CN213928393U - 一种可扩大式锚固装置及隧道支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可扩大式锚固装置及隧道支护结构，可扩大式锚固装置包括锚管和可扩大式锚固机构，可扩大式锚固机构包括设置在锚管外端的锚固扩大管和插装在锚固扩大管内用于使锚固扩大管外端张开的锚固堵头；隧道支护结构包括钢拱架和多个可扩大式锚固装置；每榀钢拱架和设置在该榀所述钢拱架上的多个可扩大式锚固装置均布设在同一个隧道横断面上。本实用新型通过可扩大式锚固装置对锚管的外端进行锚固，提高了锚管的锚固力，可防止待锚固体发生较大变形，避免了施工中的安全隐患，提高了待锚固体锚固施工的安全性；利用隧道支护结构对开挖的隧道进行支护，对已开挖隧道进行支撑，防止隧道变形，提高隧道的整体稳定性。

Description

一种可扩大式锚固装置及隧道支护结构

技术领域

本实用新型属于锚固支护施工技术领域，尤其是涉及一种可扩大式锚固装置及隧道支护结构。

背景技术

软弱破碎围岩由于裂隙发育，结构面相互交织，随机分布，没有明显的方向性，在一定程度上可以将其看做是各向均质连续体软弱破碎围岩整体抗压强度较低，洞室开挖后围岩稳定性差，极易失稳破坏；在地下工程、矿上巷道、铁路隧道及边坡防护施工过程中，由于裂隙发育，抗压强度较低，洞室开挖后围岩稳定性差，极易失稳破坏，为了防止地测变形、坍塌、失稳而需要对地层进行加固，对地层进行加固的一种主要的支护技术是采用锁脚锚管(杆)；但是施工过程中，往往由于锁脚锚管(杆)锚固力不足而导致地层发生较大位移，从而引起地层较大变形，给施工安全带来隐患。为了有效提高隧道施工中锚管的锚固效果，因此提供一种隧道支护结构对隧道的拱部进行加固。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种可扩大式锚固装置及隧道支护结构，通过所述可扩大式锚固装置对锚管的外端进行锚固，提高了锚管的锚固力，可防止待锚固体发生较大变形，避免了施工中的安全隐患，提高了待锚固体锚固施工的安全性；利用隧道支护结构对开挖的隧道进行支护，对已开挖隧道进行支撑，防止隧道变形，提高隧道的整体稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种可扩大式锚固装置及隧道支护结构，其特征在于：包括由内向外插入锚孔内的锚管和设置在所述锚管外端的可扩大式锚固机构，所述可扩大式锚固机构包括设置在所述锚管外端的锚固扩大管和插装在所述锚固扩大管内用于使所述锚固扩大管外端张开的锚固堵头，所述锚固堵头内开设有与锚管连通的注浆通道，所述锚固堵头上设置有沿所述锚孔的深度方向由外向内转动且推动所述锚固堵头向内移动的传力杆；所述锚管、所述可扩大式锚固机构、所述传力杆和所述锚孔均同轴布设。

上述的一种可扩大式锚固装置，其特征在于：所述锚固扩大管由一根预制钢管切割形成，所述预制钢管的管径由内向外逐渐减小，所述锚固扩大管的管段上开设有多条切割缝，多条所述切割缝沿锚固扩大管外端的周向方向均匀布设，所述切割缝为由所述预制钢管的外侧向内侧平直切割的缝隙。

上述的一种可扩大式锚固装置，其特征在于：所述锚固堵头包括伸入至所述锚管内的移动杆和设置在所述移动杆外端且与所述移动杆同轴布设的堵头；所述移动杆与所述传力杆插装连接；所述堵头卡装在所述移动杆的外端；所述注浆通道包括开设在所述移动杆内部的连通孔和开设在所述堵头上的注浆通孔组件，所述连通孔与所述移动杆同轴布设，所述连通孔、所述注浆通孔组件均与所述锚管连通。

