CN214061602U - 以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，包括带有前盘、伞状折叠杆组、后盘的伞状扩体装置，还包括螺杆、螺母，所述螺杆、螺母其中之一者与前盘或后盘固定连接，另一者与后盘或前盘转动连接；所述螺杆与螺母之间螺纹连接；螺杆或螺母的后端向钻孔外侧方向延伸；还设置有灌注管，所述灌注管的前端与伞状扩体装置连接，所述灌注管的后端向钻孔外侧方向延伸。本实用新型提供以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，以解决现有技术中在单根刚性锚筋工况下，抗浮锚杆工程对伞状扩大头的应用仍需进一步改进的问题，提供可灌浆前提条件下的以螺旋法控制张缩状态的伞状扩体设备的目的。

Description

以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域，具体涉及以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备。

背景技术

伞状扩大头系列技术中，液压扩张模式以锚孔外溢出灌浆液作为伞笼打开的标志，但由于是以水或水泥浆作为开伞的压力传导介质，工作过程不如油压系统稳定可靠，水浆加压和输送过程中更容易发生密封泄漏或接头泄露或灌浆管爆裂等，从而造成锚孔外施工人员的误判。

在抗浮锚杆领域，由于钻孔口径限制，采用单根精轧螺纹钢作为锚筋的工程设计已愈加盛行，本案申请人已申请专利中的抱箍锁定式伞状扩大头，即是针对该工况而研发，抱箍式虽然解锁操作简便，但机械加工的难度较大、费用偏高；而采用本案申请人已申请专利中的管销式解锁虽然具有便捷、可靠、成本很低的优势，但其最适宜应用的却是设计有2根及2 根以上锚筋的情形。因此，现有技术中在单根刚性锚筋工况下，抗浮锚杆工程对伞状扩大头的应用仍需待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型提供以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，以解决现有技术中在单根刚性锚筋工况下，抗浮锚杆工程对伞状扩大头的应用仍需进一步改进的问题，提供可灌浆前提条件下的以螺旋法控制张缩状态的伞状扩体设备的目的，同时本实用新型还可适用于多根锚筋的工况。

本实用新型通过下述技术方案实现：

以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，包括带有前盘、伞状折叠杆组、后盘的伞状扩体装置，还包括螺杆、螺母，所述螺杆、螺母其中之一者与前盘或后盘固定连接，另一者与后盘或前盘转动连接；所述螺杆与螺母之间螺纹连接；螺杆或螺母的后端向钻孔外侧方向延伸；还设置有灌注管，所述灌注管的前端与伞状扩体装置连接，所述灌注管的后端向钻孔外侧方向延伸。

本申请主要应用于抗浮领域，同时也可应用于房建、公路、铁道及城轨、水利水电、人防、地下工程、国防等各行业的临时性基坑支护、永久性边坡支护、隧道拱顶支护等。本申请中以锚杆向地层深部植入的方向为前/内，以基坑端为后/外；其中前盘、后盘为横向设置，螺母、螺杆沿纵向设置。本申请中螺杆或螺母之一与后盘或前盘转动连接，其中转动连接是指纵向固定、横向可旋转连接。此外，本申请中某结构向钻孔外侧方向延伸，均是指在使用时该结构既可以延伸出钻孔外，也可以在孔口处或孔口内与外部设备连接。在伞状扩大头的一些现有技术中，螺杆是作为解锁的工具，相当于开锁的钥匙，当螺杆旋转到脱离螺母后，与螺母直接或间接固定的拉筋盘或穿筋盘被复位弹簧推或拉到设定位置，以达到驱使拉筋盘、穿筋盘发生距离变化，从而实现弹簧自适应式的复张；而本申请是螺杆或螺母转动时以螺纹直接推挤或拉挤前盘或后盘前进或后退，以达到驱使拉筋盘、穿筋盘发生距离变化，从而实现全程控制式的复张。灌注管可以单独设置，也可以与锚筋或纵向柱合并设置；灌注管不限种类，可以是旋喷注浆管、灌浆管、干粉喷注管等等，可以是一根或多根，也可以包括总管和分管，或具备T型Y型混合器以及逆止阀等等；当设置有膜袋时，灌注管包括膜袋外灌注管和膜袋内灌浆管；膜袋外灌注管不仅可以是灌浆管或特殊材料灌注管，在某些情况下，出于洗孔和灌注工作的压力需要，膜袋外灌注管也可以是旋喷注浆管；当处于地下水丰富环境中时，膜袋外灌注管还可能喷注速凝干粉。灌注管的前端可以连接在伞状扩体装置的任意位置(可以是固定连接，单向固定连接，活动连接，包括螺纹固定连接、U型活动连接在内的各种可回收连接等)，可以有单个或多个泄出口。膜袋外灌注管用于钻孔扩孔段内膜袋外环境的洗孔、置换、灌注填充、地层加固处理等。当采用双重管以上旋喷注浆工艺时，本实用新型螺杆或螺母的结构特征通常位于外管，并增加设置相应的旋喷功能内套管。

