CN1134180A - 灌浆的缆索锚栓 - Google Patents
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Abstract
特别适用于采矿、隧道和坡面工程以及岩石加固用的灌浆的缆索锚栓主要由一根具有一根做成高压软管的缆心的缆索组成，缆索例如可用高效纺织纤维如化学纤维和/或天然纤维制成，并包有一层网状的支撑编织层。这种灌浆的缆索锚栓带有一个定位件和密封件以及一个设置在钻孔外边的连接件。定位件(6)借助于一段收缩软管(8)与缆索端(7)连接，而密封件(15)的两块楔块(16、17)则分别由两半环(18)组成。对准钻孔口的楔块(16)在内侧上整个长度均为圆筒形，而可推动的楔块(17)则在外侧上呈圆筒形。可推动的楔块(17)在内侧上有两个离开缆索(2)的相反锥形扩口(23；24)。通过收缩或粘接可与缆索端(25)牢固连接的套筒(26)至少部分地卡住连接件(27)，并在连接件(27)上装有一根可引入缆心(3)的套管(28)。
Description
本发明涉及一种特别适用于采矿、隧道和坡面工程以及岩石加固用的灌浆的缆索锚栓，这种锚栓主要由一根具有一根做成高压软管的缆心的缆索组成，缆索例如有用高效纺织纤维如化学纤维或天然纤维制成，并包有一层网状的支撑编织层。这种锚栓带有一个定位件和一个由两个通过锥形环面可相互移动的楔块组成的密封件，以及一个设置在钻孔外边的连接件，此连接件设置在一个卡住缆索端的套筒上。
德国专利4018703详细叙述了这种缆索锚栓。这种做成灌浆锚栓的缆索锚栓具有韧性好的优点，因而可从很窄的空腔中引出来承受适当的拉力。这种锚栓的另一个优点是可配备很长的长度、操作特别简单、安全，而且方便运输。
上述类型的灌浆的缆索锚栓在结构上存在这样一个缺点，即锚栓具有一根由缆索包住的缆心，缆索用一层支撑网包住，而缆索和支撑网又用一层塑料保护外套罩住。
业已证明，在灌浆时必须将保护套仔细托住，必须保证灌浆材料在缆索外套中的紧密粘接，但灌浆材料在缆索锚栓整个长度上不可能按要求的量压出。保护外套对最佳的灌浆是一个干扰因素。在外套内，支撑网紧贴在缆索上粘合一起，但由于它不能扩张而不可能构成附加的自承式支撑件。
上述专利所述的灌浆的缆索锚栓的另一个缺点，是定位件和连接件在两个对应的缆索端部上的连接非常复杂，而且不适应缆索要传递的拉力。实际证明，由两块相互可以推动的楔块组成的用来密封钻孔的密封件也有待改进，因为单是通过压力所引起的相互推动是不能保证这两个楔块的有效密封的。
本发明的任务是提出一种特别适用于采矿、隧道和坡面工程以及岩石加固用的灌浆的缆索锚栓，本发明的这种锚栓不但避免了现有技术的诸多缺点，而且既可作为纯粹的灌浆的锚栓使用，也可作用拉力锚栓使用，这样的锚栓可进行最佳的灌浆，而且制造简单、成本低廉。
本发明的这个任务是这样实现的：定位件用一段收缩软管与缆索端连接；密封件的两块楔块分别由两半环组成，其中对准钻孔口的楔块在内侧上的整个长度都为圆筒形，而可推动的楔块则在外侧上为圆筒形，而且可推动的楔块在内侧上具有两个离开缆索的反向伸展的锥形扩口；与缆索端通过收缩或粘接牢固连接的套筒至少部分地卡住连接件，且在连接件中设置有一根可引入缆心的接管。或者，亦可在缆索端上设置二或多层的定位件。
本发明的一个独特优点在于，用一段收缩软管可与钻孔最深处的缆索端连接的定位件具有一个带中心尖顶的屋顶式罩，而且至少两侧有灌浆孔，其中屋顶式的罩设置有超出钻孔直径的、例如星形布置的定位销。缆索端与定位件通过收缩软管的连接形成抗拉的连接，这样的连接可使灌浆的缆索锚栓在引入钻孔后便可立即调节到张拉所需的拉力。这种只表示一种实施例的星形定位销嵌入钻孔壁，但还留一定间隙，以便通过定位件侧边的灌浆孔将灌浆材料分配成可从屋顶形罩的上部压入钻孔中。此外，在该罩上还设置有一个例如可通过闸板象阀门那样关闭的中心灌浆孔。
此外，构成密封件的楔块结构和布置也是一个特有的优点。每块楔块可分别由半环组成，半环可通过按钮式的凸轮连接，并可附加粘接。半环的内侧还具有局部锚定在缆索上的啮合凸轮，所以两半环可在缆索锚栓的任意要求的位置上组成一体。可推到固定楔块上的楔块具有独特的结构：即这块可推动的楔块对准钻孔的外侧做成圆筒形，而其内侧则如前述，具有两个相反的锥形扩口。而且借助于面向另一块楔块的锥形扩口通过灌浆材料把楔子推到下方的楔子上，从而有助于密封。由于密封件的推动楔块所用的材料比固定在缆索上的楔块所用的材料软，并用高压力把灌浆材料压入锥形扩口，楔子便对着钻孔壁施压而使钻孔完全密封，同时在相应位置上将附加的齿部压入钻孔壁中。为了在灌浆时把钻孔内的压缩空气排出，可在密封件两块楔块的外侧设置沿缆索方向延伸的排气槽。
