CN115125946A

CN115125946A - 一种串囊式伞状锚杆

Info

Publication number: CN115125946A
Application number: CN202210603499.XA
Authority: CN
Inventors: 刘洪波; 叶永康; 梁仕华; 陈泽鑫; 冯德銮; 侯振坤; 肖尧
Original assignee: Guangzhou Huantou Zengcheng Environmental Protection Energy Co ltd; Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangzhou Huantou Zengcheng Environmental Protection Energy Co ltd; Guangdong University of Technology
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2022-09-30

Abstract

本发明公开了一种串囊式伞状锚杆，主要包括杆体、以及用于增强抗拔力的锚固杆件、撑开装置和锁紧装置。锚杆插入地面前，气囊处于未充气状态。等锚杆插入地面后，首先通过充气口向气囊注入浆液，使气囊迅速膨胀并撑开锚固杆件，与此同时，慢慢张开的锚固杆件也会拉着拉件和圆环向下移动，待圆环达到限位块后，锚固杆件达到最大的张开角度。接着停止向气囊注入浆液，气囊内的浆液在单向阀作用下被困于气囊内，并在气囊内凝固成型。最后，锚固杆件在气囊的支撑和拉件的拉力作用下长期维持在合适的张开角度，以增强锚杆的抗拔性能。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

Description

一种串囊式伞状锚杆

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种串囊式伞状锚杆。

背景技术

锚杆是岩土体加固的一种杆件体系结构，当前工程中常用的锚杆分为机械式、粘接式以及混合式锚杆。本发明涉及的锚杆为机械式结构锚杆。目前，该类型锚杆主要存在伞状锚固件张开角度过大或者张开角度不足导致锚固力不足的问题，使得锚杆稳定性不足。因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种串囊式伞状锚杆。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种串囊式伞状锚杆，主要包括杆体、以及用于增强抗拔力的锚固杆件、撑开装置和锁紧装置。所述锚固杆件的一端与杆体铰接，锚固杆件可绕铰接处转动。所述撑开装置安装在杆体上，位于锚固杆件与杆体之间，且与杆体内部连通。所述锁紧装置安装在杆体上，位于锚固杆件与杆体之间。所述锁紧装置与锚固杆件铰接并与杆体滑动连接。

具体的，所述撑开装置主要包括气囊、充气口、套箍、以及单向阀。所述气囊套设在杆体上，其上下两端通过套箍锁紧在杆体上，实现气囊与杆体之间密封连接。所述充气口开设在杆体上，位于气囊内。所述单向阀安装在充气口内，与杆件固定连接，实现杆体内的液体或气体只能单向进入气囊。

作为本发明的优选方案，所述充气口及单向阀设为2组以上，均安装在气囊内。这样设计可以使杆体内的液体或气体更快流入气囊中，使气囊快速膨胀，使锚固杆件快速达到撑开角度。

进一步的，为了增强气囊的气密性，所述杆体上还设有便于密封气囊的凹槽。所述凹槽位于气囊的上下两端。所述套箍安装在凹槽内。

具体的，所述锁紧装置主要包括圆环、柔性的拉件、以及限位块。所述圆环套设在杆体上，位于气囊上方，与杆体滑动连接。所述拉件的一端与圆环连接，另一端与锚固杆件连接。所述限位块安装在杆体上，位于气囊与圆环之间。当气囊把锚固杆件撑开一定角度后，为了避免撑开的角度过大，拉件和圆环会随着撑开角度的增大而下滑，直到到达限位块处停止，此时的张开角度最为适宜，抗拔力也是最大。

作为本发明的优选方案，拉件在本方案中主要用于拉住锚固杆件，避免锚固杆件的张开角度过大而设立的，因此，本发明所述拉件可以采用柔软的、用于拉住锚固杆件的绳、带、杆状物件。

作为本发明的优选方案，为了进一步提高锚杆的抗拔力，本发明以所述锚固杆件、撑开装置和锁紧装置为一个整体沿杆体自下往上依次间隔设置。这样设计能够使杆件上多处地方形成“倒刺”，与周边的岩土作用，以此增强杆件的抗拔力。

作为本发明的优选方案，为了给气囊注入大量浆液或气体，本发明所述杆体采用空心管结构。

作为本发明的优选方案，为了进一步提高锚杆的抗拔力，本发明所述锚固杆件沿杆体圆周分布。这样设计可以使杆体四周形成更多“倒刺”，与附近岩土作用后，进一步提高了杆体的抗拔力。

