CN112112158A - 一种支护用异型孔注浆加固锚杆 - Google Patents
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Abstract
一种支护用异型孔注浆加固锚杆，包括掘进机构、扩孔机构、锚尾机构组成，在次轴上设置活动块及限位块，次轴上活动块和限位块之间设置为螺纹，活动块下端为带内螺旋的圆孔，次轴穿入圆孔且次轴上螺纹与活动块下端带内螺旋的圆孔协调工作，固定圆环前侧均匀设置四个活动块，固定圆环后侧均匀设置四个固定块，固定块与被动连杆通过转轴A转动连接，活动块与主动连杆通过转轴C转动连接，主动连杆另一端和被动连杆另一端通过转轴B转动连接；次轴转动带动活动块向前移动，同时通过主动连杆带动被动连杆呈现折叠状态，主轴转动带动主动连杆和被动连杆周向转动形成异性孔，依靠异性孔和劈裂注浆确保锚杆的锚固着力点牢固、可靠；大大提高支护效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种支护用异型孔注浆加固锚杆，特别适用于深基坑、边坡防护等支护领域支护。
背景技术
目前锚杆作为一种成本低、效果明显、现场施工便捷的支护手段广泛地应用于在围岩支护领域中。《山东煤炭科技》2014年第8期发表的“中空螺旋注浆锚杆在封堵高温高压砂岩含水层涌水中的应用”一文中，介绍了一种中空螺旋注浆锚杆，是由螺母、托盘、密封套、焊接丝管、焊管、注浆口、益浆口构成。该中空螺旋注浆锚杆的杆体呈螺旋丝杠结构，尾部焊接在无缝钢管上，加工有管螺纹。在高压作用下，注浆浆液通过管腔从空中溢出，被注入到涌水裂隙内固结，达到堵水目的。该注浆锚杆虽然可以通过高压浆液扩散到涌水裂隙内，但如果用于高应力条件下节理裂隙发育的岩体支护，注浆锚杆在施工后与围岩的轴向接触面积较小，无法对围岩形成一定的预应力加固作用。同时由于锚杆轴向与围岩接触面积较小，也大大的降低了锚杆的抗拉拔能力，致使在地压大的岩体支护中常常出现注浆锚杆在安装后不久整体被弹出的现象，从而导致安全事故。
CN107387141B提出一种自钻式差异注浆组合锚杆及其锚固方法，锚杆由钻头、注浆管、主轴、锚头机构和锚尾机构组成。锚头机构包括固定环、滑环、限位管、若干对被动连杆和主动连杆。锚头机构配合劈裂注浆可确保锚杆内锚端的稳定。锚尾机构包括锚盘、连接帽、弹簧和螺母；连接帽使注浆管和主轴协调变形，共同承载，弹簧使锚杆及时进入并长期处于主动支护状态。利用该组合锚杆可在软弱破碎围岩中进行钻孔，内锚端扩孔和劈裂注浆，以及其余段渗透注浆。注浆管以全长锚固的方式对其周围小范围的围岩进行锚固；主轴对包括注浆管锚固区在内的大范围围岩起到挤压加固作用，注浆管锚固区与主轴锚固区相互作用、协同承载，可提高支护效果。
在边坡支护中锚杆如何对支护岩体起到高强的预应力加固作用，又能增加锚杆自身的抗拔力，这是当下锚杆支护领域中急需解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有注浆锚杆在施工后存在与围岩的轴向接触面积小、锚杆抗拉拔能力小问题，而提供一种支护用异型孔注浆加固锚杆。
为实现本发明的上述目的，本发明一种支护用异型孔注浆加固锚杆采用以下技术方案实现：一种支护用异型孔注浆加固锚杆包括掘进机构、扩孔机构、锚尾机构组成，掘进机构包括钻头、主轴；扩孔机构包括固定圆环、次轴、被动连杆、主动连杆、主动连杆A、主动连杆B、螺纹、限位块、固定块、活动块、转轴A、转轴B、转轴C、刀带、内螺旋；锚尾机构包括锚盘、转盘、止浆塞、电机、注浆孔、排气孔、周向齿轮；钻头连接于主轴前段，固定圆环与主轴垂直固定连接，锚盘与主轴末端垂直活动连接，四个次轴与主轴平行且穿越固定圆环，固定圆环前侧均匀设置四个活动块，固定圆环后侧均匀设置四个固定块，固定块与被动连杆通过转轴A转动连接，活动块与主动连杆通过转轴C转动连接，主动连杆另一端和被动连杆另一端通过转轴B转动连接；所述锚盘与主轴末端垂直活动连接，锚盘上面设置注浆孔、排气孔，锚盘与孔口之间设置止浆塞，四个次轴末端周向设置为齿轮，四个次轴齿轮之间设置为周向齿轮的转盘，转盘后侧面设置周向齿轮，周向齿轮后端设置四个电机，电机固定在主轴周向表面上。