此外，在本发明的范围内证实了一个独特的优点，即在位于钻孔口或钻孔外边的缆索端设置有一个状如收缩软管的套筒，或按另一种结构形式设置一个套管，这种套筒或套管可与缆索端实现特别牢固的抗拉连接。
作为纯粹的灌浆锚栓的灌浆缆索锚栓结构，其连接件最好设置有螺纹或快速离合器。这可用一段收缩软管进行，而且收缩软管至少部分地包住缆索端和连接件。
在将这种灌浆的缆索锚栓用作拉力锚栓时，最好将缆索端粘接在内部例如粗糙的套管中，使锚定板可推动和紧固螺母可拧紧。在所有实施例中，连接件都与金属或塑料套管件连接，此套管至少部分地引入缆索内的缆心中。
缆索内的缆心是一根与相应灌浆压力匹配的高压软管，这种软管设置有支撑编织层，以便在围绕缆心编织缆索的制造过程中横截面不变窄。根据要进行的灌浆可在缆索内的缆心整个长度上不设置相应的孔或槽；另一方面，也可在缆心整个或部分长度上设置有孔。
根据缆索的不同用途，缆索例如可用聚乙烯、聚脂、凯芙拉(一种有机纤维)、芳族聚酰胺、尼龙、玻璃纤维、碳、丝状或纤维状的长丝，或上述这些材料的混合物制成具有要求的承载能力或例如要求的延伸能力。
缆索织层可为一层或多层，而且所用的长丝亦可具有不同的直径。此外，编织方式亦可视缆索的用途而异。为了保证灌浆材料压入锚栓的整个长度，最好将缆索制成带有适当的网眼。此外，可通过织入例如金属丝来加强缆索，从而同时达到抗静电的目的。
此外，在本发明范围内为了拦阻灌浆材料，缆索可装配网眼特别细的织物层，以免耗费太多的灌浆材料，例如在裂缝的松软岩石中。另一方面，缆索也可设置在灌浆时可破坏的外膜，以便补浇例如在浇注各层混凝土时形成的施工缝。
缆索和支撑编织层除了具有抗静电性能外，缆索锚栓由于用各种难燃纤维或附加层而具有难燃的性能。
下面结合附图详细说明本发明的几个实施例。附图是：
图1表示作为纯粹灌浆的锚栓用的本发明灌浆的缆索锚栓的一个实施例的断面图；
图2表示图1所示实施例的断面图；
图3表示本发明灌浆的缆索锚栓作为拉力锚栓的一个实施例；
图4表示本发明灌浆的缆索锚栓作为拉力锚栓用的另一个实施例的断面图；
图5表示灌浆的锚栓端部的局部断面图；
图6表示连接件与套管连接的一个实施例；
图7表示拉力锚栓缆索端部设置套筒的实施例断面图；
图8和图9表示有孔和无孔缆索心的多层缆索的两个实施例。
图8和图9表示灌浆的缆索锚栓各种实施例所用的缆索2的两个多层实施例。多层缆索2用合成的编织层或钢编织层的支撑编织层4包住，并具有一个缆心3，缆心3可带有或不带做成一体的支撑编织层和可带有或不带孔5。支撑编织层可用不同的丝做成编织物，并可附加金属丝加强和达到抗静电的目的。图1简化表示灌浆的缆索锚栓1实施例的断面图。缆索锚栓1设置在山区或矿区13的一个钻孔12内。由一根带一根带缆心3的缆索2组成的缆索锚栓1在缆索端7上有一个定位件6伸到钻孔最深处。此定位件6在所示实施例中带有侧部灌浆孔10和一个屋顶状尖顶9，并借助于一根收缩软管8与缆索端7牢固连接。定位件6的定位销11的横截面比钻孔12大，并在缆索锚栓1向回拉时牢固嵌入钻孔壁中。
此外，缆索锚栓1有一个由两块相互推动的楔块16和17组成的密封件15，楔块16和17分别由两半环18组成，两半环18可用按钮式凸轮19连接成一体，并可附加粘接。
在缆索2的适当位置上将楔块16固定在钻孔口或钻孔12以内，同时把位于半环18内侧上的凸轮21压力缆索2中，使楔块16不能移动。
密封件15的楔块17可推到楔块16上，而且楔块17的外侧呈圆形，其内侧有两个向上和向下或沿缆索纵向反向布置的锥形扩口23、24。楔块17最好用比楔块16软的材料做成。通过灌浆材料的压力把楔块17推到楔块16上，而且灌浆材料挤进扩口24中，并把边缘段上带有齿的楔块16压到钻孔壁上，于是构成完全的密封。
从钻孔12向外看到的缆索端25上设置了一个连接件27，以便在灌浆时连接软管，此连接件借助于一段部分卡住连接件27凸肩30的收缩软管26与缆索端25牢固连接。连接件27内部的详细结构如图5所示。在图1和图2中详细描述的实施例叫做纯粹的灌浆的缆索锚栓。
不用收缩软管26，也可用一个两层的或多层的件包住缆索端25，以便固定引入缆心3的套管28。
