CN112049671A - 一种自进式的中空注浆膨胀锚杆及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自进式的中空注浆膨胀锚杆及其施工方法，锚杆包括中空的注浆锚杆体，注浆锚杆体的一端设置有自进式钻头，钻头的出浆口与注浆锚杆体的注浆通道相连通；注浆锚杆体的注浆通道内设置有内拉杆；注浆锚杆体的外杆体上设置有多个板形倒钩和多个注浆孔；每个板形倒钩一端通过铰接装置与外杆体连接，另一端连接有一连杆和一弹簧，连杆另一端穿过一注浆孔与内拉杆连接；弹簧另一端与所述外杆体连接；钻孔时，板形倒钩与外杆体接触；拉动所述内拉杆后，所述板形倒钩与外杆体之间形成夹角。该中空注浆膨胀锚杆在隧道及地下空间工程加固领域上可进行钻孔膨胀注浆为一体的加固锚杆，用于增加锚杆的粘结力和锚固力，增强了加固效果。

Description

一种自进式的中空注浆膨胀锚杆及其施工方法
技术领域
本发明涉及隧道及地下空间工程加固领域，特别涉及一种自进式的中空注浆膨胀锚杆及其施工方法。
背景技术
随着开挖技术、锚喷支护技术、地层改良技术的研究应用和发展，隧道工作者研究出多种稳定辅助措施，从而使得现代隧道施工的开挖和支护变得更简捷、及时、有效、彻底，也更具有预防性和安全性。
然而，由于注浆锚杆多为柱状结构，锚固后轴向拉力不够会造成锚固效果不佳的问题。由于注浆锚杆主要承受拉力作用，水泥砂浆凝固后，它的抗拉能力远低于抗压能力，在稳定性差的土体当中，支护效果不宜保证，为此需要增加锚杆与土的接触面积以及锚杆的抗拉拉能力防止土体坍塌。
发明内容
为解决现有技术中注浆锚杆锚固效果不佳的问题，本发明目的是提供一种自进式的中空注浆膨胀锚杆及其施工方法，该中空注浆膨胀锚杆在隧道及地下空间工程加固领域上可进行钻孔膨胀注浆为一体的加固锚杆，用于增加锚杆的粘结力和锚固力，增强了加固效果。
一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，包括中空的注浆锚杆体，所述注浆锚杆体的一端设置有自进式钻头，所述钻头的出浆口与注浆锚杆体的注浆通道相连通；所述注浆锚杆体的注浆通道内设置有内拉杆；
所述注浆锚杆体的外杆体上设置有多个板形倒钩和多个注浆孔；每个所述板形倒钩一端通过铰接装置与外杆体连接，另一端连接有一连杆和一弹簧，所述连杆另一端穿过一注浆孔与内拉杆连接；所述弹簧另一端与所述外杆体连接；
钻孔时，所述板形倒钩与外杆体接触；拉动所述内拉杆后，所述板形倒钩与外杆体之间形成夹角。
作为本发明的进一步改进，所述弹簧为拉簧。
作为本发明的进一步改进，多个所述板形倒钩成十字分布在所述外杆体上，且板形倒钩沿外杆体轴向设置有多组。
作为本发明的进一步改进，所述板形倒钩上设置弹簧一端靠近钻头一侧。
作为本发明的进一步改进，所述外杆体外壁为波纹结构。
作为本发明的进一步改进，还包括止浆塞、锚垫板和螺母，所述止浆塞连接在所述注浆锚杆体端部，所述锚垫板通过所述螺母与止浆塞连接。
作为本发明的进一步改进，还包括阀门，所述阀门与内拉杆连接。
一种自进式的中空注浆膨胀锚杆的施工方法，包括以下步骤：
将注浆锚杆体安装在钻机上，开启钻机，利用转动的注浆锚杆体，使钻头在指定的施工场地进行钻孔；
钻孔完成后，拉动内拉杆，通过铰接装置的转动，使得板形倒钩与外杆体之间形成角度；
向注浆锚杆体内注入水泥砂浆，注浆时水泥砂浆通过钻头和注浆孔喷出，填空注浆锚杆体周围的钻孔和地层裂隙，使注浆锚杆体与周围土质凝固成一体。
本发明与现有技术相比具有以下技术效果：