上述的一种可扩大式锚固装置，其特征在于：所述注浆通孔组件包括设置在堵头外端的纵向通孔和设置在所述堵头上的多个环向通孔；所述纵向通孔与所述堵头同轴布设，所述纵向通孔与所述连通孔相连通；多个环向通孔沿所述堵头的周向方向均匀布设，每个所述环向通孔均与所述纵向通孔相连通。

上述的可扩大式锚固装置的隧道支护结构，其特征在于：包括对隧道内壁进行支护的钢拱架和从内到外斜向设置在钢拱架上且沿所述钢拱架轮廓线布设的多个所述可扩大式锚固装置；每个所述可扩大式锚固装置的内端均固定在所述钢拱架上，每榀所述钢拱架和设置在该榀所述钢拱架上的多个所述可扩大式锚固装置均布设在同一个隧道横断面上。

上述的一种隧道支护结构，其特征在于：所述锚管为钢管，所述钢拱架为拱形钢拱架，所述锚管的内端焊接在所述钢拱架上。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过所述可扩大式锚固装置对锚管的外端进行锚固，提高了锚管的锚固力，可防止待锚固体发生较大变形，避免了施工中的安全隐患，提高了待锚固体锚固施工的安全性。

2、本实用新型结合所述锚固扩大管和所述锚固堵头，既能对所述锚管的外端起到封堵作用，又能在注浆时形成锚固扩大端，用于加强所述锚管的锚固力，提高了锚管的抗拉拔力和待锚固体的稳定性。

3、本实用新型采用传力杆调整所述锚固堵头的位置，既能方便施工人员在所述锚孔中完成位置调节，同时所述锚固堵头的位置调整完以后即可从所述锚孔中撤出不影响后续的注浆工作。

4、本实用新型利用隧道支护结构对开挖的隧道进行支护，对已开挖隧道进行支撑，防止隧道变形，提高隧道的整体稳定性。

综上所述，本实用新型通过所述可扩大式锚固装置对锚管的外端进行锚固，提高了锚管的锚固力，可防止待锚固体发生较大变形，避免了施工中的安全隐患，提高了待锚固体锚固施工的安全性；利用隧道支护结构对开挖的隧道进行支护，对已开挖隧道进行支撑，防止隧道变形，提高隧道的整体稳定性。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型可扩大式锚固装置的结构示意图。

图2为本实用新型连接组件的结构示意图。

图3为本实用新型可扩大式锚固堵头的结构示意图。

图4为本实用新型锚固扩大管挤压后的结构示意图。

图5为本实用新型隧道支护结构的结构示意图。

附图标记说明:

1—钢拱架； 2—土体； 3—锚管；

4—隧道； 6—锚固扩大管；

6-1—切割缝； 7—移动杆； 7-1—外螺纹；

7-2—安装槽； 8—堵头； 8-1—纵向通孔；

8-2—环向通孔； 9—传力杆； 10—锚固扩大端；

11—止浆阀； 12—连通管； 13—注浆机。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型包括由内向外插入锚孔内的锚管3和设置在所述锚管3外端的可扩大式锚固机构，所述可扩大式锚固机构包括设置在所述锚管3外端的锚固扩大管6和插装在所述锚固扩大管6内用于使所述锚固扩大管6外端张开的锚固堵头，所述锚固堵头内开设有与锚管3连通的注浆通道，所述锚固堵头上设置有沿所述锚孔的深度方向由外向内转动且推动所述锚固堵头向内移动的传力杆9；所述锚管3、所述可扩大式锚固机构、所述传力杆9和所述锚孔均同轴布设。

实际使用时，将所述可扩大式锚固装置安装在需要加固的钢拱架1上，通过注浆在所述可扩大式锚固装置的外端形成锚固扩大端10，所述锚固扩大端10和土体2相融合，在所述可扩大式锚固装置的外端形成一个固定头；钢拱架1在传统施工中发生较大变形时，只能通过锚管3对钢拱架1起到一个支撑和锚固的作用，结合本实用新型注浆形成的锚固扩大端10，当所述钢拱架1发生较大变形时，由于变形产生的应力作用到锚管3上，对锚管3进行拖拽，位于锚管3外端的锚固扩大端10能对造成锚管3位移的拖拽进行稳固，防止钢拱架1发生较大变形时，所述锚管3发生位移；提高了锚管3的锚固力，避免了施工中的安全隐患，提高了钢拱架1锚固施工的安全性。