众所周知，钢筋混凝土结构同时利用了混凝土的抗压功能和钢筋的抗拉、抗弯功能，较单纯的钢结构承载性能更优；而地下工程结构中如果缺少混凝土对钢筋的防护，单纯的钢结构将很快出现锈蚀进而逐步丧失承载能力；从附图20可以知道，在更多情况下，抗浮工程是与堆积层、全风化和强风化岩石打交道，节理、裂隙大量存在，岩土介质易破碎、易坍塌、非均质，抗浮锚固工程不仅需要伞状扩大头结构的高刚度，还需要环境介质尤其是伞状扩体装置后方的岩土具有较好的均质性，如果任由坍塌、空洞、孔内泥浆等的存在而不做处理、伞状扩体装置本身也不进行灌浆，则不仅伞状扩体装置无法与岩土介质融为一体从而有效调动岩土地层的承载能力，而且钢结构(伞状扩体装置)本身也会发生不可控制的变形，其承载力将会很低，在这种不灌浆的情形下，伞状扩体装置是无法发挥优良的承载性能的；因此，作为永久性的抗浮锚固工程所用伞状扩大头，本实用新型采用的螺旋扩张方式，专门设置了灌注管(包括灌浆、旋喷手段在内)，不仅将伞状扩体装置本身固化形成钢筋笼混凝土结构(即成为伞状扩大头)，而且对伞状扩大头基底(即其后方)的岩土层也进行灌注填充和灌注加固处理，并且对钻孔扩孔形成的泥浆进行置换处理，以使伞状扩大头的基底持力(岩土)层对伞状扩大头能够正常发挥扩散承载作用；本实用新型结构在伞笼扩张之后、灌注固结材料(例如旋喷注浆或灌浆)之前，虽然也可以通过螺杆或螺母的旋转退出/旋转进入动作使伞笼收缩从而将伞笼及锚筋从锚孔中拉出，但本实用新型主要的技术目的是为了：在利用锚筋自身的螺纹结构(例如精轧螺纹钢筋、玄武岩纤维筋、无缝钢管)简化扩张结构的同时，获得理想的伞状钢筋笼混凝土承载结构，而非为获得所谓回收功能；锚筋的回收完全可以通过热熔锚、 U型锚等数百种回收技术实现，并无必要为了与回收功能结合而牺牲伞状扩大头的优良承载性能、牺牲抗浮工程所必须的锚固可靠度、耐久性，这是本申请相较于某些应用于临时性锚固工程的伞锚回收技术最大的改进之处。需要注意的是，本申请实现了提供可灌浆前提条件下的以螺旋法控制张缩状态的伞状扩体设备的目的，但并不表示本实用新型只适用于单根锚筋工况。

进一步的，还包括锚筋、荷载转换装置；

所述锚筋独立设置；或，

所述锚筋与螺杆和/或螺母合并设置；

锚筋固定或可拆卸连接或活动穿设在荷载转换装置上，伞状扩体装置固定或单向固定或可拆卸固定在锚筋上，伞状扩体装置包括若干正向折叠或反向折叠的伞状折叠杆组，每个伞状折叠杆组包括若干折叠杆，且在伞状折叠杆组的前、后两端处，折叠杆均被集中铰接约束呈中心对称状。

