CN113294187B - 一种伸缩锚杆及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伸缩锚杆，包括一号锚杆和二号锚杆，二者通过螺纹转动连接，一号锚杆的顶端由下至上依次设有止浆塞，承压垫片和注浆头，并通过顶部的螺母固定连接，二号锚杆的底端连接有钻头，一号锚杆与二号锚杆的腔体内部设有螺旋杆件，驱动机构，阻挡件一和阻挡件二，驱动机构设于一号锚杆与二号锚杆之间，通过螺旋杆件实现与一号锚杆和二号锚杆相连，阻挡件一和阻挡件二分别设于一号锚杆和二号锚杆的内部，驱动机构的两侧，螺旋杆件的顶端与承压垫片相连接，其底端与阻挡件二相连接，驱动机构上设有容纳螺旋杆件的开孔，本发明结构简单，牢固可靠，操作便捷，锚杆长度可调节，且调节稳定性好，抗拉强度高，适用范围广，成本低廉。

Description

一种伸缩锚杆及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种伸缩锚杆及其施工方法。

背景技术

随着地下工程城市化不断提高，开采深度从0-300m增加至500-600m甚至1000m以上。特别是在政府提出了建设资源节约型环境友好型社会的要求之后，深部地下工程得到了越来越多的重视。地下工程是指修缮建造在地面下方岩土层用来开发利用地下空间资源的土木工程。岩土锚固是指通过锚杆锚固在较好的岩层上，发挥岩体的自身作用，从而提高岩体的整体强度，保障硐室和岩土体的稳定性。岩土锚固具有经济成本低、工人劳动量小、经济有效的优点。

随着岩土锚固技术的快速发展，新型锚杆不断涌现。现如今的锚杆多为金属锚杆，钢筋锚杆，钢丝束锚杆或者钢铰线锚杆。但当硐室变形较大时，以上这些锚杆不能伸缩，锚杆的抗拉强度达不到要求，锚杆长度不够不能锚固到较好的岩层上，极易使锚杆拉断，造成灾难性事故。因此，急需开发一种伸缩锚杆及其施工方法以解决上述技术问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种伸缩锚杆及其施工方法，结构简单，牢固可靠，操作便捷，锚杆长度可调节，且调节稳定性好，抗拉强度高，适用范围广，成本低廉，可以更好地发挥岩层的自承作用，能够对围岩大变形起到较好地控制作用，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。

为了实现上述目的，本发明提供的一种伸缩锚杆，包括一号锚杆和二号锚杆，二者通过螺纹转动连接，所述一号锚杆的底端设有内螺纹，所述二号锚杆的顶端设有外螺纹，所述一号锚杆的顶端由下至上依次设有止浆塞，承压垫片和注浆头，并通过顶部的螺母固定连接，所述二号锚杆的底端连接有钻头，所述一号锚杆与二号锚杆的腔体内部设有螺旋杆件，驱动机构，阻挡件一和阻挡件二，所述驱动机构设于一号锚杆与二号锚杆之间，通过螺旋杆件实现与一号锚杆和二号锚杆相连，所述阻挡件一和阻挡件二分别设于一号锚杆和二号锚杆的内部，驱动机构的两侧，以防止一号锚杆与二号锚杆之间发生滑脱，所述螺旋杆件的顶端与承压垫片相连接，其底端与阻挡件二相连接，所述驱动机构上设有容纳螺旋杆件的开孔，所述驱动机构包括传动套，单向轴承和转动套，所述单向轴承与二号锚杆内壁相固接，所述传动套固定于二号锚杆端口处，套设于单向轴承内，所述转动套设于传动套内，所述转动套的底部周边设有传动齿一，与设于传动套周边的传动齿二相啮合，两传动齿形成相互配合的咬合面和滑动面，所述转动套可相对传动套上下移动，所述转动套靠自身重力可使两传动齿贴近，所述转动套朝一方向旋转使两传动齿咬合面相互抵触时，形成单向传动，所述转动套朝另一方向旋转使两传动齿滑动面相互抵触时，转动套相对传动套上移形成空转，所述阻挡件二在锚杆拉长到位时，直接或间接阻挡传动套，打入锚杆时，二号锚杆受压，螺旋杆件驱动旋转转动套，向外拉锚杆时，螺旋杆件驱动转动套，单向轴承使转动套与二号锚杆形成空转。

