CN115788538B - 一种恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及隧道支护技术领域，特别涉及一种恒阻大变形中空注浆‑树脂耦合锚固锚杆，包括锚杆本体、恒阻器、卡具、密封件。锚杆本体包括锚固段、注浆段、恒阻器段，其中锚固段用于与钻孔底部锚固剂结合以实现端部锚固，及时补偿围岩因开挖丧失的径向应力，注浆段用于在端部锚固完成后进行中空注浆，增加锚杆与破碎围岩的整体性，恒阻器段则用于与恒阻器相配合，以获得恒定支护抗力，同时配合锚杆本体高延伸性的特点，极大的提高支护效果；卡具用于锁紧锚杆本体，在围岩变形发生时，配合恒阻器施加恒定支护抗力；密封件设置在锚杆与钻孔间隙处，用于对恒阻器下部进行密封，以防止注浆浆液进入恒阻器中，同时提高注浆压力，提升注浆效率。

Description

一种恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆

技术领域

本申请涉及隧道支护技术领域，特别涉及一种恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆。

背景技术

在地下工程中，锚杆作为一种加固效果较好的初期支护构件被广泛应用。随着地下工程向青藏高原进军，隧道不可避免要穿过断层，断层带多为破裂岩石和断层泥砾，并且节理及微裂隙发育，岩体破碎且呈碎石角砾状结构，不利于锚杆锚固端的稳定。传统的采用树脂锚固剂锚固的锚杆属于端部锚固，在破碎围岩的锚固稳定性强度受影响差，不利于锚杆锚固端的长期稳定使用，而常用的注浆锚杆早期锚固强度低，需要现场绑扎注浆管、排气管和注浆专用接头等工序，具有制作复杂、安装速度慢和承载不及时等缺点的锚固强度随时间增长而增大，针对断层或断层破碎带围岩，采用树脂锚固剂或注浆锚固的预应力锚杆，从现场使用情况来看，往往会出现锚固强度低、承载滞后和钻孔利用率低等不利因素，给锚杆支护的可靠性带来很大隐患。

鉴于传统锚杆在大变形围岩支护中表现的不适应性，国内外先后研发了多种适用于围岩大变形加固的锚杆，或称之为大变形锚杆。但是现有的大变形锚杆存在一定的缺陷，如李新坡等发明的“一种恒阻大变形锚杆/锚索及其设计方法”，公布号为CN104100286B，其锚固端稳定性、结构安全可靠度可靠和耐久性有待进一步验证；许兴亮等发明的“一种恒阻大变形让压锚杆或锚索”，公布号为CN107227967A，其一级恒阻让压装置为液压油缸和活塞，结构较为复杂，稳定性有待验证。吕谦等发明的“一种新型大变形锚索构件”，公布号为CN109487786A，通过调节螺钉作用在内嵌式恒阻滑移结构上的摩擦力，从而提供锚索的支护力，其阻力相对较小，难以充分发挥锚索的加固效果。

总的来说，现有的适用大变形围岩支护的锚杆，普遍存在以下问题：

1、传统锚杆/索因其极限伸长量较小难以适用于破碎围岩的大变形，往往出现锚索破断或锚头失效，难以实现对围岩施加持续性的支护抗力。

2、破碎围岩难以为采用树脂锚固剂锚固的锚杆提供足够的锚固强度，易导致锚索锚固端失效。

3、针对破碎围岩，现多采用注浆锚杆进行全长锚固，浆液凝结时间长且不易控制，不能短时间内提供锚杆足够的锚固力，无法及时给围岩施加预应力，导致围岩松动圈继续发展，难以充分发挥锚杆的加固效果。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，所述恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆包括：

锚杆本体，所述锚杆本体的中心设置有沿轴线方向贯通的注浆通孔；

所述锚杆本体包括锚固段、注浆段、恒阻器段，所述锚固段位于锚杆末端，用于与锚固剂结合，将锚杆锚固在钻孔底部，所述注浆段位于锚固段与恒阻器段之间，在锚杆本体上注浆段靠近锚固段的一端设置有出浆孔，所述出浆孔与锚杆本体中心的注浆通孔连通；