本方案中，锚筋可以独立设置，也可以与螺杆和/或螺母合并设置，也可能与前盘或后盘合并设置，或与荷载转换装置合并设置。螺杆或螺母可能与荷载钻换装置合并设置，也可能与前盘或后盘合并设置。其中，锚筋与螺杆和/或螺母合并设置，是以螺杆和/或螺母作为锚筋本身的一部分、将荷载传递至荷载转换装置，其中螺杆与螺母之间始终保持螺纹连接。

通常情况下，螺杆或螺母只能在预扩孔后植入伞笼的工况下与注浆管合并设置，而无法在钻杆自钻并自携伞笼工况下与钻杆合并设置，但有一种情况例外，那就是伞笼后方的钻杆接头采用纵向螺栓连接或横向销轴连接或钻杆为整体无接头，钻杆可以自由进行正向或反向旋转而不需要担心接头松脱；因此，本申请的螺杆、螺母可能是正丝或反丝的螺纹接头，可能是销轴接头，可能是复合型接头，也可能无接头，螺杆、螺母的正转通常是指顺时针方向旋转，正丝通常是指螺杆或螺母或接头正转时能够相互旋入/靠近，反丝通常是指螺杆或螺母或接头正转时能够相互旋出/远离，但也完全可以进行相反的定义，故本申请中所述的“正”和“反”并没有绝对的含义。螺杆、螺母本身的外螺纹或内螺纹可能是正丝或反丝，且接头 (外丝或内丝)的丝扣方向与外螺纹方向可以相同或相反，而且同一根螺杆或螺母上不同位置的丝扣方向也可能相反。当实施伞笼扩张时，既有可能需要正转螺杆或螺母，也有可能需要反转螺杆或螺母，视具体情况而定，同时，螺杆或螺母既有可能向前进，也有可能向后退。荷载转换装置可以安设在前盘前侧，也可以安设在前盘后方、后盘前侧，或与前盘或后盘合并设置，或与锚筋合并设置，而且还可能设置于后盘后侧。关于螺纹本身，可以是各种类的螺纹不做限制，例如单条螺纹或并列多条螺纹，连续或间断性的螺纹等等。

进一步的，还包括若干根纵向柱；所述纵向柱沿纵向布设并连接在伞状扩体装置上；

所述纵向柱包括扭矩柱与非扭矩柱；所述扭矩柱包括扭矩柱前段与扭矩柱后段；所述扭矩柱后段的后端与后盘固定，扭矩柱前段的前端与前盘固定，扭矩柱前段的后端与扭矩柱后段的前端相互配合、互为导轨；

所述纵向柱的分布方式包括以下任意一种：

纵向柱环绕伞状折叠杆组的中轴线分布；

纵向柱位于伞状折叠杆组的中轴线上并被锚筋和折叠杆环绕；

纵向柱呈管状套设在锚筋的外侧；

纵向柱与螺杆或螺母合并设置。

本申请中纵向柱沿纵向(轴向)布设，纵向柱可以贯穿前盘和/或后盘，也可以位于前盘、后盘之间，还可以位于前盘和/或后盘外缘之外侧；纵向柱可以单个、单处、单种类设置，也可以多个、多处、多种类设置；纵向柱的功能是为前盘或后盘提供前后移动的滑轨，和提供纵向限位条件、承压或抗拉功能，和提供横向扭矩，以及提供横向导向或稳定功能；换言之，纵向柱用于轴向加力(即提供或增强竖向支承)，和/或横向加力(即为竖向支承提供或增强横向稳定性)，和/或横向旋转加力(即传递旋转扭矩或提供或增强横向旋转的稳定性)；扭矩柱是专为传递/抵抗扭矩而设；非扭矩柱包括构造构件和/或加力柱，包括内柱和/或外柱，也包括整体式限位装置和/或构造柱；本申请中的非扭矩柱既包括现有技术中的加力柱，也包括现有技术中的构造构件，还包括现有技术中的整体式限位装置、以及现有技术中的构造柱。纵向柱既可以是杆柱状，也可以是筒状或开缝管状或钢板网状等，既可以承受纵向拉力(即拉杆)，也可以承受纵向压力(即承压柱)，也可以不受纵向力(即构造柱)，还可以承受横向扭力(即扭矩柱)；而作为非扭矩柱的构造构件、加力柱、整体式限位装置、构造柱均为现有技术。当然，扭矩柱除了传递扭矩，事实上也可以起到辅助承受纵向压力或拉力、辅助横向稳定的作用，而非扭矩柱也在事实上具有一定程度抵抗扭矩的作用；扭矩柱和非扭矩柱也可以合并设置，例如附图11所示扭矩柱和伸缩承压柱合并设置。内柱、外柱的其他分类及各类定义为现有技术，详见申请人伞状扩大头系列在先申请内容，此不赘述；纵向柱还可以和锚筋的前段合并设置或固定连接。