优选地，所述转动套周边设有至少一个开槽，所述开槽中设有滚柱或滚球，当转动套朝一方向旋转压迫滚柱或滚球与传动套相抵触时，滚柱或滚球与传动套卡死形成单向传动，当转动套朝另一方向旋转压迫滚柱或滚球离开传动套时，转动套与传动套形成空转。

优选地，所述阻挡件一和阻挡件二的外缘形状分别与一号锚杆和二号锚杆的内截面形状相同。

优选地，所述钻头为金属钻头。

一种伸缩锚杆的施工方法，包括以下步骤：

S1：初始阶段，选用直径45-48mm的钻孔，钻孔若干个；

S2：首先施工拱部120°范围的锚杆化，钻孔结束后采用高压风进行清孔，使得孔壁不得有粉砂，然后施工左右边墙，锚杆杆体插入底部；

S3：将通道两帮断面内的锚孔进行清洗，将注浆锚固件穿过承压垫片至锚孔中；

S4：安装伸缩锚杆，间距应小于等于750mm，安装锚杆前确认编号，向通道拱部和两帮喷一层混凝土浆液，对注浆锚固件进行注浆，将通道底部断面内的锚孔进行清洗，将注浆锚固件穿过承压垫片至锚孔中，对注浆锚固件进行注浆，一般要求注浆锚杆形成一定半径的注浆区域；

S5：张拉伸缩锚杆与岩壁咬合；

S6：进行混凝土喷浆，在一定的压力要求下，按照一定的配浆比，喷两层，每施工10m，混凝土喷浆一次，在混凝土喷浆终凝两小时后，进行喷水养护，养护时间不得少于7天；

S7：采用泡沫混凝土浇灌通道底部反底拱部分至水平状态；

S8：重复S1-S7。

本发明提供的一种伸缩锚杆及其施工方法，具有如下有益效果。

1.本发明结构简单，牢固可靠，操作便捷，锚杆长度可调节，且调节稳定性好，抗拉强度高，适用范围广，成本低廉，可以更好地发挥岩层的自承作用，能够对围岩大变形起到较好地控制作用，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。

2.本发明在使用时，通过注浆锚固件向注浆孔内注浆，改良通道围岩的岩性，能够大大提高主动支护能力，平衡潜在垮落范围内岩层所受荷载，阻止其垮落，进一步提高巷道围岩的自身承载能力，抵抗外力和维持稳定的能力。

附图说明

图1为本发明提供的一种伸缩锚杆的结构示意图；

图2为图1的A部分局部放大图；

图3为图1的B-B处剖面图。

图中：

1.螺母 2.注浆头 3.承压垫片 4.止浆塞 5.一号锚杆 6.二号锚杆 7.螺旋杆件8.阻挡件一 9.转动套 10.单向轴承 11.阻挡件二 12.钻头 13.传动套 14.传动齿一 15.滑动面 16.开槽 17.滚柱或滚球 18.传动齿二 19.咬合面。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，以助于理解本发明的内容。