本发明的自进式膨胀注浆锚杆，利用钎尾连接器将注浆锚杆体安装在钻机上，开启钻机，利用转动的注浆锚杆体，使钻头在指定的施工场地进行钻孔，钻孔完成后，通过拉动内拉杆，就在内拉杆的拉力作用下，通过铰接装置的转动，将力传递给板形倒钩，使得板形倒钩与外杆体之间具有一定的角度；用水泥砂浆通过注浆锚杆体向孔内注浆。注浆时浆液通过中空锚杆从钻头喷出，填空锚杆周围的钻孔和地层裂隙，使锚杆与周围土质凝固成一体，形成钢管水泥柱，起到加固的作用。这种自进式膨胀型注浆加固锚杆，可实现挤土、注浆、锚固、膨胀的多重加固效果，因此能从钻孔开始就达到了支护效果，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明所提供自进式中空注浆膨胀锚杆在使用前的示意图；
图2为本发明所提供自进式中空注浆膨胀锚杆在使用后的示意图；
其中，1-钻头、2-内拉杆、3-弹簧、4-外杆体、5-止浆塞、6-锚垫板、7-铰接装置、8-板形倒钩、9-阀门、10-螺母、11-连杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1和图2所述，本发明一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，包括中空的注浆锚杆体，所述注浆锚杆体的一端设置有自进式钻头1，所述钻头1的出浆口与注浆锚杆体的注浆通道相连通；所述注浆锚杆体的注浆通道内设置有内拉杆2；
所述注浆锚杆体的外杆体4上设置有多个板形倒钩8和多个注浆孔；每个所述板形倒钩8一端通过铰接装置7与外杆体4连接，另一端连接有一连杆11和一弹簧3，所述连杆11另一端穿过一注浆孔与内拉杆2连接；所述弹簧3另一端与所述外杆体4连接；
钻孔时，所述板形倒钩8与外杆体4接触；拉动所述内拉杆2后，所述板形倒钩8与外杆体4之间形成夹角。
自进式注浆锚杆，它是将锚杆与小导管注浆相合的一种支护措施。它在小导管的前端焊接了一个简易的一次性钻头，从而钻孔和定管同时完成，对于可以采用水泥浆的地层，它改用水泥砂浆压注，可降低造价，外管体采用波纹外形，以增加粘结力和锚固力，增强了加固效果。
优选的，所述弹簧3为拉簧。所述外杆体4外壁为波纹结构。
还包括止浆塞5、锚垫板6和螺母10，所述止浆塞5连接在所述注浆锚杆体端部，所述锚垫板6通过所述螺母10与止浆塞5连接。
还包括阀门9，所述阀门9与内拉杆2连接。
为了更清楚地说明本发明，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
实施例
如图1和图2所示，本发明一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，包括钻头1、内拉杆2、弹簧3、外杆体4、止浆塞5、锚垫板6、铰接装置7、板形倒钩8、阀门9及螺母10。
中空的注浆锚杆体的一端连有自进式钻头1，钻头1的出浆口与注浆锚杆体的注浆通道相连，注浆锚杆体外表面设置有成十字分布的板形倒钩8，注浆锚杆体径向加工有多个与注浆通道相通的注浆孔，内拉杆2与板形倒钩8之间的连杆11通过注浆孔，另一端连接有注浆装置，所述的注浆锚杆体后杆上安装有止浆塞5，所述的止浆塞5与锚垫板6、螺母10连接。
通过阀门9施加拉力拉动内拉杆2，在内拉杆2的拉力作用下，通过铰接装置7的转动，将力传递给板形倒钩8，使得板形倒钩8与外杆体4之间具有一定的角度。用水泥砂浆通过注浆锚杆体向孔内注浆。浆液通过中空锚杆从钻头1与注浆孔喷出，填空锚杆周围的钻孔和地层裂隙，使锚杆与周围土质凝固成一体，形成钢管水泥柱，起到加固的作用。
另外，由于板形倒钩8前端通过弹簧3与外杆体4连接，弹簧3对内拉杆2施加的反作用力，相当于对阀门9施加预应力，预应力通过锚垫板6传递到土体产生挤压，对土体有加固作用。
内拉杆2与外杆体4共同形成受拉装置，增加了锚杆的抗拉性能。
本发明具体使用方法，包括以下步骤：
一、利用钎尾连接器将注浆锚杆体安装在钻机上，开启钻机，利用转动的注浆锚杆体，使钻头1在指定的施工场地进行钻孔。
二、钻孔完成后，依次设置止浆塞5，锚垫板6，拧紧螺母10；
三、通过阀门9拉动内拉杆2，就在内拉杆2的拉力作用下，通过铰接装置7的转动，将力传递给板形倒钩8，使得板形倒钩8与外杆体4之间具有一定的角度。
