝向锚孔内注浆，同时使钻杆退出锚孔，注浆过程中，施工人员将锚杆置于工作台，并利用夹持环进行固定，在注浆完成后，启动移动组件使工作台移动，从而使锚杆与锚孔的位置对齐，启动驱动装置，驱动装置会带动夹持环移动，从而带动锚杆插入至锚孔内，在锚杆插入后，再松懈锚杆与夹持环即可，如此便实现了锚杆的插入，且无需人工插入，使得锚杆的插入速度更加均匀，减少了出现锚杆插入过快或过慢的情况，同时节省了人力，使得砂浆锚杆的施工更加方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述工作台上位于夹持环所在的位置开设有滑槽，所述滑槽沿着工作台的长度方向开设，所述夹持环上设置有滑动连接于滑槽内的滑块，所述驱动装置包括转动连接于滑槽内的螺纹丝杠，所述螺纹丝杠沿着滑槽的长度方向设置，所述滑块螺纹套接于螺纹丝杠上，所述工作台上设置有用于驱动螺纹丝杠转动的电机。

通过采用上述技术方案，在进行锚杆的插入时，启动电机，电机会带动螺纹丝杠转动，此时滑块由于位于滑槽内，滑块不能跟随螺纹丝杠转动，且滑块螺纹连接于螺纹丝杠上，因此滑块会在螺纹丝杠上沿着螺纹丝杠的长度方向移动，从而使得夹持环带动锚杆沿着工作台的长度方向移动，使得锚杆被插入至锚孔内，且螺纹丝杠结构简单，更便于使用和维护。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹持环包括第一夹持板和第二夹持板，所述第二夹持板固定连接在滑块上，所述第一夹持板铰接设置在滑块上，所述第一夹持板上且位于铰接处设置有扭簧，所述扭簧的两端分别与第一夹持板和滑块固定连接。

通过采用上述技术方案，在固定锚杆时，首先朝向远离第二夹持板的方向转动第一夹持板，随后将锚杆置于第一夹持板和第二夹持板之间，第一夹持板在转动时会带动扭簧转动，使扭簧产生弹性，从而使得第一夹持板紧抵在锚杆上，从而将锚杆固定于第一夹持板和第二夹持板之间。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一夹持板远离滑块的一侧设置有延伸部，所述工作台上且位于远离机体的一端设置有抵接部，所述滑块移动至抵接部的位置时，所述延伸部与抵接部抵接，所述抵接部与延伸部抵接的面呈弧形。

通过采用上述技术方案，滑块在带动夹持环移动到抵接部的位置后，第一夹持板上的延伸部会与抵接部抵接，由于抵接板与延伸部抵接的面呈弧形，在第一夹持板继续移动的情况下，第一夹持板便会朝向远离第二夹持板的位置发生转动，从而使得夹持环与锚杆松懈，如此使得在锚杆完全插入后，夹持环可以与锚杆自动脱离，无需人工去松开夹持环和锚杆，进一步方便了砂浆锚杆的施工。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述工作台上且位于抵接部所在的位置设置有支撑块，所述支撑块上开设有限位槽。

通过采用上述技术方案，在放置锚杆时，将锚杆的一端与夹持环固定，另一端则置于支撑块上的限位槽内，限位槽可以对锚杆的位置进行限制，从而避免锚杆在插入过程中位置发生偏移，使得锚杆可以更好地插入至锚孔中。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一夹持板和第二夹持板设置为弧形板。

通过采用上述技术方案，将第一夹持板和第二夹持板设置为弧形板，增加了第一夹持板和第二夹持板与锚杆之间的接触面积，使得夹持环可以更好地固定住锚杆。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述支撑台上沿着支撑台的长度方向间隔开设有多个固定槽，所述工作台上设置有与每个固定槽对应的固定块，所述固定块滑动连接于固定槽内，所述移动组件包括设置在支撑台上的多个电缸，多个所述电缸的驱动端与工作台固定连接。

通过采用上述技术方案，在注浆完成后，启动电缸，电缸则会带动工作台横向移动，使得锚杆对齐到锚孔的位置，从而进行锚杆的插入，而固定槽和固定块的设置可以对工作台的移动进行导向。

本发明的第二目的是提供一种便于控制锚杆插入速度且节省人力的砂浆锚杆施工方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种砂浆锚杆施工方法，包括所述的砂浆锚杆施工设备，包括如下步骤：