如图1-3所示，分别为本发明提供的一种伸缩锚杆的结构示意图及其A部分局部放大图和B-B处剖面图。该伸缩锚杆包括一号锚杆5和二号锚杆6，二者通过螺纹转动连接，所述一号锚杆5的底端设有内螺纹，所述二号锚杆6的顶端设有外螺纹，所述一号锚杆5的顶端由下至上依次设有止浆塞4，承压垫片3和注浆头2，并通过顶部的螺母1固定连接，所述二号锚杆6的底端连接有钻头12，所述一号锚杆5与二号锚杆6的腔体内部设有螺旋杆件7，驱动机构，阻挡件一8和阻挡件二11，所述驱动机构设于一号锚杆5与二号锚杆6之间，通过螺旋杆件7实现与一号锚杆5和二号锚杆6相连，所述阻挡件一8和阻挡件二11分别设于一号锚杆5和二号锚杆6的内部，驱动机构的两侧，以防止一号锚杆5与二号锚杆6之间发生滑脱，所述螺旋杆件7的顶端与承压垫片3相连接，其底端与阻挡件二11相连接，所述驱动机构上设有容纳螺旋杆件7的开孔，所述驱动机构包括传动套13，单向轴承10和转动套9，所述单向轴承10与二号锚杆6内壁相固接，所述传动套13固定于二号锚杆6端口处，套设于单向轴承10内，所述转动套9设于传动套13内，所述转动套9的底部周边设有传动齿一14，与设于传动套13周边的传动齿二18相啮合，两传动齿形成相互配合的咬合面19和滑动面15，所述转动套9可相对传动套13上下移动，所述转动套9靠自身重力可使两传动齿贴近，所述转动套9朝一方向旋转使两传动齿咬合面19相互抵触时，形成单向传动，所述转动套9朝另一方向旋转使两传动齿滑动面15相互抵触时，转动套9相对传动套13上移形成空转，所述阻挡件二11在锚杆拉长到位时，直接或间接阻挡传动套13，打入锚杆时，二号锚杆6受压，螺旋杆件7驱动旋转转动套9，向外拉锚杆时，螺旋杆件7驱动转动套9，单向轴承10使转动套9与二号锚杆6形成空转。所述转动套9周边设有至少一个开槽16，所述开槽16中设有滚柱或滚球17，当转动套9朝一方向旋转压迫滚柱或滚球17与传动套13相抵触时，滚柱或滚球17与传动套13卡死形成单向传动，当转动套9朝另一方向旋转压迫滚柱或滚球17离开传动套13时，转动套9与传动套13形成空转。所述阻挡件一8和阻挡件二11的外缘形状分别与一号锚杆5和二号锚杆6的内截面形状相同。所述钻头12为金属钻头。

本发明提供的一种伸缩锚杆的施工方法，包括以下步骤：

S1：初始阶段，选用直径45-48mm的钻孔，钻孔若干个；

S2：首先施工拱部120°范围的锚杆化，钻孔结束后采用高压风进行清孔，使得孔壁不得有粉砂，然后施工左右边墙，锚杆杆体插入底部；

S3：将通道两帮断面内的锚孔进行清洗，将注浆锚固件穿过承压垫片3至锚孔中；

S4：安装伸缩锚杆，间距应小于等于750mm，安装锚杆前确认编号，向通道拱部和两帮喷一层混凝土浆液，对注浆锚固件进行注浆，将通道底部断面内的锚孔进行清洗，将注浆锚固件穿过承压垫片3至锚孔中，对注浆锚固件进行注浆，一般要求注浆锚杆形成一定半径的注浆区域；

S5：张拉伸缩锚杆与岩壁咬合；

S6：进行混凝土喷浆，在一定的压力要求下，按照一定的配浆比，喷两层，每施工10m，混凝土喷浆一次，在混凝土喷浆终凝两小时后，进行喷水养护，养护时间不得少于7天；

S7：采用泡沫混凝土浇灌通道底部反底拱部分至水平状态；

S8：重复S1-S7。

本发明结构简单，牢固可靠，操作便捷，锚杆长度可调节，且调节稳定性好，抗拉强度高，适用范围广，成本低廉，可以更好地发挥岩层的自承作用，能够对围岩大变形起到较好地控制作用，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。本发明在使用时，通过注浆锚固件向注浆孔内注浆，改良通道围岩的岩性，能够大大提高主动支护能力，平衡潜在垮落范围内岩层所受荷载，阻止其垮落，进一步提高巷道围岩的自身承载能力，抵抗外力和维持稳定的能力。