进一步的，每一根所述折叠杆的前端，与纵向柱的前部或前盘通过无铰接装置或前铰接装置铰接；每一根所述折叠杆的后端，与纵向柱的后部或后盘通过无铰接装置或后铰接装置铰接；所述前铰接装置与纵向柱的前部或前盘固定连接，后铰接装置与纵向柱的后部或后盘固定连接。

进一步的，所述无铰接装置包括设置在折叠杆的前端或后端的闭合环、设置在纵向柱和/ 或前盘和/或后盘上的穿孔，闭合环活动穿过穿孔并扣锁在穿孔上，且闭合环所在平面与前盘或后盘垂直或与纵向柱的切向垂直；当折叠杆前端通过前铰接装置与纵向柱的前部或前盘铰接时，每根折叠杆的前端与前铰接装置铰接于前铰链；当折叠杆的后端通过与后铰接装置与纵向柱的后部或后盘铰接时，每根折叠杆的后端与后铰接装置铰接于后铰链；每根折叠杆均包括长杆与短杆，长杆与短杆铰接于中铰链，所述折叠杆正向或反向组装。无铰接装置为现有技术，是指在两侧结构上分别设置闭合环和穿孔，闭合环活动穿过穿孔并扣锁在穿孔上即可。其中前铰链、中铰链、后铰链均可为无连接器铰链、单连接器铰链、双连接器铰链之一。其中无连接器铰链、单连接器铰链、双连接器铰链的特征可见申请人的在先申请文件中相关描述，此不赘述。

进一步的，还包括以下任意一种或多种结构：

结构一：在锚筋和/或纵向柱上固定设置有限位装置和/或止退装置；止退装置可使用弹簧钢片之类材料，止退装置还可以是磁吸装置等。限位装置、止退装置可以单个、单处、单种类设置，也可以多个、多处、多种类设置，本领域技术人员根据具体需要进行适应性设置即可。

结构二：在前盘与后盘之间设置有防凹陷装置；申请人的在先申请中阐述了多种防凹陷装置，还可以采取在收拢伞笼时使之保持呈略微扩张状态等结构，此不赘述。

结构三：还包括用于灌注施工时排出钻孔顶部或排气受阻部位的空气的排气管或排气孔，排气管或排气孔的前端与伞状扩体装置连接，排气管或排气孔的后端向钻孔外侧方向延伸；

结构四：在螺杆或螺母与伞状扩体装置之间设置有顶推装置和/或牵引装置，用于使得伞状扩体装置能够随同螺杆或螺母一同进入锚孔；

结构五：在螺杆或螺母与伞状扩体装置之间设置有顶推装置和/或牵引装置；

顶推装置固定在螺杆或螺母上，且顶推装置与伞状扩体装置的被顶推构件单向固定连接、顶推装置无法向前穿过被顶推构件；此外，顶推装置还可以安设在锚筋上，也可以安设在纵向柱或其他构件上；

牵引装置横向设置并与伞状扩体装置的被牵引部位连接，螺杆或螺母向前顶推牵引装置的后侧；或牵引装置沿纵向设置，且牵引装置的前端与螺杆或螺母的前端连接，牵引装置的后端与伞状扩体装置的被牵引构件连接；

结构六：在长杆后端设置有长杆延长部；长杆延长部与长杆后端在中铰链处固定连接；和/或，在短杆外侧设置有短杆延长部；短杆延长部与短杆在中铰链处固定连接；其中短杆的外侧是指在当伞笼扩张后，短杆延长段明显位于短杆的外侧；对正折叠状态伞笼而言，短杆延长段位于短杆前侧；对于反折叠状态伞笼而言，短杆延长段位于短杆后侧；通常，长杆延长部、短杆延长部的长度均小于短杆；