作为本发明的优选方案，为了避免气囊被扎破后，锚固杆件失去支撑，本发明所述气囊内灌入浆液并使其凝固成型。在该方案下，气囊作为过渡部件，主要用于前期锚固杆件的支撑及浆液成型，待浆液成型固化后，主要起支撑作用的部件是气囊包裹的固化浆液。这样设计使锚杆能够保持长期、稳定的性能下使用，凝固后的浆液也会进一步提高锚杆的抗拔力。

本发明的工作过程和原理是：锚杆插入地面前，气囊处于未充气状态。等锚杆插入地面后，首先通过充气口向气囊注入浆液，使气囊迅速膨胀并撑开锚固杆件，与此同时，慢慢张开的锚固杆件也会拉着拉件和圆环向下移动，待圆环达到限位块后，锚固杆件达到最大的张开角度。接着停止向气囊注入浆液，气囊内的浆液在单向阀作用下被困于气囊内，并在气囊内凝固成型。最后，锚固杆件在气囊的支撑和拉件的拉力作用下长期维持在合适的张开角度，以增强锚杆的抗拔性能。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的串囊式伞状锚杆采用气囊和伞状锚固件结合的方式，结合了气囊式锚杆和伞状锚杆的优点使其适用范围更广，锚固作用更强。

(2)本发明所提供的串囊式伞状锚杆采用注浆膨胀的方式，在初期锚固杆件张开时提供支撑力，当气囊内部浆液凝固后，气囊强度提高在提供锚固杆件支撑力的同时也能为杆体提供抗拔力。

(3)本发明所提供的串囊式伞状锚杆通过结合气囊式锚杆和倒伞状锚杆，使得锚杆抗拔力增强。可以控制锚固杆件张拉角度和气囊液压大小，进而控制锚杆深入岩层的深度。

附图说明

图1是本发明所提供的串囊式伞状锚杆处于完全张开状态的示意图。

图2是本发明所提供的串囊式伞状锚杆处于闭合状态的示意图。

图3是本发明所提供的串囊式伞状锚杆处于未完全张开状态的示意图。

上述附图中的标号说明：

1-杆体，2-圆环，3-限位块，4-拉件，5-锚固杆件，6-气囊，7-充气口，8-铰接件，9-套箍，10-单向阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图3所示，本实施例公开了一种串囊式伞状锚杆，主要包括杆体1、以及用于增强抗拔力的锚固杆件5、撑开装置和锁紧装置。所述锚固杆件5的一端与杆体1铰接，锚固杆件5可绕铰接处转动。所述撑开装置安装在杆体1上，位于锚固杆件5与杆体1之间，且与杆体1内部连通。所述锁紧装置安装在杆体1上，位于锚固杆件5与杆体1之间。所述锁紧装置与锚固杆件5铰接并与杆体1滑动连接。

具体的，所述撑开装置主要包括气囊6、充气口7、套箍9、以及单向阀10。所述气囊6套设在杆体1上，其上下两端通过套箍9锁紧在杆体1上，实现气囊6与杆体1之间密封连接。所述充气口7开设在杆体1上，位于气囊6内。所述单向阀10安装在充气口7内，与杆件固定连接，实现杆体1内的液体或气体只能单向进入气囊6。

作为本发明的优选方案，所述充气口7及单向阀10设为2组以上，均安装在气囊6内。这样设计可以使杆体1内的液体或气体更快流入气囊6中，使气囊6快速膨胀，使锚固杆件5快速达到撑开角度。

进一步的，为了增强气囊6的气密性，所述杆体1上还设有便于密封气囊6的凹槽。所述凹槽位于气囊6的上下两端。所述套箍9安装在凹槽内。

具体的，所述锁紧装置主要包括圆环2、柔性的拉件4、以及限位块3。所述圆环2套设在杆体1上，位于气囊6上方，与杆体1滑动连接。所述拉件4的一端与圆环2连接，另一端与锚固杆件5连接或铰接(通过铰接件8铰接)。所述限位块3安装在杆体1上，位于气囊6与圆环2之间。当气囊6把锚固杆件5撑开一定角度后，为了避免撑开的角度过大，拉件4和圆环2会随着撑开角度的增大而下滑，直到到达限位块3处停止，此时的张开角度最为适宜，抗拔力也是最大。

作为本发明的优选方案，拉件4在本方案中主要用于拉住锚固杆件5，避免锚固杆件5的张开角度过大而设立的，因此，本发明所述拉件4可以采用柔软的、用于拉住锚固杆件5的绳、带、杆状物件。