本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种伸缩锚杆，其特征在于，包括一号锚杆和二号锚杆，二者通过螺纹转动连接，所述一号锚杆的底端设有内螺纹，所述二号锚杆的顶端设有外螺纹，所述一号锚杆的顶端由下至上依次设有止浆塞，承压垫片和注浆头，并通过顶部的螺母固定连接，所述二号锚杆的底端连接有钻头，所述一号锚杆与二号锚杆的腔体内部设有螺旋杆件，驱动机构，阻挡件一和阻挡件二，所述驱动机构设于一号锚杆与二号锚杆之间，通过螺旋杆件实现与一号锚杆和二号锚杆相连，所述阻挡件一和阻挡件二分别设于一号锚杆和二号锚杆的内部，驱动机构的两侧，以防止一号锚杆与二号锚杆之间发生滑脱，所述螺旋杆件的顶端与承压垫片相连接，其底端与阻挡件二相连接，所述驱动机构上设有容纳螺旋杆件的开孔，所述驱动机构包括传动套，单向轴承和转动套，所述单向轴承与二号锚杆内壁相固接，所述传动套固定于二号锚杆端口处，套设于单向轴承内，所述转动套设于传动套内，所述转动套的底部周边设有传动齿一，与设于传动套周边的传动齿二相啮合，两传动齿形成相互配合的咬合面和滑动面，所述转动套可相对传动套上下移动，所述转动套靠自身重力可使两传动齿贴近，所述转动套朝一方向旋转使两传动齿咬合面相互抵触时，形成单向传动，所述转动套朝另一方向旋转使两传动齿滑动面相互抵触时，转动套相对传动套上移形成空转，所述阻挡件二在锚杆拉长到位时，直接或间接阻挡传动套，打入锚杆时，二号锚杆受压，螺旋杆件驱动旋转转动套，向外拉锚杆时，螺旋杆件驱动转动套，单向轴承使转动套与二号锚杆形成空转。

2.根据权利要求1所述的一种伸缩锚杆，其特征在于，所述转动套周边设有至少一个开槽，所述开槽中设有滚柱或滚球，当转动套朝一方向旋转压迫滚柱或滚球与传动套相抵触时，滚柱或滚球与传动套卡死形成单向传动，当转动套朝另一方向旋转压迫滚柱或滚球离开传动套时，转动套与传动套形成空转。

3.根据权利要求2所述的一种伸缩锚杆，其特征在于，所述阻挡件一和阻挡件二的外缘形状分别与一号锚杆和二号锚杆的内截面形状相同。

4.根据权利要求3所述的一种伸缩锚杆，其特征在于，所述钻头为金属钻头。

5.一种如权利要求1-4所述的伸缩锚杆的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：初始阶段，选用直径45-48mm的钻孔，钻孔若干个；

S2：首先施工拱部120°范围的锚杆化，钻孔结束后采用高压风进行清孔，使得孔壁不得有粉砂，然后施工左右边墙，锚杆杆体插入底部；

S3：将通道两帮断面内的锚孔进行清洗，将注浆锚固件穿过承压垫片至锚孔中；

S4：安装伸缩锚杆，间距应小于等于750mm，安装锚杆前确认编号，向通道拱部和两帮喷一层混凝土浆液，对注浆锚固件进行注浆，将通道底部断面内的锚孔进行清洗，将注浆锚固件穿过承压垫片至锚孔中，对注浆锚固件进行注浆，一般要求注浆锚杆形成一定半径的注浆区域；

S5：张拉伸缩锚杆与岩壁咬合；

S6：进行混凝土喷浆，在一定的压力要求下，按照一定的配浆比，喷两层，每施工10m，混凝土喷浆一次，在混凝土喷浆终凝两小时后，进行喷水养护，养护时间不得少于7天；

S7：采用泡沫混凝土浇灌通道底部反底拱部分至水平状态；

S8：重复S1-S7。