结构七：在长杆后端设置有长杆延长部，长杆延长部沿长杆轴线延伸或设置有弯曲和/或变截面，和/或长杆延长部沿切向加宽为船形；或，设置有船形件，船形件连接在中铰链上，并以中铰链的销轴为转轴、在中铰链的外侧自由转动；和/或长杆设置有弯曲和/或变截面；

在短杆外侧设置有短杆延长部，短杆延长部沿短杆轴线延伸或设置有弯曲和/或变截面；和/或短杆设置有弯曲和/或变截面；

因为长杆内力主要为承压，且长杆在受力过程中倾向于发生切向的移位、变形或弯曲，所以长杆本身优选直线杆件(当然，也可以是曲线杆件、板件、管件等)；而短杆既承受横向拉力，又承受纵向弯矩，因此短杆既可以是直线杆件，也可以是有一定弧度弯曲(向前弯曲或向后弯曲)的板件、管件、杆件等。长杆延长段的弯曲可能向内侧(伞笼纵轴侧)弯曲，也可能向外侧(扩孔孔壁侧)弯曲。出于不同的设置目的，弯曲设置部位可以是长杆、长杆延长部、短杆、短杆延长部的任意部位，弯曲既可以沿纵向、径向设置(例如鱼腹形梁)，也可以沿横向设置(例如双杆并联且横向固定连接构成梭子形梁等)，还可以沿切向设置(例如波纹板、瓦楞板等)；长杆、短杆还可以是变截面的(例如中间圆或大、两头扁或小的管状)；具体由本领域技术人员根据不同设计目的、工况、材料进行适应性设计即可。

结构八：当前铰接装置或后铰接装置为竖向铰接板时，在竖向铰接板的旁侧设置肋梁，肋梁固定在前盘或后盘上，且肋梁紧靠且垂直于竖向铰接板；当前铰接装置、后铰接装置为铰接杆时，前铰接杆与前盘的连接处，或伞状折叠杆组内的后铰接杆与后盘的连接处，设置有弹性装置；

结构九：在伞状扩体装置的前侧还设置有导向帽；导向帽与伞状扩体装置固定连接或活动连接；当导向帽与伞状扩体装置活动连接时，还设置有用于防止导向帽脱落的防脱装置；其中导向帽可以和抓钉合并设置。

结构十：还包括测具；测具的后部标记有刻度线；测具的前端与前盘或后盘或伞状折叠杆组前端或后端固定连接或单向固定连接或可拆卸连接，测具的后端在使用时延伸出钻孔外；测具的前端可直接或间接地与前盘/后盘或伞状折叠杆组的前端/后端连接，例如拴系在铰接杆后端；此处的单向固定连接是指测具前端可以向前抽出但无法向后穿过后盘；测具可用于测量、控制螺旋行程(即螺杆/螺母相对于前盘/后盘的运动距离)，或将由测具测得的螺杆/螺母的旋转行程数据，用于与由抵达指示装置得出的螺旋行程数据进行对比，从而确定伞笼的复张状态。

结构十一：还包括箍筋和/或膜袋；折叠杆通过若干层箍筋和/或膜袋实现周向拉结；所述折叠杆与箍筋在交叉点固定连接，和/或折叠杆与膜袋固定连接；膜袋的类型、设置位置等根据实际需要而定。

结构十二：还包括定向机构，所述定向机构用于使得当伞状扩体装置装配完成后，每一根折叠杆均保持与拉筋盘、穿筋盘的中轴线处于同一纵截面内；

结构十三：所述伞状扩体装置还并联或串联有扩孔段对中支架，所述扩孔段对中支架包括一个正向或反向折叠的支架折叠杆组，所述支架折叠杆组包括至少三根互呈夹角的支架折叠杆，并设置若干道箍筋与每根支架折叠杆固定连接；支架折叠杆包括支架长杆和支架短杆，支架长杆和支架短杆通过支架中铰链相互铰接，支架长杆与支架折叠杆组的前端/后端铰接，支架短杆与支架折叠杆组的后端/前端铰接；