其中，结合所述锚固扩大管6和所述锚固堵头，所述锚固堵头可在传力杆9的带动下在所述锚固扩大管6内转动，由于所述锚固堵头对所述锚固扩大管6的挤压作用，使锚固扩大管6的外端沿着切割缝6-1的开设方向张开，再通过所述堵头8对锚固扩大管6进行封堵，使注浆过程中注浆液不会回流，张开后的锚固扩大管6和所述堵头8在土体2内形成一个扩大式的结构，最后注浆液完成注浆后形成锚固扩大端10，用于加强所述锚管3的锚固力，提高了锚管3的抗拉拔力和钢拱架1的稳定性。

另外，传力杆9的主要作用就是为了调整所述锚固堵头的位置，带动所述锚固堵头由外向内移动，实现所述堵头8对所述锚固扩大管6的挤压作用，安装所述可扩大式锚固装置时，所述传力杆9可在锚管3和所述可扩大式锚固机构安装完成后再安装，为了保证传力杆9的外端准确安装在所述安装槽7-2内，所述传力杆9需与所述锚管3同轴布设；为了方便后续注浆，所述锚固堵头的位置调整完以后，所述传力杆9即可拆除，不影响后续注浆；后续注浆后可形成锚固扩大端10，加强所述锚管3的抗拉拔力，更好的对钢拱架1进行支撑，减小钢拱架1变形。

如图5所示，所述锚管3的外端伸入至所述锚孔内，所述锚管3的内端固定在钢拱架1上，注浆完成后在锚管3的外端形成锚固扩大端10，所述锚固扩大端10通过锚管3与钢拱架1连接为一体，当所述钢拱架1发生较大变形时，由于变形产生的应力作用到锚管3上，对锚管3进行拖拽，位于锚管3外端的锚固扩大端10能对造成锚管3位移的拖拽进行稳固，共同对钢拱架1进行支撑，减小钢拱架1变形，提高钢拱架1的整体稳定性。

实际使用时，所述锚固扩大管6的内端和所述锚管3的外端焊接固定，所述锚固扩大管6在进行注浆前通过所述堵头8的挤压，从切割缝6-1处向外延伸，经由锚固扩大管6注入堵头8的注浆液在凝固后可形成锚固扩大端10，达到加强锚固的作用。所述锚固堵头插入所述锚固扩大管6内再和锚固扩大管6转动连接，可通过螺纹连接，实现所述锚固堵头和所述锚固扩大管6的转动连接。所述传力杆9的内端穿出所述锚管3延伸至钢拱架1内，所述传力杆9的外端与所述锚固堵头连接。

如图2所示，本实施例中，所述锚固扩大管6由一根预制钢管切割形成，所述预制钢管的管径由内向外逐渐减小，所述锚固扩大管6的管段上开设有多条切割缝6-1，多条所述切割缝6-1沿锚固扩大管6外端的周向方向均匀布设，所述切割缝6-1为由所述预制钢管的外侧向内侧平直切割的缝隙。

实际使用时，所述锚固扩大管6的外径由内向外逐渐减小，便于锚固扩大管6的外端切削土体，减小阻力。所述锚固扩大管6内端的内径和所述连接管5的内径相等，一方面方便后续注浆，另一方面在所述锚固堵头转动的过程中，所述锚固堵头的移动杆7能从锚固扩大管6内通过，保证在所述锚固堵头对锚固扩大管6挤压过程中，实现所述锚固扩大管6的完全张开。所述切割缝6-1的数量优选为八条，所述切割缝6-1的宽度为1mm～2mm；所述切割缝6-1的长度与所述锚固扩大管6的长度相等；设置所述切割缝6-1的目的是：为了在注浆前所述锚固堵头在所述传力杆9的带动下向靠近所述锚管3的方向转动，在移动的过程中由于所述堵头8的挤压使所述锚固扩大管6沿着切割缝6-1的开设方向张开，由于所述切割缝6-1的存在，所述锚固扩大管6在挤压后沿切割缝6-1的位置分别向外延伸，注浆后可形成锚固扩大端10。

