CN112664251A - 水力膨胀式注浆锚杆以及锚固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种水力膨胀式注浆锚杆，包括：C形管杆体、护盘、注浆嘴、止浆塞、中间封头管、杆尾封头管以及密封头；C形管杆体包括：C形管本体、C形注水腔、O形注浆腔，C形管本体第一端的C形注水腔的腔口密封，C形管本体第二端的O形注浆腔的腔口密封；止浆塞、护盘依次套接在C形管本体第一端；杆尾封头管第一端密封套接在C形管本体第一端，杆尾封头管与C形管本体的连接处开设注水孔；注浆嘴与杆尾封头管第二端密封连接；中间封头管第一端密封套接在C形管本体第二端，中间封头管第二端与密封头密封连接。应用本发明提供的方案，实现单孔锚固和注浆加固合一，浆液固化后可对锚杆实现二次固结锚固，提升锚固效果。
Description
技术领域
本发明涉及锚固和注浆技术领域，特别是涉及一种水力膨胀式注浆锚杆以及锚固方法。
背景技术
锚固和注浆技术在巷道和隧道围岩支护、边坡加固等领域广泛应用，常规锚固方式有膨胀锚固和粘结锚固两种，其中，膨胀锚固采用膨胀结构将锚杆与岩壁挤压贴合而锚固；粘结锚固采用树脂或水泥材料为药卷搅拌后硬化粘结而锚固。在实施中，注浆加固一般不能和锚固同时实施，需要单独打注浆孔，送入中空注浆杆体，通过止浆塞、膨胀胶囊、水泥或聚氨酯封孔后，才能进行岩体注浆加固。
相关技术中，单段C形管水力膨胀锚杆的出现，实现了挤压式全长锚固，具有安装及时，操作便捷，锚固可靠，能对围岩施加预紧力的优点，但是尚不能利用锚杆完成注浆加固。
发明内容
本发明实施例提供了一种水力膨胀式注浆锚杆以及锚固方法，以达到的同时完成膨胀锚固和注浆加固的技术效果。
本发明实施的一方面，提供了一种水力膨胀式注浆锚杆，包括：C形管杆体以及护盘，其特征在于，还包括：注浆嘴、止浆塞、中间封头管、杆尾封头管以及密封头；其中，
C形管杆体包括：C形管本体、C形管本体内的C形注水腔、C形管本体第一端的C形开口进行预定长度的密封形成半封闭半开放结构的O形注浆腔，其中，C形管本体第一端的C形注水腔的腔口密封，C形管本体第二端的O形注浆腔的腔口密封；
止浆塞、护盘依次套接在C形管本体第一端C形开口的密封处；
杆尾封头管的第一端密封套接在C形管本体的第一端，杆尾封头管与C形管本体的连接处开设有连通至C形注水腔内的注水孔；
注浆嘴与杆尾封头管的第二端密封连接；
中间封头管的第一端密封套接在C形管本体的第二端，中间封头管的第二端与密封头密封连接。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于：应用本发明实施例提供的水力膨胀式注浆锚杆，通过向C形管本体内的C形注水腔内注水来完成膨胀锚固；并且，对C形管本体的C形开口进行半密封，形成O形注浆腔，在膨胀锚固之后通过向O形注浆腔内进行注浆来完成注浆加固，从而实现了单孔锚固和注浆加固的合一，浆液固化后可对杆体实现二次固结锚固，进一步提升锚固效果。
可选的，还包括：中间C形管杆体以及连接管；其中，
中间C形管杆体两端的O形口密封，中间C形管杆体的两端分别密封套装有中间封头管；
套装在中间C形管杆体第一端的中间封头管通过连接管与密封套接在C形管本体的中间封头管密封连接；
套装在中间C形管杆体第二端的中间封头管与密封头密封连接；通过中间C形管杆体实现了杆体的对接加长，可对大深度范围的裂隙岩体锚固。
可选的，密封头的一端具有圆锥状的锥头，锥头角度为60°-90°，在孔壁发生塌孔的情况下，可利用锥头挤开塌落部位，从而顺畅地将锚杆插送到位。
可选的，中间封头管的第二端的管壁外侧设置有外螺纹，连接管两端的管壁内侧设置有与外螺纹相适配的内螺纹，密封头内侧设置有与外螺纹相适配的内螺纹，采用螺纹连接安装方便、快捷。
可选的，连接管中部区域的内壁上设置有凸台，凸台两侧放置有密封垫片，利用密封垫片提供密封效果。