作为本发明的优选方案，为了进一步提高锚杆的抗拔力，本发明以所述锚固杆件5、撑开装置和锁紧装置为一个整体沿杆体1自下往上依次间隔设置。这样设计能够使杆件上多处地方形成“倒刺”，与周边的岩土作用，以此增强杆件的抗拔力。

作为本发明的优选方案，为了给气囊6注人大量浆液或气体，本发明所述杆体1采用空心管结构。

作为本发明的优选方案，为了进一步提高锚杆的抗拔力，本发明所述锚固杆件5沿杆体1圆周分布。这样设计可以使杆体1四周形成更多“倒刺”，与附近岩土作用后，进一步提高了杆体1的抗拔力。

作为本发明的优选方案，为了避免气囊6被扎破后，锚固杆件5失去支撑，本发明所述气囊6内灌入浆液并使其凝固成型。在该方案下，气囊6作为过渡部件，主要用于前期锚固杆件5的支撑及浆液成型，待浆液成型固化后，主要起支撑作用的部件是气囊6包裹的固化浆液。这样设计使锚杆能够保持长期、稳定的性能下使用，凝固后的浆液也会进一步提高锚杆的抗拔力。

本方案的施工过程如下：

1、将锚杆放置预定位置，进行初步预压使得锚杆杆体1稳定。

2、利用灌浆泵通过锚杆顶部进行灌浆，浆液沿着锚杆杆体1经由充气口7流到气囊6。

3、气囊6膨胀变大使得锚固杆件5张开并插入岩层。

4、柔性拉杆/拉件4张开带动圆环2向下滑动，当圆环2进入限位块3时锚固杆件5完全张开，锚固作业完成。

本发明的工作过程和原理是：锚杆插入地面前，气囊6处于未充气状态。等锚杆插入地面后，首先通过充气口7向气囊6注入浆液，使气囊6迅速膨胀并撑开锚固杆件5，与此同时，慢慢张开的锚固杆件5也会拉着拉件4和圆环2向下移动，待圆环2达到限位块3后，锚固杆件5达到最大的张开角度。接着停止向气囊6注入浆液，气囊6内的浆液在单向阀10作用下被困于气囊6内，并在气囊6内凝固成型。最后，锚固杆件5在气囊6的支撑和拉件4的拉力作用下长期维持在合适的张开角度，以增强锚杆的抗拔性能。本发明还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种串囊式伞状锚杆，其特征在于，包括杆体、以及用于增强抗拔力的锚固杆件、撑开装置和锁紧装置；所述锚固杆件的一端与杆体铰接，锚固杆件可绕铰接处转动；所述撑开装置安装在杆体上，位于锚固杆件与杆体之间，且与杆体内部连通；所述锁紧装置安装在杆体上，位于锚固杆件与杆体之间；所述锁紧装置与锚固杆件铰接并与杆体滑动连接。

2.根据权利要求1所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，所述撑开装置包括气囊、充气口、套箍、以及单向阀；所述气囊套设在杆体上，其上下两端通过套箍锁紧在杆体上，实现气囊与杆体之间密封连接；所述充气口开设在杆体上，位于气囊内；所述单向阀安装在充气口内，与杆件固定连接，实现杆体内的液体或气体只能单向进入气囊。

3.根据权利要求2所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，所述充气口及单向阀设为2组以上，均安装在气囊内。

4.根据权利要求2所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，所述杆体上还设有便于密封气囊的凹槽；所述凹槽位于气囊的上下两端；所述套箍安装在凹槽内。

5.根据权利要求1所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，所述锁紧装置包括圆环、柔性的拉件、以及限位块；所述圆环套设在杆体上，位于气囊上方，与杆体滑动连接；所述拉件的一端与圆环连接，另一端与锚固杆件连接；所述限位块安装在杆体上，位于气囊与圆环之间。

6.根据权利要求5所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，所述拉件采用柔软的、用于拉住锚固杆件的绳、带、杆状物件。

7.根据权利要求1所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，以所述锚固杆件、撑开装置和锁紧装置为一个整体沿杆体自下往上依次间隔设置。

8.根据权利要求1所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，所述杆体采用空心管结构。

9.根据权利要求1所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，所述锚固杆件沿杆体圆周分布。

10.根据权利要求2所述的串囊式伞状锚杆，其特征在于，所述气囊内灌入浆液并使其凝固成型。