所述恒阻器段位于钻孔孔口位置，在锚杆本体的恒阻器段设置有恒阻器；

恒阻器，所述恒阻器包括恒阻套筒、恒阻体，所述恒阻套筒套设于锚杆本体恒阻器段外围，所述恒阻体设置于恒阻套筒与锚杆本体恒阻器段之间；

卡具，所述卡具设置在锚杆本体伸出钻孔的部分，所述卡具与恒阻体抵接，以使卡具带动恒阻体在恒阻套筒内滑动；

密封件，所述密封件设置在锚杆本体与钻孔之间的间隙处，所述密封件设置在恒阻套筒下游，用于对恒阻套筒下部进行密封。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述卡具为夹片式锁具，所述夹片式锁具包括锚环、多个楔形夹片件，所述锚环设置有内锥面，所述多个楔形夹片件设置于锚环与锚杆本体之间，多个楔形夹片件与锚环内锥面楔紧配合，以锁紧锚杆本体。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述锚杆本体的锚固段与注浆段分体设置，所述锚杆本体的锚固段为树脂锚固锚杆；

所述锚杆本体还包括连接器，所述连接器连接在中空的锚杆本体注浆段与树脂锚固锚杆之间，锚杆本体注浆段与树脂锚固锚杆均螺纹连接在所述连接器上；

所述连接器上设置有出浆孔，当锚杆本体注浆段连接在连接器时，出浆孔与锚杆本体中心的注浆通孔连通。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述恒阻器还包括限位件，所述恒阻套筒一端从钻孔伸出，所述限位件连接在恒阻套筒伸出钻孔部分，所述限位件与钻孔挡止配合，以固定恒阻套筒位置。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述恒阻套筒周身设有螺纹，所述限位件与恒阻套筒螺纹连接。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述恒阻器还包括恒阻器托盘，所述恒阻器托盘设置在钻孔与限位件之间，所述恒阻器托盘中间设有通孔，所述恒阻套筒穿过恒阻器托盘通孔与限位件连接，所述恒阻器托盘被限位件压紧在钻孔外部。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述密封件包括堵浆塞，所述堵浆塞由圆环部与锥管部组成，堵浆塞圆环部与恒阻套管底部贴合接触，所述恒阻套筒压紧堵浆塞的圆环部上，所述堵浆塞的锥管部塞入锚杆本体与钻孔之间。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述锚杆本体注浆段包括无粘结段与中空注浆段；

所述密封件还包括无粘结套管，所述无粘结套管套设在锚杆本体注浆段外围，所述无粘结套管的一端设置在所述堵浆塞与锚杆本体之间，所述堵浆塞将所述无粘结套管的一端压紧在锚杆本体上；

在注浆段中，锚杆本体上设置无粘结套管的部分为无粘结段，其余部分为中空注浆段。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述密封件还包括压紧管，所述压紧管套设在锚杆本体无粘结段远离堵浆塞的一端，所述压紧管与无粘结套管部分搭接，以压紧无粘结套管。

如上所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，优选地，所述锚杆本体的锚固段为钢棒，所述钢棒上设置有横肋，横肋用于增加钢棒与锚固剂的接触面积。

与最接近的现有技术相比，本申请实施例的技术方案具有如下有益效果：

1、提高支护效率。一方面，针对破碎围岩大变形的支护手段，采用恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆作为支护构件，该锚杆被施加预应力之后，由于锚杆兼顾大变形量和恒定支护抗力，可适应围岩较大变形并持续提供支护抗力。另一方面，本发明首先通过树脂锚固剂对锚杆进行端部锚固，快速施加预应力，及时补偿围岩因开挖丧失的径向应力，恢复围岩的三向稳定应力状态，有效抑制围岩松动圈的发展；进一步，通过中空杆体开展压力注浆进行全孔锚固，注浆在围岩内部的节理、微裂隙和空腔中形成结石体，锚杆与破碎围岩的整体性进一步增加，形成更厚的组合拱，可应对破碎围岩的大变形，极大提高了破碎围岩的支护效果。

2、提高注浆效率。锚索索体为中空结构，自带注浆芯管，无需现场绑扎注浆管和排气管，采用反向压力注浆，降低气穴空洞产生的概率。恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆将锚杆施工工序与注浆工序结合在一起，实现了一杆两用，即能满足锚杆安装，又能满足注浆需要，使得施工更加便捷，显著提高注浆施工效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：