可选的，杆尾封头管的第一端为开口状，增大与护盘之间的接触面积。
可选的，注浆嘴采用KJ10接嘴。
本发明实时的又一方面，还提供了一种锚固方法，应用于上述任一项所述的水力膨胀式注浆锚杆，包括：
在待锚固区域钻孔，并根据钻孔的深度确定是否需要使用中间C形管杆体；
确定不需要使用中间C形管杆体的情况下，将密封头与套装在C形管杆体上的中间封头管密封连接；
密封头依次穿过止浆塞和护盘后，将C形管杆体送入钻孔内直至钻孔的孔口、止浆塞、护盘以及C形管杆体上的杆尾封头管相互抵接；
通过注水孔向C形管杆体的C形注水腔内注水，直至水压达到25-30MPa；
通过注浆嘴向C形管杆体的O形注浆腔内注浆，直至达到预定注浆压力或预定注浆量，等待浆液固结硬化后锚固结束；
确定需要使用中间C形管杆体的情况下，将密封头与套装在中间C形管杆体上的中间封头管密封连接；
利用连接管依次将需要使用的中间C形管杆体密封连接，并将连接后的中间C形管杆体送入钻孔内；
C形管杆体上的中间封头管依次穿过止浆塞和护盘后，通过连接管与中间C形管杆体上的中间封头管密封连接，将C形管杆体送入钻孔内直至钻孔的孔口、止浆塞、护盘以及C形管杆体上的杆尾封头管相互抵接；
通过注水孔向C形管杆体的C形注水腔内注水，直至水压达到25-30MPa；
通过注浆嘴向C形管杆体的O形注浆腔内注浆，直至达到预定注浆压力或预定注浆量，等待浆液固结硬化后锚固结束。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种水力膨胀式注浆锚杆的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的C形管杆体部分组装后结构示意图；
图3为本发明实施例提供的C形管杆体部分组装后第一端的剖面示意图；
图4为本发明实施例提供的C形管杆体部分组装后第二端的剖面示意图；
图5为本发明实施例提供的中间C形管杆体部分组装后结构示意；
图6为本发明实施例提供的中间C形管杆体部分组装后一端的剖面示意图；
图7为本发明实施例提供的一种密封头的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种连接管的结构示意图。
其中，C形管杆体1、护盘2、注浆嘴3、止浆塞4、中间封头管5、杆尾封头管6、密封头7、注水孔8、中间C形管杆体9以及连接管10；C形管本体1-1、C形注水腔1-2、C形开口1-3、O形注浆腔1-4、O形口9-1、凸台10-1以及密封垫片10-2。
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，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图1-图4，发明实施例提供的一种水力膨胀式注浆锚杆的结构示意图，包括：C形管杆体1以及护盘2，还包括：注浆嘴3、止浆塞4、中间封头管5、杆尾封头管6以及密封头7；其中，
C形管杆体1包括：C形管本体1-1、C形管本体内的C形注水腔1-2、C形管本体第一端的C形开口1-3进行预定长度的密封形成半封闭半开放结构的O形注浆腔1-4，其中，C形管本体1第一端的C形注水腔1-2的腔口密封，C形管本体1第二端的O形注浆腔1-3的腔口密封；在实施中，C形管杆体1可以由薄壁无缝钢管冷压而成，材料为45#钢和Q345等，壁厚1.5-2.5mm；预定长度需要大于护盘2和止浆塞4的厚度之和，具体的，预定长度可以为0.2m，进行密封时可以采用电焊焊堵密封。
止浆塞4、护盘2依次套接在C形管本体1-1第一端C形开口1-3的密封处；止浆塞4可以采用橡胶圆台形止浆塞。