S1:钻进锚孔，使机体就位，并调整工作台的角度，启动钻进装置使钻杆开始钻进，并钻进至设计深度；

S2：利用注浆装置朝向锚孔内注入砂浆，同时在注浆过程中使钻杆退出锚孔；

S3：在注浆过程中，将锚杆置于工作台上，并利用夹持环进行固定；

S4：在注浆完成后，利用移动组件使工作台移动，使锚杆与锚孔的位置对齐；

S5：启动驱动装置使夹持环移动，使夹持环带动锚杆插入至锚孔内；

S6：使夹持环与工作台回位，移动机体，重复S1-S5进行下个砂浆锚杆的施工。

通过采用上述方案，利用工作台上的钻进装置和注浆装置可以完成锚孔的钻出与注浆，而后将锚杆置于夹持环上，利用驱动装置带动夹持环移动，从而将锚杆插入到锚杆中，利用驱动装置可以保证锚杆插入的速度均匀，同时无需人工插入锚杆，节省了人力，提高了砂浆锚杆施工的便利性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在工作台上设置夹持环，将锚杆置于夹持环上后，再利用驱动装置带动夹持环移动即可将锚杆插入至锚孔内，如此便实现了锚杆的插入，且代替人工插入后可以保证锚杆插入的速度均匀，同时节省了人力，使得砂浆锚杆的施工更方便；

2.通过螺纹丝杠和滑块的组合实现了夹持环在工作台上的移动，且螺纹丝杠结构简单，更便于使用和维护；

3.通过在夹持环的第一夹持板上设置延伸部，在工作台上设置抵接部，并且将抵接部设置为弧形，在夹持环移动到抵接部的位置后，延伸部与抵接部抵接使得第一夹持板转动，从而使得夹持环可以与锚杆脱离，无需人工去松懈夹持环与锚杆，进一步方便了砂浆锚杆的施工。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例用于展示夹持环的部分结构示意图；

图3是本发明实施例用于展示抵接部的部分结构示意图；

图4是本发明实施例爆炸支撑台和工作台后的部分爆炸结构示意图。

图中，1、机体；2、工作台；21、滑槽；22、螺纹丝杠；23、电机；24、抵接部；25、支撑块；251、限位槽；26、固定块；3、支撑台；31、固定槽；32、容纳槽；33、电缸；4、钻杆；5、夹持环；51、第一夹持板；511、扭簧；512、延伸部；52、第二夹持板；53、滑块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参照图1，为本发明公开的一种砂浆锚杆施工设备，包括机体1，机体1上设置有支撑台3，支撑台3上设置有工作台2，工作台2沿垂直于工作台2的长度方向滑动连接于支撑台3上，机体1与支撑台3之间设置有支撑臂以及液压驱动缸，工作台2上位于工作台2的一侧设置有钻杆4，钻杆4为中空的钻杆4，工作台2上设置有钻进装置和注浆装置（图中未示出），钻进装置用于使钻杆4钻出锚孔，注浆装置则用于通过钻杆4朝向锚孔内注浆，如此可以完成砂浆锚杆的初步施工，支撑台3上设置有移动组件，移动组件用于带动工作台2移动使得锚杆对准锚孔的位置。

参照图1和图2，工作台2上位于远离钻杆4一侧的侧壁上设置有用于夹持锚杆的夹持环5，夹持环5沿工作台2的长度方向滑动连接于工作台2上，工作台2的侧壁上沿着工作台2的长度方向开设有滑槽21，夹持环5上设置有滑动连接于滑槽21内的滑块53，工作台2上设置有驱动装置，驱动装置可以带动夹持环5移动。

在钻孔注浆完成后，将锚杆通过夹持环5固定，启动移动组件使工作台2横向移动，从而使锚杆与锚孔的位置对齐，再启动驱动装置，驱动装置会驱动夹持环5移动，夹持环5会带动滑块53在滑槽21内移动，同时夹持环5会带动锚杆移动，使锚杆插入至锚孔内，通过驱动装置可以控制锚杆插入的速度，并且节省了人力。

参照图1和图2，驱动装置包括沿着滑槽21长度方向转动连接于滑槽21内的螺纹丝杠22，滑块53螺纹套接于螺纹丝杠22上，工作台2上设置有电机23，电机23的输出轴与螺纹丝杠22的一端同轴连接；启动电机23驱动螺纹丝杠22转动，此时滑块53由于位于滑槽21内，滑块53不能跟随螺纹丝杠22转动，且滑块53螺纹套接于螺纹丝杠22上，因此滑块53会在螺纹丝杠22上沿着螺纹丝杠22的长度方向移动，从而带动夹持环5移动，再插入锚杆后，启动电机23反转，即可使夹持环5回到初始位置，且螺纹丝杠22结构简单，更便于使用和维护。