图1为本发明实施例中恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆整体结构示意图；

图2为本发明实施例中连接器结构示意图；

图3为本发明实施例中无粘结管结构示意图；

图4为本发明实施例中恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆工作流程图。

附图标记说明：

1-六角螺母、2-锚杆本体、3-夹片式锁具、4-恒阻锥体、5-恒阻器托盘、6-恒阻套筒、7-堵浆塞、8-无粘结套管、9-压紧管、10-注浆通孔、11-连接器、12-树脂锚固锚杆、13-扩径孔、14-普通孔、15-恒阻器段、16-无粘结段、17-注浆段、18-锚固段、19-限位件、20-出浆孔、21-中空锚杆连接孔、22-树脂锚杆连接孔、23-中空注浆段。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各个示例通过本申请的解释的方式提供而非限制本申请。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本申请的范围或精神的情况下，可在本申请中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

除另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本公开实施例的目的，不是旨在限制本公开。

在本申请的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请而不是要求本申请必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。本申请中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连；可以是有线电连接、无线电连接，也可以是无线通信信号连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

根据本发明的具体实施例，如图1-3所示，本发明提供一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆包括：

锚杆本体2，锚杆本体2的中心设置有沿轴线方向贯通的注浆通孔10；

锚杆本体2包括锚固段18、注浆段17、恒阻器段15，锚固段18位于锚杆末端，用于与锚固剂结合，将锚杆锚固在钻孔底部，注浆段17位于锚固段18与恒阻器段15之间，在锚杆本体2上，注浆段17靠近锚固段18的一端设置有出浆孔20，出浆孔20与锚杆本体2中心的注浆通孔10连通；

恒阻器段15位于钻孔孔口位置，在锚杆本体2的恒阻器段15设置有恒阻器；

恒阻器，恒阻器包括恒阻套筒6、恒阻体，恒阻套筒6套设于锚杆本体恒阻器段15外围，恒阻体设置于恒阻套筒6与锚杆本体恒阻器段15之间；

卡具，卡具设置在锚杆本体2伸出钻孔的部分，卡具与恒阻体抵接，以使卡具带动恒阻体在恒阻套筒6内滑动；

密封件，密封件设置在锚杆本体2与钻孔之间的间隙处，密封件设置在恒阻套筒6下游，用于对恒阻套筒6下部进行密封。

恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆设置在钻孔内部，一端伸入钻孔底部配合锚固剂进行初始锚固，另一端伸出钻孔以方便连接外部机器设备；从钻孔顶部到底部，锚杆本体2依次划分为恒阻器段15、注浆段17、锚固段18，其中恒阻器段15位于钻孔孔口位置，设置在恒阻套筒6内部，在围岩发生变形的情况下，围岩夹持恒阻套筒6向远离钻孔底部的方向移动，由于锚杆在钻孔底部进行锚固，无法跟随恒阻套筒6运动，同时由于卡具与恒阻体抵接，在卡具的限位作用下，恒阻体同样无法跟随恒阻套筒6运动，当围岩变形产生的作用力小于恒阻体与恒阻套筒6之间的静摩擦力时，恒阻体保持静止，主要依靠锚杆本体2的变形来产生支护抗力以抵抗围岩变形，当围岩变形产生的作用力大于恒阻体与恒阻套筒6之间的静摩擦力时，恒阻体在卡具的顶推作用下沿恒阻套筒6向钻孔内部进行滑动，依靠恒阻体在恒阻套筒6内运动所产生的阻力来产生恒定的支护抗力以抵抗围岩变形。

钻孔施工成与恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆外部形状、尺寸相适配的阶梯状孔洞，包括方便安装恒阻器的扩径孔13以及方便进行初始锚固、注浆的普通孔14。

在本实施例中，锚杆本体2采用NPR材料，具有高延伸性，在围岩发生大变形时，可随之延伸变形并持续提供支护抗力，配合恒阻器的使用，具有兼顾大变形量和提供恒定支护抗力的特点，具有良好的支护效果。