杆尾封头管6的第一端密封套接在C形管本体1-1的第一端，杆尾封头管6与C形管本体1-1的连接处开设有连通至C形注水腔1-2内的注水孔8；在实施中，注水孔8的直径可以为2-4mm进行密封套装时可以先将杆尾封头管6密封套装在C形管本体1-1的第一端，套装完成后，将两者管壁之间的缝隙进行电焊焊堵密封。
注浆嘴3与杆尾封头管6的第二端密封连接；
中间封头管5的第一端密封套接在C形管本体1-1的第二端，中间封头管5的第二端与密封头7密封连接。
通过向C形管本体内的C形注水腔内注水来完成膨胀锚固；并且，对C形管本体的C形开口进行半密封，形成O形注浆腔，在膨胀锚固之后通过向O形注浆腔内进行注浆来完成注浆加固，从而实现了单孔锚固和注浆功能的合一，浆液固化后可对杆体实现二次固结锚固，进一步提升了锚固效果。
如图5和图6所示，在实施中，还包括：中间C形管杆体9以及连接管10；其中，
中间C形管杆体9两端的O形口9-1密封，中间C形管杆体9的两端分别密封套装有中间封头管5；O形口9-1密封时可以采用电焊焊堵密封，密封套装时，可以先将中间封头管5过盈套装在中间C形管杆体9的两端，套装完成后中间C形管杆体9两端的外壁与中间封头管5内壁之间的缝隙利用电焊焊堵密封。
套装在中间C形管杆体9第一端的中间封头管5通过连接管10与密封套接在C形管本体1-1的中间封头管5密封连接；使得中间C形管杆体9内的C形注水腔之间、以及与C形管杆体1内的C形注水腔之间贯通，使得由注水孔8注入的高压水可以进入多段中间C形管杆体9膨胀挤压锚固围岩。
套装在中间C形管杆体9第二端的中间封头管5与密封头7密封连接。
在实施中，既可以由C形管杆体1和密封头7组成短锚杆，适用于裂隙范围小的岩体情况；还可以由C形管杆体1、多根中间C形管杆体9以及密封头7组成长锚杆，适用于裂隙范围大的岩体情况。
如图7所示，在实施中，密封头7的一端具有圆锥状的锥头，锥头角度为60°-90°，在孔壁发生塌孔的情况下，可利用锥头挤开塌落部位，从而顺畅地将锚杆插送到位。
在实施中，可以在中间封头管5的第二端的管壁外侧设置有外螺纹，连接管10两端的管壁内侧设置有与外螺纹相适配的内螺纹，密封头7内侧设置有与外螺纹相适配的内螺纹，采用螺纹连接安装方便、快捷。
如图8所示，在实施中，连接管10中部区域的内壁上可以设置有凸台10-1，凸台10-1两侧放置有密封垫片10-2，利用密封垫片提供密封效果。
在实施中，杆尾封头管6的第一端为开口状，可以增大与护盘2之间的接触面积。
在实施中，注浆嘴3可以采用KJ10接嘴。
本发明实施例提供的水力膨胀式注浆锚杆，使用过程包括：
在待锚固区域钻孔，并根据钻孔的深度确定是否需要使用中间C形管杆体9；
确定不需要使用中间C形管杆体9的情况下，将密封头7与套装在C形管杆体1上的中间封头管5密封连接；
密封头7依次穿过止浆塞4和护盘2后，将C形管杆体1送入钻孔内直至钻孔的孔口、止浆塞4、护盘2以及C形管杆体1上的杆尾封头管6相互抵接；
通过注水孔8向C形管杆体1的C形注水腔1-2内注水，直至水压达到25-30MPa；杆体注水膨胀后沿着钻孔轴向收缩压紧护盘2和止浆塞4，实现对岩壁的预紧加固和注浆时的止浆封孔；
通过注浆嘴3向C形管杆体1的O形注浆腔1-4内注浆，直至达到预定注浆压力或预定注浆量，等待浆液固结硬化后锚固结束；
确定需要使用中间C形管杆体9的情况下，将密封头7与套装在中间C形管杆体9上的中间封头管5密封连接；
利用连接管10依次将需要使用的中间C形管杆体9密封连接，并将连接后的中间C形管杆体9送入钻孔内；
C形管杆体1上的中间封头管5依次穿过止浆塞4和护盘2后，通过连接管10与中间C形管杆体1上的中间封头管5密封连接，将C形管杆体1送入钻孔内直至钻孔的孔口、止浆塞4、护盘2以及C形管杆体上的杆尾封头管6相互抵接；
通过注水孔8向C形管杆体1的C形注水腔1-2内注水，直至水压达到25-30MPa；