四、用水泥砂浆通过注浆锚杆体向孔内注浆。注浆时浆液通过中空锚杆从钻头1喷出，填空锚杆周围的钻孔和地层裂隙，使锚杆与周围土质凝固成一体，形成钢管水泥柱，起到加固的作用。
五、在阀门9处增加锚垫板6，以抵抗弹簧3对内拉杆2的拉力，直到终凝为止。
综上所述，本发明涉及隧道及地下空间工程加固领域，为一种具有自进式的中空注浆膨胀锚杆，包括中空的杆体，所述注浆锚杆体的一端连有自进式钻头，钻头的出浆口与注浆锚杆体的注浆通道相连，注浆锚杆体外表面设置有成十字分布的板形倒钩，注浆锚杆体径向加工有多个与注浆通道相通的注浆孔，内拉杆与板形倒钩之间的连杆通过注浆口，另一端连接有注浆装置，所述的注浆锚杆体后杆上安装有止浆塞，所述的止浆塞与锚垫板、螺母连接。
以上披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (8)

1.一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，其特征在于，包括中空的注浆锚杆体，所述注浆锚杆体的一端设置有自进式钻头(1)，所述钻头(1)的出浆口与注浆锚杆体的注浆通道相连通；所述注浆锚杆体的注浆通道内设置有内拉杆(2)；
所述注浆锚杆体的外杆体(4)上设置有多个板形倒钩(8)和多个注浆孔；每个所述板形倒钩(8)一端通过铰接装置(7)与外杆体(4)连接，另一端连接有一连杆(11)和一弹簧(3)，所述连杆(11)另一端穿过一注浆孔与内拉杆(2)连接；所述弹簧(3)另一端与所述外杆体(4)连接；
钻孔时，所述板形倒钩(8)与外杆体(4)接触；拉动所述内拉杆(2)后，所述板形倒钩(8)与外杆体(4)之间形成夹角。
2.根据权利要求1所述的一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，其特征在于，所述弹簧(3)为拉簧。
3.根据权利要求1所述的一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，其特征在于，多个所述板形倒钩(8)成十字分布在所述外杆体(4)上，且板形倒钩(8)沿外杆体(4)轴向设置有多组。
4.根据权利要求1所述的一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，其特征在于，所述板形倒钩(8)上设置弹簧(3)一端靠近钻头(1)一侧。
5.根据权利要求1所述的一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，其特征在于，所述外杆体(4)外壁为波纹结构。
6.根据权利要求1所述的一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，其特征在于，还包括止浆塞(5)、锚垫板(6)和螺母(10)，所述止浆塞(5)连接在所述注浆锚杆体端部，所述锚垫板(6)通过所述螺母(10)与止浆塞(5)连接。
7.根据权利要求1所述的一种自进式的中空注浆膨胀锚杆，其特征在于，还包括阀门(9)，所述阀门(9)与内拉杆(2)连接。
8.权利要求1至7任意一项所述的一种自进式的中空注浆膨胀锚杆的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
将注浆锚杆体安装在钻机上，开启钻机，利用转动的注浆锚杆体，使钻头(1)在指定的施工场地进行钻孔；
钻孔完成后，拉动内拉杆(2)，通过铰接装置(7)的转动，使得板形倒钩(8)与外杆体(4)之间形成角度；
向注浆锚杆体内注入水泥砂浆，注浆时水泥砂浆通过钻头(1)和注浆孔喷出，填空注浆锚杆体周围的钻孔和地层裂隙，使注浆锚杆体与周围土质凝固成一体。
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