卡具为夹片式锁具3，夹片式锁具3包括锚环、多个楔形夹片件，锚环设置有内锥面，多个楔形夹片件设置于锚环与锚杆本体2之间，多个楔形夹片件与锚环内锥面楔紧配合，以锁紧锚杆本体2。

在完成端部初始锚固后，对锚杆本体2进行预应力施加，在保持恒阻体与夹片式锁具3位置不变的情况下，通过千斤顶向远离钻孔底部的方向张拉锚杆本体2，当达到设计预紧力后移除千斤顶，锚杆本体2在自身弹力作用下开始恢复形变，但由于锚环与楔形夹片件的楔紧配合，导致锚杆本体2在恢复形变的过程中被夹片式锁具3锁紧，锚杆本体2带动锁具3顶推恒阻体，但由于恒阻体与恒阻套筒6静擦力大于锚杆本体2恢复形变的弹力，使得锚杆本体2变形无法恢复，以此实现预应力的维持。

在围岩发生变形的情况下，围岩夹持恒阻套筒6向远离孔底的方向移动，在卡具的限位作用下，恒阻体无法跟随恒阻套筒6运动，但当恒阻体与恒阻套筒6之间的阻力大于卡具的限位阻力时，卡具发生移动，进而导致锚杆支护失效。采用夹片式锁具3时，在恒阻体与恒阻套筒6阻力作用下，锚环与楔形夹片件发生楔紧配合，进而增大夹片式锁具3的限位阻力，并进一步锁紧锚杆本体2，使得限位作用得以维持。

在本实施例中，恒阻体套设在锚杆本体2上，恒阻体为恒阻锥体4，便于恒阻体的安装，恒阻锥体4小端伸入恒阻套筒6内部并指向钻孔底部，恒阻锥体4最大外径略大于恒阻套筒6内径，恒阻锥体4与恒阻套筒6过盈连接；其次，恒阻锥体4具有较强的刚度，恒阻套筒6具有较强的韧度，且恒阻锥体4强度大于恒阻套筒6强度，恒阻锥体4在恒阻套筒6内滑动时，恒阻锥体4形状不变，而恒阻套筒6发生变形进而产生恒定的阻力；最后，恒阻锥体4的使用为锚杆本体2预应力的施加提供了一种更便捷的方案，即可通过千斤顶顶推夹片式锁具3沿锚杆本体2向钻孔底部的方向发生移动，夹片式锁具3进而顶推恒阻锥体4在恒阻套筒6内部滑动，恒阻套筒6发生变形，在恒阻套筒6恢复形变的弹力的作用下，配合恒阻锥体4的倒锥面，进而产生远离钻孔底部的反作用力，该反作用力作用在恒阻锥体4上，进而传导至夹片式锁具3，在锚环内锥面与楔形夹片件的楔紧配合下，使锚杆本体2受到张拉。

锚杆本体2的锚固段18与注浆段17分体设置，锚杆本体2的锚固段18为树脂锚固锚杆12；锚杆本体2还包括连接器11，连接器11连接在中空的锚杆本体注浆段17与树脂锚固锚杆12之间，锚杆本体2与树脂锚固锚杆12均螺纹连接在所述连接器11上；连接器11上设置有出浆孔20，当锚杆本体注浆段17连接在连接器11时，出浆孔20与锚杆本体2中心的注浆通孔10连通。

在本实施例中，连接器11两端分别设有竖向中空锚杆连接孔21、树脂锚杆连接孔22，中部设置横向出浆孔20，锚杆本体注浆段17、树脂锚固段18分别插入连接器11两端连接孔，并通过设置在连接器11连接孔内壁的螺纹进行连接，锚杆本体注浆段17通过连接器11竖向中空锚杆连接孔21伸入到中部横向出浆孔20中，锚杆中间注浆通孔10与连接器11横向出浆孔20连通。