图3和图4所示的灌浆缆索锚栓的实施例叫做拉力锚栓。图3所示灌浆的缆索锚栓的实施例与图1所示实施例的不同点是：位于钻孔12以外的缆索端25设置在一个做成套筒26的套管36中。可用金属或塑料制作的套管36在外侧上具有螺纹39，并可使锚定板40移动，又可用一个紧固螺母41拧紧锚定板40。锚定板40有一个球窝42，而紧固螺母41也有一个与球窝42相配的圆43。此例的其余详图如图6和图7所示。
如图6所示，连接件27与一个至少部分引入缆心3的套管28连接，此套管被一块带螺纹38的楔子35包住。楔子35可拧入套管36的管口中，并卡紧套管36内的缆索2。在连接件27或套管28装入套管36或缆索2以后，套管36以内的缆索端25通过灌浆孔37灌浆相互紧密粘接。如前所述，设置有螺纹29或快速离合器的连接件27的内部有圆筒形段31和锥形缩小段32，如图5所示。其中，在套管28和固定用的环形堵头34的端部之间设置有一个状如唇形密封的单向止逆阀33。从图5所示实施例还可看出套管28引入缆心3中和收缩软管26在凸肩30范围内部分地卡紧连接件，从而形成牢固的连接。
图4表示作成拉力锚栓的灌浆的缆索锚栓的另个实施例，在此例中，设置一段收缩软管26和围绕缆索2距软管26有一定距离的另一段收缩软管44来使连接件27连接到缆索端25上，并在两段软管26和44之间通过例如注塑法制成带有螺纹39的套管45，通过此套管保证了用一个紧固螺母41实现锚定板40的紧固。
图8所示缆心3的通孔5亦可做成沿缆心3纵向延伸的槽。这样，在灌浆时钻孔最深处首先喷浆，并通过产生的压力把槽打开后便可在整个缆索长度上喷浆。
符号标
1.缆索锚栓2.缆索3.缆心4.支撑编织层5.通孔6.定位件7.缆索端8.收缩软管9.屋顶状尖顶10.通孔11.定位销12.钻孔13.山区14.环形室15.密封件16.楔块17.楔块18.半环19.凸轮连接20.齿21.凸轮22.排气槽23.锥形扩口24.锥形扩口25.缆索端
26.软管27.连接件28.套筒29.螺纹30.凸肩31.圆筒形段32.锥形段33.单向逆止阀34.环形堵头35.楔36.套筒37.灌浆孔38.螺纹(楔)39.螺纹(外侧)40.锚定板41.紧固螺母42.球窝43.圆44.收缩软管45.套管
Claims (27)
1.特别适用于采矿、隧道和坡面工程以及岩石固定用的灌浆的缆索锚栓主要由一根具有一根做成高压软管的缆心的缆索组成，缆索可用高效纺织纤维如化学和/或天然纤维制造，并用网状支撑编织层包裹，这种灌浆的缆索锚栓设置有一个定位件和由两个通过锥形环形面可相互推动的楔块组成的密封件以及在钻孔的外面设置安置在包住缆索端的套筒中的连接件，其特征是，定位件(6)用一根收缩软管(8)与缆索端(7)连接；密封件(15)的楔块(16、17)分别由两半环(18)组成，其中对准钻孔口的楔块(16)在内侧整个长度都为圆筒形，而可推动的楔块(17)则其外侧为圆筒形，且其内侧具有两个离开缆索(2)并相反延伸的锥形扩口(23、24)；与缆索端(25)通过收缩或粘接牢固连接的套筒(26)至少部分地卡住连接件(27)，并在连接件(27)中设置一个可引入缆心(3)的套管(28)。
2.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，借助于一根收缩软管(8)与缆索端(7)连接的定位件(6)具有一个带中心尖顶(9)的屋顶式罩和至少侧向有通孔(10)，其中屋顶状的罩带有超过钻孔(12)直径的例如星形设置的定位销(11)。
3.按权利要求2的灌浆的缆索锚栓，其特征是，在屋顶状的罩上附加地至少设置一个可通过一块闸板象阀门那样可关闭的灌浆孔。
4.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，由两半环(18)组成的密封件(15)的两块楔块(16、17)可通过按钮式的凸轮连接(19)实现连接。
5.按权利要求4的灌浆的缆索锚栓，其特征是，两半环(18)可附加粘接。
6.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，密封件(15)对准钻孔口的楔块(16)在下端和与此楔块(16)对应的楔块(17)在上端分别在对准钻孔壁的外侧上设置有片状的或锯片状的齿(20)。
7.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，对准钻孔口的密封件(15)的楔块(16)在对准缆索(2)的内侧上设置有与缆索(2)连接的凸轮(21)。
8.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，密封件(15)的两块楔块(16；17)在外侧上设置有沿缆索方向延伸的排气槽(22)。