在本实施例中，驱动装置为螺纹丝杠22，在其他实施例中，也可以采用链条结构，即在工作台2两端设置链轮，在链轮上上设置链条，并将滑块53与链条固定连接。

参照图2，夹持环5包括第一夹持板51和第二夹持板52，第一夹持板51和第二夹持板52均为弧形板，弧形板可以增加夹持环5与锚杆之间的接触面积，提高固定效果，第二夹持板52固定连接在滑块53上，而第一夹持板51铰接设置在滑块53上，且第一夹持板51上且位于铰接处设置有扭簧511，扭簧511的两端分别与第一夹持板51和滑块53固定连接；为了进一步提高夹持稳定性，在第一夹持板51和第二夹持板52上设置有橡胶条（图中未示出）。

在夹持锚杆时，使第一夹持板51朝向远离第二夹持板52的方向转动，使得扭簧511转动，扭簧511转动后会产生弹性，在将锚杆置于第一夹持板51和第二夹持板52之间后，扭簧511便会带动第一夹持板51回转，从而使第一夹持板51和第二夹持板52紧抵在锚杆上，从而将锚杆夹紧。

参照图2和图3，为了实现夹持环5与锚杆自动脱离，在第一夹持板51远离滑块53的一侧上一体设置有延伸部512，而工作台2上且位于远离机体1的一端设置有抵接部24，在滑块53移动至抵接部24的位置时，延伸部512与抵接部24抵接，且抵接部24与延伸部512抵接的面呈弧形，使得滑块53继续移动时，延伸部512则会沿着弧形的抵接部24移动，从而使得第一夹持板51通过铰接处转动，此时第一夹持板51脱离锚杆，使得锚杆在插入后即可和夹持环5自动脱离，无需施工人员去手动松开夹持环5，进一步方便了砂浆锚杆的施工。

参照图1和图3，为了防止锚杆在移动过程中发生位置偏移，在工作台2上且位于抵接部24所在的位置固定连接有支撑块25，支撑块25上开设有限位槽251，锚杆则位于限位槽251内。

参照图1和图4，支撑台3上沿着支撑台3的两端开设有固定槽31，固定槽31沿着垂直于支撑台3的长度方向开设，工作台2上固定连接有分别滑动连接于两侧固定槽31内的固定块26，移动组件包括设置在支撑台3上的多个电缸33，支撑台3上开设有容纳槽32，电缸33位于容纳槽32内，且多个电缸33的驱动端均与工作台2固定连接，利用固定槽31和固定块26可以实现工作台2的滑动，而利用电缸33则可以带动工作台2移动，从而锚杆与锚孔对齐。

本实施例的实施原理为：在进行砂浆锚杆的施工时，将机体1移动到将要施工的位置，调整工作台2的角度，并使钻杆4与设计的锚孔位置对应，启动钻进装置使钻杆4进行钻进，从而钻出锚孔，在钻杆4钻进至设计深度后，启动注浆装置朝向锚孔内注浆，同时使钻杆4退出锚孔，注浆过程中，施工人员将锚杆置于工作台2上，并利用夹持环5进行固定，在注浆完成后，启动电缸33使工作台2移动，使锚杆与锚孔的位置对齐，随后启动电机23，电机23会驱动螺纹丝杠22转动，此时由于滑块53位于滑槽21内且滑块53与螺纹丝杠22螺纹连接，因此滑块53会在螺纹丝杠22上沿着螺纹丝杠22的长度方向移动，滑块53则会带动夹持环5移动，从而带动锚杆插入至锚孔内，在夹持环5移动到抵接部24的位置后，第一夹持板51的延伸部512与抵接部24抵接使得第一夹持板51转动，从而使得锚杆与夹持环5自动脱离，如此便实现了锚杆的插入，且利用驱动装置代替了人工，使得锚杆的插入速度更加均匀，减少了出现锚杆插入过快或过慢的情况，同时节省了人力，使得砂浆锚杆的施工更加方便。