当扩孔段对中支架与伞状扩体装置串联时，二者连接同一纵向柱，或二者均连接在同一锚筋上；

结构十四：当锚筋活动穿设在荷载转换装置上时，荷载转换装置为U型槽架或滑轮架，供锚筋呈U型活动穿设，U型槽架或滑轮架与伞状折叠杆组的前端或后端连接；

结构十五：前盘的前侧固定设置有抓钉；抓钉用于将伞笼定位在扩孔段的前方孔壁上，从而能够拧卸螺杆或螺母以实现前盘、后盘相对运动。

结构十六：在螺杆或螺母与伞状扩体装置之间设置有顶推装置或牵引装置，顶推装置与前盘或后盘之间设置有推力轴承；或，

螺杆或螺母与牵引装置之间设置有推力轴承；推力轴承包括但不限于平面轴承、锥形轴承、复合轴承等。

结构十七：在螺母的一端设置有钝头，和/或在纵向柱的一端或两端设置有钝头；钝头有两个作用，一是当螺母或纵向柱承受纵向压力时，用于增大承压面积，避免应力集中；二是用于纵向柱的横向导向；钝头可以设置在螺母或纵向柱的外缘外侧，也可以设置在螺母或纵向柱的内缘内侧(当纵向柱为管状时)。

结构十八：还包括若干根纵向柱，所述纵向柱沿纵向布设并连接在伞状扩体装置上；在纵向柱和/或锚筋上固定设置有单向固定装置。前盘或后盘被顶推装置与单向固定装置夹持固定在纵向柱或锚筋上，或被顶推装置与荷载转换装置夹持固定在锚筋上，或被2个单向固定装置夹持固定在纵向柱上；单向固定装置本身固定在锚筋或纵向柱上，固定措施包括焊接、卡口连接、销轴连接、丝扣连接以及复合方式连接等；单向固定装置的功能是阻拦锚筋或纵向柱双向穿过前盘或后盘，只能单向穿过。

结构十九：在伞状扩体装置的前侧还设置有导向帽，导向帽与伞状扩体装置单向固定连接，还设置有用于防止导向帽脱落的防脱装置。

进一步的，在伞状扩体装置内和/或锚筋后端，设置有抵达指示装置，所述抵达指示装置用于指示伞状扩体装置的复张。

进一步的，当螺杆或螺母与灌注管合并设置时，螺杆或螺母的前端设置有单向阀，螺母或螺杆后端设置有受浆锥管；受浆锥管上设置有进浆孔Ⅱ。

进一步的，所述螺杆或螺母上还设置有用于旋转工具夹持或套设的连接部位或连接件。旋转工具可使用如气动扳手或电动扳手或手动扳手、卡钳、风镐、电动旋具及配套套筒、低速电钻及配套扳头、棘轮扳手、扭矩扳手、计数电动螺丝刀等。连接部位或连接件的具体形状或结构在此不做限定。

进一步的，所述连接件为非圆截面或螺公变头或螺帽变头；

所述连接部位为非圆截面，所述连接件为螺公变头或螺帽变头；

所述连接部位设置在螺杆或螺母后端；

所述连接件与螺杆或螺母的后端连接；

所述螺公变头与螺杆或螺母后端的内螺纹连接；

所述螺帽变头与螺杆或螺母后端的外螺纹连接。

螺杆或螺母可以是前部带螺纹、后部不带螺纹(外表光面和/或内孔光面)，也可以通体螺纹，也可以是各段视需要设置内螺纹和/或外螺纹，即，可以是局部螺纹，可以是外螺纹或内螺纹，可以是整体式的一根，也可以是由多根螺杆和/或螺母和/或光杆/光管前后连接而成。非圆截面例如一字形、十字形、三角形、四边形、六角形、八边形等等，当然，也可以是圆形截面加非圆接口例如十字螺丝刀与螺帽顶部的十字缝接口等。

本申请使用时，以人工或机械的力量旋转螺杆或螺母，使得前盘、后盘相互靠近或远离；根据锚孔外对螺旋行程的控制，对钻孔扩孔段内伞状扩体装置的张缩状态进行控制和判别。其中锚孔外对螺旋行程的控制，包括传统测具手段(从测具读得螺杆或螺母相对前盘或后盘的移动数据)，和/或数字化(智能化)测具手段(从扭矩扳手、计数螺丝刀等读得螺旋转动圈数、扭矩数据并进行预先设定和手动或自动化控制)等。