在本实施例中，锚杆本体锚固段18采用树脂锚固剂，锚杆连接外部机器设备的端部焊接有六角螺母1，在进行初始锚固时，搅拌器通过夹持锚杆端部六角螺母1，进而对钻孔底部树脂锚固剂进行搅拌，可快速施加预应力，及时补偿围岩因开挖丧失的径向力，恢复围岩的三向稳定应力状态，有效抑制围岩松动圈的发展；同时，六角螺母1设置有中间孔洞，与锚杆本体2中间的注浆通孔10连通，在进行中空注浆时，注浆器从六角螺母1中间孔洞注入浆液，继而进入锚杆注浆通孔10，锚杆中间注浆通孔10连接至连接器11横向出浆孔20，并从连接器11横向出浆孔20中流出至钻孔，进行注浆锚固，并且在密封件的密封作用下，浆液无法通过恒阻套筒6向钻孔外部泄出，增大了注浆压力，使得浆液充分进入围岩内部，并在节理、微裂隙及空腔中形成结石体，尤其针对破碎围岩，可加强整体性，形成更厚的组合拱，极大的提供支护效果。

恒阻器还包括限位件19，恒阻套筒6一端从钻孔伸出，限位件19连接在恒阻套筒6伸出钻孔部分，限位件19与钻孔挡止配合，以固定恒阻套筒6位置。

在本实施例中，限位件19为环形扣件，环形扣件设置在恒阻套筒6外围，并与恒阻套筒6伸出钻孔部分固定连接，用与钻孔挡止配合，防止恒阻套筒6与钻孔发生相对移动，导致恒阻器失效，同时在围岩变形时，还可通过推动环形扣件来带动恒阻套筒6移动。

恒阻套筒6周身设有螺纹，以增加围岩对恒阻套筒6的夹持力，便于恒阻套筒6跟随围岩的移动，以发挥恒阻锥体4的作用，限位件19与恒阻套筒6螺纹连接。

为便于限位件19旋紧在恒阻套筒6外围，恒阻器还包括恒阻器托盘5，恒阻器托盘5设置在钻孔与限位件19之间，恒阻器托盘5中间设有通孔，恒阻套筒6穿过恒阻器托盘5通孔与限位件19连接，恒阻器托盘5被限位件19压紧在钻孔外部；在本实施例中，恒阻托盘5中间通孔尺寸与恒阻套筒外径尺寸一致，使得恒阻托盘5套入恒阻套筒6后不发生相对移动；另外，恒阻托盘5尺寸大于限位件19，增加了围岩变形产生的推力对恒阻器的作用面积，进一步保证了恒阻器的使用效果。

密封件包括堵浆塞7，堵浆塞7由圆环部与锥管部组成，堵浆塞圆环部与恒阻套管6底部贴合接触，恒阻套筒6压紧堵浆塞7的圆环部上，堵浆塞7的锥管部塞入锚杆本体2与钻孔之间。

在本实施例中，堵浆塞7由圆环部与锥管部组成，中间设有通孔，堵浆塞7内部通孔与锚杆本体2贴合接触，堵浆塞锥管部小径端，塞入锚杆本体2与普通孔14之间，堵浆塞圆环部位大径端，与扩径孔13底部贴合接触，恒阻套筒6底部压紧段堵浆塞圆环部，以防止浆液进入恒阻套筒6内部；在施加预应力的过程中，锚杆本体2恢复变形的弹力经过夹片式锁具3、恒阻锥体4传导至恒阻套筒6，进而使得恒阻套筒6压紧堵浆塞7，并配合堵浆塞7倒锥面的设置，使得堵浆塞7被越压越紧。

锚杆本体注浆段17包括无粘结段16与中空注浆段23；密封件还包括无粘结套管8，无粘结套管8套设在锚杆本体注浆段17外围，无粘结套管8的一端设置在所述堵浆塞7与锚杆本体2之间，堵浆塞7将所述无粘结套管8的一端压紧在锚杆本体2上；

在注浆段17中，锚杆本体2上设置无粘结套管8的部分为无粘结段16，其余部分为中空注浆段23。

无粘结套管8可采用橡胶软管或者金属波纹套管。由于锚杆本体无粘结段16被无粘结套管8所包裹，在进行中空注浆时，处于不与浆液粘结的自由状态，当对锚杆本体2进行预应力张拉或围岩发生变形时，随着外力的施加，被无粘结套管8包裹的锚杆本体2，即无粘结段16可进行自由拉伸变形，以充分发挥材料高延伸性的特点，另外，由于无粘结套管8设置在堵浆塞7与锚杆本体2之间，对堵浆塞7与锚杆本体2之间的空隙进行辅助封堵，配合堵浆塞7的使用，使得注浆浆液无法进入到恒阻套筒6内，进一步加强了密封件的封闭效果。