所述次轴上设置活动块及限位块，次轴上活动块和限位块之间设置为螺纹，活动块下端为内螺旋的圆孔，次轴穿入圆孔且次轴上螺纹与活动块下端内螺旋的圆孔协调工作。
进一步，所述被动连杆和主动连杆外侧固定焊接刀带。
进一步，所述被动连杆和主动连杆未工作时被动连杆与次轴角度为3度。
进一步，所述限位块至主动连杆侧固定圆环距离小于主动连杆长度。
进一步，所述固定圆环与固定圆环之间主轴和次轴为多根连接而成，固定圆环至孔口末端之间主轴和次轴为整根。
本发明的有益效果在于：
本发明一种支护用异型孔注浆加固锚杆采用以上技术方案后，具有以下有益效果：在次轴上设置活动块及限位块，次轴上活动块和限位块之间设置为螺纹，活动块下端为带内螺旋的圆孔，次轴穿入圆孔且次轴上螺纹与活动块下端带内螺旋的圆孔协调工作，固定圆环前侧均匀设置四个活动块，固定圆环后侧均匀设置四个固定块，固定块与被动连杆通过转轴A转动连接，活动块与主动连杆通过转轴C转动连接，主动连杆另一端和被动连杆另一端通过转轴B转动连接；次轴转动带动活动块向前移动，同时通过主动连杆带动被动连杆呈现折叠状态，主轴转动带动主动连杆和被动连杆周向转动达到扩孔状态。
附图说明
图1为本发明结构俯视图。
图2为本发明A-A断面剖面图。
图3为本发明二次膨胀结构俯视图。
图4为本发明二次膨胀A-A断面剖面图。
图5为本发明结构侧视图。
图6为B-B截面侧视图。
图中标记为：1-钻头；2-主轴；3-固定圆环；4-锚盘；5-转盘；6-次轴；7-被动连杆；8-主动连杆；81-主动连杆A；82-主动连杆B；9-螺纹；10-限位块；11-固定块；12-活动块；131-转轴A；132-转轴B；133-转轴C；14-刀带；15-止浆塞；16-电机；17-内螺旋；18-注浆孔；19-排气孔；20-周向齿轮；
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种支护用异型孔注浆加固锚杆做进一步详细说明。
如图1-6所示，一种支护用异型孔注浆加固锚杆包括掘进机构、扩孔机构、锚尾机构组成，掘进机构包括钻头1、主轴2；扩孔机构包括固定圆环3、次轴6、被动连杆7、主动连杆8、主动连杆A81、主动连杆B82、螺纹9、限位块10、固定块11、活动块12、转轴A131、转轴B132、转轴C133、刀带14、内螺旋17；锚尾机构包括锚盘4、转盘5、止浆塞15、电机16、注浆孔18、排气孔19、周向齿轮20；钻头1连接于主轴2前段，固定圆环3与主轴2垂直固定连接，锚盘4与主轴2末端垂直活动连接，四个次轴6与主轴2平行且穿越固定圆环3，固定圆环3前侧均匀设置四个活动块12，固定圆环3后侧均匀设置四个固定块11，固定块11与被动连杆7通过转轴A131转动连接，活动块12与主动连杆8通过转轴C133转动连接，主动连杆8另一端和被动连杆7另一端通过转轴B132转动连接；所述锚盘4与主轴2末端垂直活动连接，锚盘4上面设置注浆孔18、排气孔19，锚盘4与孔口之间设置止浆塞15，四个次轴6末端周向设置为齿轮，四个次轴齿轮之间设置为周向齿轮的转盘5，转盘5后侧面设置周向齿轮20，周向齿轮20后端设置四个电机16，电机16固定在主轴2周向表面上。
进一步，所述次轴6上设置活动块12及限位块10，次轴6上活动块12和限位块10之间设置为螺纹9，活动块12下端为内螺旋17的圆孔，次轴6穿入圆孔且次轴6上螺纹与活动块12下端内螺旋17的圆孔协调工作。
进一步，所述被动连杆7和主动连杆8外侧固定焊接刀带14。
进一步，所述被动连杆7和主动连杆8未工作时被动连杆7与次轴6角度为3度。
进一步，所述限位块10至主动连杆8侧固定圆环3距离小于主动连杆8长度。
进一步，所述固定圆环3与固定圆环3之间主轴2和次轴6为多根连接而成，固定圆环3至孔口末端之间主轴2和次轴6为整根。