需要说明的是，所述锚固扩大管6的外端在堵头8的挤压下张开，使得所述锚固扩大管6的外端呈现爪形，结合所述堵头8，在经由注浆液注浆后形成的锚固扩大端10的直径由内向外逐渐增大；这种形状使得所述锚固扩大端10在土体2内的锚固力较大，能更好的对钢拱架1进行锚固。

如图3所示，本实施例中，所述锚固堵头包括伸入至所述锚管3内的移动杆7和设置在所述移动杆7外端且与所述移动杆7同轴布设的堵头8；所述移动杆7与所述传力杆9插装连接；所述堵头8卡装在所述移动杆7的外端；所述注浆通道包括开设在所述移动杆7内部的连通孔和开设在所述堵头8上的注浆通孔组件，所述连通孔与所述移动杆7同轴布设，所述连通孔、所述注浆通孔组件均与所述锚管3连通。

实际使用时，所述移动杆7和堵头8焊接固定，所述移动杆7的主要作用是在传力杆9的带动下实现所述锚固堵头的转动，所述堵头8一方面在注浆时对所述锚固扩大管6起到封堵作用，另一方面在转动过程中对锚固扩大管6进行挤压，实现锚固扩大管6的张开。可在所述锚固扩大管6的内侧面上开设内螺纹，在所述移动杆7的外侧面上开设与所述内螺纹相配合的外螺纹，实现所述锚固堵头和所述锚固扩大管6的转动连接。可在所述移动杆7的内端面上开设有与传力杆9外端配合的安装槽7-2，来实现所述移动杆7和所述传力杆9之间的插装连接；所述安装槽7-2的深度为1cm～2cm，设置所述安装槽7-2的目的是：便于所述传力杆9的安装，使所述锚固堵头在进入所述锚孔的情况下还能对其进行操作。所述连通孔的作用是为了将注浆液输送至所述堵头8内，进入所述连通孔内的浆液再经由所述注浆通孔组件注入周围的土体2中。所述移动杆7的外径与所述锚固扩大管6外端的内径相等，才能使所述锚固堵头在向靠近所述锚管3的方向转动时，所述移动杆7能自由通过所述锚固扩大管6并在锚固扩大管6转动。

如图1和图3所示，本实施例中，所述注浆通孔组件包括设置在堵头8外端的纵向通孔8-1和设置在所述堵头8上的多个环向通孔8-2；所述纵向通孔8-1与所述堵头8同轴布设，所述纵向通孔8-1与所述连通孔相连通；多个环向通孔8-2沿所述堵头8的周向方向均匀布设，每个所述环向通孔8-2均与所述纵向通孔8-1相连通。

实际使用时，设置所述注浆通孔组件的目的是：注浆过程中便于注浆液的流动和扩散；所述纵向通孔8-1与所述连通孔相连通，注浆液可从所述连通孔进入所述堵头8内，再由纵向通孔8-1和与所述纵向通孔8-1相连通的环向通孔8-2排出，对土体2进行注浆，形成锚固扩大端10。优选的，所述环向通孔8-2的数量优选为四个，四个所述环向通孔8-2沿堵头8的周向方向均匀布设。

本实施例中，所述隧道支护结构包括对隧道内壁进行支护的钢拱架1和从内到外斜向设置在钢拱架1上且沿所述钢拱架1轮廓线布设的多个所述可扩大式锚固装置；每个所述可扩大式锚固装置的内端均固定在所述钢拱架1上，每榀所述钢拱架1和设置在该榀所述钢拱架1上的多个所述可扩大式锚固装置均布设在同一个隧道横断面上。