为防止注浆过程中，注浆浆液从无粘结套管8底部缝隙进入到无粘结套管8内部，与锚杆本体2直接接触，使得锚杆本体2与无粘结套管8发生粘结，以导致无粘结套管8功能失效，密封件还包括压紧管9，压紧管9套设在锚杆本体无粘结段16底部，压紧管9与无粘结套管8部分搭接，以压紧无粘结套管8，另外，压紧管9还加强了无粘结套管8工作状态的稳定性，以防止在使用过程中出现脱落。

在本实施例中，压紧管9具有较强的韧度，内部设置有阶梯状通孔，其中压紧管9与无粘结套管8搭接段为大径孔，大径孔内径大于锚杆本体2外径，略小于无粘结套管8外径，使得压紧管9大径孔在套入无粘结套管8后，可压紧无粘结套管8，大径孔内壁设置螺纹，无粘结套管8外壁对应位置同样设置有螺纹，压紧管9大径孔通过螺纹连接在无粘结套管8下部，压紧管9压紧无粘结套管8，以使其紧贴锚杆本体2；压紧管9与锚杆本体2直接接触部分为小径孔，压紧管9小径孔内径与锚杆本体2外径相同。

锚杆本体2的锚固段18为钢棒，钢棒上设置有横肋，横肋用于增加钢棒与锚固剂的接触面积。锚杆本体锚固段18与其他部分锚杆本体2使用材料不同，采用钢棒，具有较高的强度，并且可与树脂锚固剂发生较好的粘结效果。

根据本发明的具体实施例，如图4所示，该恒阻大变形中空注浆-树脂耦合锚固锚杆使用过程如下：

首先在岩体进行普通锚杆孔的加工，在普通孔14加工完成的基础上，结合恒阻器尺寸数据，进行钻孔扩径；在钻孔施工的过程中，可同步进行锚杆的初步装配，即将锚杆本体锚固段18与锚杆本体其他部分通过连接器11连接起来，把压紧管9、无粘结套管8依次套入锚杆本体注浆段17，在对应的设计位置旋紧压紧管9，压紧管9压紧无粘结套管8并使其紧贴锚杆本体2；

然后将一定数量的树脂锚固剂量送入钻孔底部，将完成初步装配的锚杆装入在钻孔内部并与底部树脂锚固剂相接触，通过焊接在锚杆顶部的六角螺母1与外部搅拌器进行连接，搅拌器工作时带动锚杆进行旋转，进而对设置在钻孔底部的树脂锚固剂进行搅拌，固结到设计强度后即完成初始锚固；

在完成树脂锚固段18安装后，将堵浆塞7与恒阻套筒6配合顶入扩径孔13内，其中恒阻套筒6底部压紧堵浆塞圆环部，堵浆塞锥管部塞入到普通孔14与锚杆本体2之间，以防止注浆浆液外泄进入到恒阻套筒6内，随后将恒阻锥体4、夹片式锁具3依次套入锚杆本体2，恒阻锥体4小端伸入恒阻套筒6内部并指向钻孔底部，夹片式锁具3与恒阻锥体4抵接，将恒阻器托盘5套入恒阻套筒6伸出钻孔的部分，最后旋紧限位件19使恒阻器托盘5紧贴围岩以完成锚杆安装；

在完成端部初始锚固后，对锚杆本体2进行预应力施加，在保持恒阻锥体4与夹片式锁具3位置不变的情况下，通过千斤顶向远离钻孔底部的方向张拉锚杆本体2，当达到设计预紧力后移除千斤顶，锚杆本体2在自身弹力作用下恢复形变，但由于锚环与楔形夹片件的楔紧配合，导致锚杆本体2在恢复形变的过程中被夹片式锁具3锁紧，从而锚杆本体2带动夹片式锁具3顶推恒阻锥体4，但由于恒阻锥体4与恒阻套筒6静擦力大于锚杆本体2恢复形变的弹力，使得锚杆本体2变形无法恢复，以此实现预应力的维持；