工作原理
本发明包括掘进机构、扩孔机构、锚尾机构组成，巧妙地集成了钻孔、扩孔、注浆和锚杆支护等功能，基本原理是主轴2位于注浆管内部且同心共轴，在锚杆内锚端装有钻头1和扩孔机构，将钻杆安装并进行钻孔，当钻至设置深度后开启电机16，电机16转动带动周向齿轮20转动，周向齿轮20转动带动转盘5转动，转盘5转动带动次轴6转动，活动块12通过活动块12的内螺旋17与次轴6表面上螺纹9配合工作，活动块12向前移动，活动块12向前移动带动主动连杆A81和主动连杆B82转动，同时通过转轴B132带动被动连杆7转动，即被动连杆7和主动连杆8成为折叠角度逐步增大，同时主轴2转动，根据钻孔地质情况确定最终折叠角度，当活动块12移动至一定位置后关闭电源，主动连杆A81和主动连杆B82转动形成一定扩孔空间，形成异性孔。然后进行混凝土压浆，完成注浆工作，在锚杆外锚端装有止浆塞15和锚尾机构；依靠异性孔和劈裂注浆确保锚杆锚固着力点牢固、可靠；异性孔对包括注浆管锚固区在内的大范围岩土起到加固作用；可大大提高支护效果。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种支护用异型孔注浆加固锚杆，包括掘进机构、扩孔机构、锚尾机构组成，掘进机构包括钻头(1)、主轴(2)；扩孔机构包括固定圆环(3)、次轴(6)、被动连杆(7)、主动连杆(8)、主动连杆A(81)、主动连杆B(82)、螺纹(9)、限位块(10)、固定块(11)、活动块(12)、转轴A(131)、转轴B(132)、转轴C(133)、刀带(14)、内螺旋(17)；锚尾机构包括锚盘(4)、转盘(5)、止浆塞(15)、电机(16)、注浆孔(18)、排气孔(19)、周向齿轮(20)；其特征是钻头(1)连接于主轴(2)前段，固定圆环(3)与主轴(2)垂直固定连接，锚盘(4)与主轴(2)末端垂直活动连接，四个次轴(6)与主轴(2)平行且穿越固定圆环(3)，固定圆环(3)前侧均匀设置四个活动块(12)，固定圆环(3)后侧均匀设置四个固定块(11)，固定块(11)与被动连杆(7)通过转轴A(131)转动连接，活动块(12)与主动连杆(8)通过转轴C(133)转动连接，主动连杆(8)另一端和被动连杆(7)另一端通过转轴B(132)转动连接；所述锚盘(4)与主轴(2)末端垂直活动连接，锚盘(4)上面设置注浆孔(18)、排气孔(19)，锚盘(4)与孔口之间设置止浆塞(15)，四个次轴(6)末端周向设置为齿轮，四个次轴齿轮之间设置为周向齿轮的转盘(5)，转盘(5)后侧面设置周向齿轮(20)，周向齿轮(20)后端设置四个电机(16)，电机(16)固定在主轴(2)周向表面上。
2.如权利要求1所述的一种支护用异型孔注浆加固锚杆，其特征在于：次轴(6)上设置活动块(12)及限位块(10)，次轴(6)上活动块(12)和限位块(10)之间设置为螺纹(9)，活动块(12)下端为内螺旋(17)的圆孔，次轴(6)穿入圆孔且次轴(6)上螺纹与活动块(12)下端内螺旋(17)的圆孔协调工作。
3.如权利要求1所述的一种支护用异型孔注浆加固锚杆，其特征在于：被动连杆(7)和主动连杆(8)外侧固定焊接刀带(14)。
4.如权利要求1所述的一种支护用异型孔注浆加固锚杆，其特征在于：被动连杆(7)和主动连杆(8)未工作时被动连杆(7)与次轴(6)角度为3度。
5.如权利要求1所述的一种支护用异型孔注浆加固锚杆，其特征在于：限位块(10)至主动连杆(8)侧固定圆环(3)距离小于主动连杆(8)长度。
6.如权利要求1所述的一种支护用异型孔注浆加固锚杆，其特征在于：固定圆环(3)与固定圆环(3)之间主轴(2)和次轴(6)为多根连接而成，固定圆环(3)至孔口末端之间主轴(2)和次轴(6)为整根。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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