通过注浆嘴3向C形管杆体1的O形注浆腔1-4内注浆，直至达到预定注浆压力或预定注浆量，等待浆液固结硬化后锚固结束。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种水力膨胀式注浆锚杆，包括：C形管杆体以及护盘，其特征在于，还包括：注浆嘴、止浆塞、中间封头管、杆尾封头管以及密封头；其中，
C形管杆体包括：C形管本体、C形管本体内的C形注水腔、C形管本体第一端的C形开口进行预定长度的密封形成半封闭半开放结构的O形注浆腔，其中，C形管本体第一端的C形注水腔的腔口密封，C形管本体第二端的O形注浆腔的腔口密封；
止浆塞、护盘依次套接在C形管本体第一端C形开口的密封处；
杆尾封头管的第一端密封套接在C形管本体的第一端，杆尾封头管与C形管本体的连接处开设有连通至C形注水腔内的注水孔；
注浆嘴与杆尾封头管的第二端密封连接；
中间封头管的第一端密封套接在C形管本体的第二端，中间封头管的第二端与密封头密封连接。
2.如权利要求1所述的水力膨胀式注浆锚杆，其特征在于，还包括：中间C形管杆体以及连接管；其中，
中间C形管杆体两端的O形口密封，中间C形管杆体的两端分别密封套装有中间封头管；
套装在中间C形管杆体第一端的中间封头管通过连接管与密封套接在C形管本体的中间封头管密封连接；
套装在中间C形管杆体第二端的中间封头管与密封头密封连接。
3.如权利要求1所述的水力膨胀式注浆锚杆，其特征在于，密封头的一端具有圆锥状的锥头，锥头角度为60°-90°。
4.如权利要求2所述的水力膨胀式注浆锚杆，其特征在于，中间封头管的第二端的管壁外侧设置有外螺纹，连接管两端的管壁内侧设置有与外螺纹相适配的内螺纹，密封头内侧设置有与外螺纹相适配的内螺纹。
5.如权利要求4所述的水力膨胀式注浆锚杆，其特征在于，连接管中部区域的内壁上设置有凸台，凸台两侧放置有密封垫片。
6.如权利要求1所述的水力膨胀式注浆锚杆，其特征在于，杆尾封头管的第一端为开口状。
7.如权利要求1所述的水力膨胀式注浆锚杆，其特征在于，注浆嘴采用KJ10接嘴。
8.一种锚固方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的水力膨胀式注浆锚杆，包括：
在待锚固区域钻孔，并根据钻孔的深度确定是否需要使用中间C形管杆体；
确定不需要使用中间C形管杆体的情况下，将密封头与套装在C形管杆体上的中间封头管密封连接；
密封头依次穿过止浆塞和护盘后，将C形管杆体送入钻孔内直至钻孔的孔口、止浆塞、护盘以及C形管杆体上的杆尾封头管相互抵接；
通过注水孔向C形管杆体的C形注水腔内注水，直至水压达到25-30MPa；
通过注浆嘴向C形管杆体的O形注浆腔内注浆，直至达到预定注浆压力或预定注浆量，等待浆液固结硬化后锚固结束；
确定需要使用中间C形管杆体的情况下，将密封头与套装在中间C形管杆体上的中间封头管密封连接；
利用连接管依次将需要使用的中间C形管杆体密封连接，并将连接后的中间C形管杆体送入钻孔内；
C形管杆体上的中间封头管依次穿过止浆塞和护盘后，通过连接管与中间C形管杆体上的中间封头管密封连接，将C形管杆体送入钻孔内直至钻孔的孔口、止浆塞、护盘以及C形管杆体上的杆尾封头管相互抵接；
通过注水孔向C形管杆体的C形注水腔内注水，直至水压达到25-30MPa；
通过注浆嘴向C形管杆体的O形注浆腔内注浆，直至达到预定注浆压力或预定注浆量，等待浆液固结硬化后锚固结束。
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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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| GR01 | Patent grant | ||
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