在预应力施加完成后，进行中空注浆，注浆器从锚杆顶部六角螺母1中间孔洞注入浆液，继而进入锚杆本体注浆通孔10，锚杆注浆通孔10连接至连接器11横向出浆孔20，注浆浆液从连接器11出浆孔20中流出至钻孔，实现中空注浆锚固。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，其特征在于，所述恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆包括：

锚杆本体，所述锚杆本体的中心设置有沿轴线方向贯通的注浆通孔，所述锚杆本体采用NPR材料；

所述锚杆本体包括锚固段、注浆段、恒阻器段，所述锚固段位于锚杆末端，用于与锚固剂结合，将锚杆锚固在钻孔底部，所述注浆段位于锚固段与恒阻器段之间，在锚杆本体上注浆段靠近锚固段的一端设置有出浆孔，所述出浆孔与锚杆本体中心的注浆通孔连通；

所述恒阻器段位于钻孔孔口位置，在锚杆本体的恒阻器段设置有恒阻器；

恒阻器，所述恒阻器包括恒阻套筒、恒阻体，所述恒阻套筒套设于锚杆本体恒阻器段外围，所述恒阻体设置于恒阻套筒与锚杆本体恒阻器段之间；

卡具，所述卡具设置在锚杆本体伸出钻孔的部分，所述卡具与恒阻体抵接，以使卡具带动恒阻体在恒阻套筒内滑动；

密封件，所述密封件设置在锚杆本体与钻孔之间的间隙处，所述密封件设置在恒阻套筒下游，用于对恒阻套筒下部进行密封；

所述密封件包括堵浆塞，所述堵浆塞由圆环部与锥管部组成，堵浆塞圆环部与恒阻套管底部贴合接触，所述恒阻套筒压紧堵浆塞的圆环部上，所述堵浆塞的锥管部塞入锚杆本体与钻孔之间；

所述锚杆本体注浆段包括无粘结段与中空注浆段；

所述密封件还包括无粘结套管，所述无粘结套管套设在锚杆本体注浆段外围，所述无粘结套管的一端设置在所述堵浆塞与锚杆本体之间，所述堵浆塞将所述无粘结套管的一端压紧在锚杆本体上；

在注浆段中，锚杆本体上设置无粘结套管的部分为无粘结段，其余部分为中空注浆段。

2.根据权利要求1所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，其特征在于，所述卡具为夹片式锁具，所述夹片式锁具包括锚环、多个楔形夹片件，所述锚环设置有内锥面，所述多个楔形夹片件设置于锚环与锚杆本体之间，多个楔形夹片件与锚环内锥面楔紧配合，以锁紧锚杆本体。

3.根据权利要求1所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，其特征在于，所述锚杆本体的锚固段与注浆段分体设置，所述锚杆本体的锚固段为树脂锚固锚杆；

所述锚杆本体还包括连接器，所述连接器连接在中空的锚杆本体注浆段与树脂锚固锚杆之间，锚杆本体注浆段与树脂锚固锚杆均螺纹连接在所述连接器上；

所述连接器上设置有出浆孔，当锚杆本体注浆段连接在连接器时，出浆孔与锚杆本体中心的注浆通孔连通。

4.根据权利要求1所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，其特征在于，所述恒阻器还包括限位件，所述恒阻套筒一端从钻孔伸出，所述限位件连接在恒阻套筒伸出钻孔部分，所述限位件与钻孔挡止配合，以固定恒阻套筒位置。

5.根据权利要求4所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，其特征在于，所述恒阻套筒周身设有螺纹，所述限位件与恒阻套筒螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，其特征在于，所述恒阻器还包括恒阻器托盘，所述恒阻器托盘设置在钻孔与限位件之间，所述恒阻器托盘中间设有通孔，所述恒阻套筒穿过恒阻器托盘通孔与限位件连接，所述恒阻器托盘被限位件压紧在钻孔外部。

7.根据权利要求1所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，其特征在于，所述密封件还包括压紧管，所述压紧管套设在锚杆本体无粘结段远离堵浆塞的一端，所述压紧管与无粘结套管部分搭接，以压紧无粘结套管。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种恒阻大变形注浆-树脂耦合锚固锚杆，其特征在于，所述锚杆本体的锚固段为钢棒，所述钢棒上设置有横肋，横肋用于增加钢棒与锚固剂的接触面积。

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