实施例二

一种砂浆锚杆施工方法，包括所述的砂浆锚杆施工设备，包括如下步骤：

S1:钻进锚孔，使机体1就位，并调整工作台2的角度，启动钻进装置使钻杆4开始钻进，并钻进至设计深度；

S2：利用注浆装置朝向锚孔内注入砂浆，同时在注浆过程中使钻杆4退出锚孔；

S3：在注浆过程中，将锚杆置于工作台2上，并利用夹持环5进行固定；

S4：在注浆完成后，利用电缸33使工作台2移动，使锚杆与锚孔的位置对齐；

S5：启动电机23带动螺纹丝杠22转动，使得夹持环5移动，使夹持环5带动锚杆插入至锚孔内；

S6：使夹持环5与工作台2回位，移动机体1，重复S1-S5进行下个砂浆锚杆的施工。

通过驱动装置带动夹持环5移动，使夹持环5带动锚杆插入，使得锚杆插入速度可以得到控制，且无需人工插入，节省了人力，提高了砂浆锚杆施工的便利性。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种砂浆锚杆施工设备，包括机体(1)，所述机体(1)上设置有工作台(2)，所述工作台(2)上位于工作台(2)的一侧设置有钻杆(4)，所述工作台(2)上设置有用于驱动钻杆(4)钻进的钻进装置和用于注浆的注浆装置，其特征在于：所述工作台(2)上位于远离钻杆(4)的一侧设置有夹持环(5)，所述夹持环(5)用于夹持锚杆，所述夹持环(5)沿工作台(2)的长度方向滑动连接于工作台(2)上，所述工作台(2)上设置有用于驱动夹持环(5)移动的驱动装置，所述机体(1)上设置有支撑台(3)，所述工作台(2)沿垂直于工作台(2)的长度方向滑动连接于支撑台(3)上，所述支撑台(3)上设置有移动组件，所述移动组件用于带动工作台(2)移动使得锚杆对准锚孔的位置。

2.根据权利要求1所述的一种砂浆锚杆施工设备，其特征在于：所述工作台(2)上位于夹持环(5)所在的位置开设有滑槽(21)，所述滑槽(21)沿着工作台(2)的长度方向开设，所述夹持环(5)上设置有滑动连接于滑槽(21)内的滑块(53)，所述驱动装置包括转动连接于滑槽(21)内的螺纹丝杠(22)，所述螺纹丝杠(22)沿着滑槽(21)的长度方向设置，所述滑块(53)螺纹套接于螺纹丝杠(22)上，所述工作台(2)上设置有用于驱动螺纹丝杠(22)转动的电机(23)。

3.根据权利要求2所述的一种砂浆锚杆施工设备，其特征在于：所述夹持环(5)包括第一夹持板(51)和第二夹持板(52)，所述第二夹持板(52)固定连接在滑块(53)上，所述第一夹持板(51)铰接设置在滑块(53)上，所述第一夹持板(51)上且位于铰接处设置有扭簧(511)，所述扭簧(511)的两端分别与第一夹持板(51)和滑块(53)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种砂浆锚杆施工设备，其特征在于：所述第一夹持板(51)远离滑块(53)的一侧设置有延伸部(512)，所述工作台(2)上且位于远离机体(1)的一端设置有抵接部(24)，所述滑块(53)移动至抵接部(24)的位置时，所述延伸部(512)与抵接部(24)抵接，所述抵接部(24)与延伸部(512)抵接的面呈弧形。

5.根据权利要求4所述的一种砂浆锚杆施工设备，其特征在于：所述工作台(2)上且位于抵接部(24)所在的位置设置有支撑块(25)，所述支撑块(25)上开设有限位槽(251)。

6.根据权利要求2所述的一种砂浆锚杆施工设备，其特征在于：所述第一夹持板(51)和第二夹持板(52)设置为弧形板。

7.根据权利要求1所述的一种砂浆锚杆施工设备，其特征在于：所述支撑台(3)上沿着支撑台(3)的长度方向间隔开设有多个固定槽(31)，所述工作台(2)上设置有与每个固定槽(31)对应的固定块(26)，所述固定块(26)滑动连接于固定槽(31)内，所述移动组件包括设置在支撑台(3)上的多个电缸(33)，多个所述电缸(33)的驱动端与工作台(2)固定连接。

8.一种砂浆锚杆施工方法，包括如权利要求1所述的砂浆锚杆施工设备，其特征在于，包括如下步骤：

S1:钻进锚孔，使机体(1)就位，并调整工作台(2)的角度，启动钻进装置使钻杆(4)开始钻进，并钻进至设计深度；

S2：利用注浆装置朝向锚孔内注入砂浆，同时在注浆过程中使钻杆(4)退出锚孔；

S3：在注浆过程中，将锚杆置于工作台(2)上，并利用夹持环(5)进行固定；

S4：在注浆完成后，利用移动组件使工作台(2)移动，使锚杆与锚孔的位置对齐；

S5：启动驱动装置使夹持环(5)移动，使夹持环(5)带动锚杆插入至锚孔内；

S6：使夹持环(5)与工作台(2)回位，移动机体(1)，重复S1-S5进行下个砂浆锚杆的施工。

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