本实施例中，所述锚管3为钢管，所述钢拱架1为拱形钢拱架，所述锚管3的内端焊接在所述钢拱架1上。

本实用新型使用时，先在隧道4内支护钢拱架1，再在隧道内壁上钻设安装所述可扩大式锚固装置的锚孔；然后在孔外组装所述可扩大式锚固装置并将组装好的所述可扩大式锚固装置插装至所述锚孔内；利用所述传力杆9对所述可扩大式锚固装置进行调整，即旋转所述传力杆9带动所述锚固堵头向所述锚管3的内端转动；所述堵头8在转动的过程中对所述锚固扩大管6进行挤压，使所述锚固扩大管6的端部张开，停止旋转传力杆9；然后将所述传力杆9从所述锚管3中撤出；最后利用注浆组件对所述可扩大式锚固装置进行注浆，如图5所示，所述注浆组件包括安装在止浆阀11远离所述锚管3端部的连通管12和设置在所述钢拱架1内且与所述连通管12连通用于向所述锚管3中注浆的注浆机13；注浆液通过所述注浆通道在所述堵头8的外端形成锚固扩大端10，在所述隧道4的同一个横断面内形成所述隧道支护结构。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可扩大式锚固装置，其特征在于：包括由内向外插入锚孔内的锚管(3)和设置在所述锚管(3)外端的可扩大式锚固机构，所述可扩大式锚固机构包括设置在所述锚管(3)外端的锚固扩大管(6)和插装在所述锚固扩大管(6)内用于使所述锚固扩大管(6)外端张开的锚固堵头，所述锚固堵头内开设有与锚管(3)连通的注浆通道，所述锚固堵头上设置有沿所述锚孔的深度方向由外向内转动且推动所述锚固堵头向内移动的传力杆(9)；所述锚管(3)、所述可扩大式锚固机构、所述传力杆(9)和所述锚孔均同轴布设。

2.根据权利要求1所述的一种可扩大式锚固装置，其特征在于：所述锚固扩大管(6)由一根预制钢管切割形成，所述预制钢管的管径由内向外逐渐减小，所述锚固扩大管(6)的管段上开设有多条切割缝(6-1)，多条所述切割缝(6-1)沿锚固扩大管(6)外端的周向方向均匀布设，所述切割缝(6-1)为由所述预制钢管的外侧向内侧平直切割的缝隙。

3.根据权利要求1所述的一种可扩大式锚固装置，其特征在于：所述锚固堵头包括伸入至所述锚管(3)内的移动杆(7)和设置在所述移动杆(7)外端且与所述移动杆(7)同轴布设的堵头(8)；所述移动杆(7)与所述传力杆(9)插装连接；所述堵头(8)卡装在所述移动杆(7)的外端；所述注浆通道包括开设在所述移动杆(7)内部的连通孔和开设在所述堵头(8)上的注浆通孔组件，所述连通孔与所述移动杆(7)同轴布设，所述连通孔、所述注浆通孔组件均与所述锚管(3)连通。

4.根据权利要求3所述的一种可扩大式锚固装置，其特征在于：所述注浆通孔组件包括设置在堵头(8)外端的纵向通孔(8-1)和设置在所述堵头(8)上的多个环向通孔(8-2)；所述纵向通孔(8-1)与所述堵头(8)同轴布设，所述纵向通孔(8-1)与所述连通孔相连通；多个环向通孔(8-2)沿所述堵头(8)的周向方向均匀布设，每个所述环向通孔(8-2)均与所述纵向通孔(8-1)相连通。

5.一种采用如权利要求1所述的可扩大式锚固装置的隧道支护结构，其特征在于：包括对隧道内壁进行支护的钢拱架(1)和从内到外斜向设置在钢拱架(1)上且沿所述钢拱架(1)轮廓线布设的多个所述可扩大式锚固装置；每个所述可扩大式锚固装置的内端均固定在所述钢拱架(1)上，每榀所述钢拱架(1)和设置在该榀所述钢拱架(1)上的多个所述可扩大式锚固装置均布设在同一个隧道横断面上。

6.根据权利要求5所述的一种隧道支护结构，其特征在于：所述锚管(3)为钢管，所述钢拱架(1)为拱形钢拱架，所述锚管(3)的内端焊接在所述钢拱架(1)上。

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