9.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，用金属或塑料制成的连接件(27)具有螺纹(29)或做成快速离合器。
10.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，连接件(27)具有一个包住套管(28)和支承缆索端(25)的凸肩(30)。
11.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，做成高压软管的缆心(3)带有做成一体的支撑编织层。
12.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，在连接件(27)上设置有圆筒形的并对准缆索(2)成锥形缩小的管件(31、32)，并在管件(31、32)之间设置有一个可通过环形堵头(34)锁紧的象唇形密封那样的单向止逆阀(33)。
13.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，连接件(27)与一个包住套管(28)、拧入缆索(2)并部分拧入缆心(3)以及带螺纹(38)的楔子(35)连接。
14.按权利要求4的灌浆的缆索锚栓，其特征是，对准钻孔口的密封件(15)的楔块(16)所用的材料比与楔块(16)对应的可推动的楔块(17)所用的材料硬。
15.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，与连接件(27)连接并可引入缆心(3)的套管(28)设置在一个包住缆索端(25)并在外侧设有螺纹(38)的按套筒(26)构成的套管(36)中，此套管(36)可通过灌浆孔(37)与缆索(2)粘接在一起。
16.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，连接件(27)带有一个包住套管(28)的楔子(35)，此楔子做成可拧入套管(36)的管口中。
17.按权利要求15的灌浆的缆索锚栓，其特征是，套管(36)用其螺纹(39)与固定锚定板(40)用的螺母(41)拧紧。
18.按权利要求15的灌浆的缆索锚栓，其特征是，锚定板(40)设计成可推到套管(36)上，并带有一个球形凹槽(42)，与此槽(42)配合的带有紧固螺母(41)的圆(43)支承在该槽中。
19.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，在缆索端(25)上的套筒(26)作成部分地包住连接件(27)的收缩软管(26)，并隔一定距离设置另一段包住缆索(2)的收缩软管(44)，其中，在两段(26、44)之间设置有一根部分与它们搭接的例如可用注塑法制成的带螺纹(39)的套管(45)。
20。按权利要求1的灌浆的绳索锚栓，其特征是，作为高压软管构成的缆心(3)可以制成没有通孔(5)、带有通孔(5)或只有部分通孔(5)。
21.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，缆索(2)的缆索编织层可以是一或多层，而且可用不同粗细的丝编织。
22.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，缆索(2)的编织层可具有不同的网眼和不同的编织样式。
23.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，根据缆索(2)的使用范围，缆索(2)例如可用聚脂、凯芙拉、芳族聚酰胺、尼龙、玻璃纤维、碳、长丝或这些材料的混合物制成。
24.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，缆索(2)织入金属丝进行加强。
25.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，为了阻拦灌浆材料，缆索(2)具有细孔眼的外编织层。
26.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，缆索(2)带有可在灌浆时破坏掉的薄的外膜。
27.按权利要求1的灌浆的缆索锚栓，其特征是，缆心(3)上的通孔(5)做成沿缆心(3)纵向延伸的槽。
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