本申请中所引用伞状扩大头先期系列申请中的若干结构特征(例如加力柱、构造构件、限位与止退装置、防凹陷装置、顶推或牵引装置、铰接装置、铰链机构、船形件、测具、膜袋、定向机构、扩孔段对中支架、U型荷载转换装置、抓钉等)，均为既有技术，详见先期申请内容，此不赘述。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，巧妙利用螺纹锚筋(如精扎螺纹钢、玄武岩纤维锚杆、无缝钢管)自身具有的螺旋特征，以锚筋自身即实现植锚植伞和伞笼复张全套任务，施工操作十分简便，尤其是使用无缝钢管(例如地质钻杆)还能将灌浆管与锚筋、伞笼扩张工具(螺杆、螺母)合并设置，这使得与全套流程各工序施工工艺相关的结构大幅简化，也使得机械制造工艺大幅简化，从而使得伞笼设备制造成本大幅降低。

2、本实用新型以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，利用了螺旋传动，将外部机械动力直截了当传递进入伞状扩体装置，即使是围压较大也能强势实现伞笼的强力扩张，过程和结果高度可控，扩张程度精准明了，避免了其他扩张方式在锚孔外隔山打牛使不上劲的窘境；加上传统测具、数字化旋具的结合使用，使得伞笼复张工序更加精准可控。

3、本实用新型以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，避免了液压扩张模式带来的锚孔外施工人员对锚孔内情况的误判，是伞笼复张方式的又一拓展，是伞状扩大头抗浮锚杆工程迈向数字化、智能化、精准控制的第一步，并以简朴、可靠、低廉的结构，丰富了伞状扩大头系列扩张技术，在抗浮工程领域将有极好、极广阔的应用前景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型正向折叠，灌注管与螺杆、锚筋合并设置，通过向后旋出螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图2为上仰孔，本实用新型正向折叠，设置有排气管，灌注管与螺杆和螺母、锚筋合并设置，通过向前旋进螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图3为本实用新型反向折叠，灌注管与螺杆、锚筋各自分开设置，灌注管前段与纵向柱合并设置，通过向后旋出螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图4为本实用新型反向折叠，螺杆与锚筋合并设置、灌注管单独设置，通过向前旋进螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图5为本实用新型正向折叠，灌注管与螺杆、锚筋合并设置，设置扭矩柱，通过向前旋进螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图6为图5对应的A-A横截面结构示意图；

图7为本实用新型正向折叠，灌注管与螺杆和螺母、锚筋合并设置，设置抓钉，通过向前旋进螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图8为本实用新型正向折叠，荷载转换装置与前盘合并设置，灌注管与螺杆和螺母、锚筋合并设置，通过向前旋进螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图9为本实用新型正向折叠，灌注管与螺杆和螺母、锚筋合并设置，通过向前旋进螺母从而扩张伞笼的结构示意图；

图10为本实用新型正向折叠，设置有膜袋，并分设膜袋外灌浆管、膜袋内灌浆管，膜袋内灌浆管与螺杆、锚筋合并设置的结构示意图；

图11为本实用新型正向折叠，灌注管与螺杆、锚筋合并设置，伸缩承压柱与扭矩柱合并设置的结构示意图；

图12为图11对应的B-B横截面结构示意图；

图13为本实用新型正向折叠，灌注管与螺杆、锚筋合并设置，通过向前旋进螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图14为本实用新型螺杆或螺母外端(后端)与旋转工具连接结构示意图一；

图15为图14对应的C-C截面结构示意图；

图16为本实用新型螺杆或螺母外端(后端)与旋转工具连接结构示意图二；

图17为图16对应的D-D截面结构示意图；

图18为本实用新型正向折叠，灌注管与螺杆和螺母、锚筋合并设置，设置受浆锥管与单向阀配套作为抵达指示装置，通过向前旋进螺杆从而扩张伞笼的结构示意图；

图19为本实用新型正向折叠，灌注管与螺杆和螺母、锚筋合并设置，通过向前旋进螺母从而扩张伞笼的结构示意图；

图20为本实用新型设置有膜袋，并分设膜袋外灌注管、膜袋内灌浆管以承担不同功能，膜袋外灌注管与螺杆、锚筋合并设置的结构示意图；

图21为无连接器铰链的示例图；

图22为单连接器铰链的示例图；

图23为双连接器铰链的示例图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-导向帽，2-荷载转换装置，3-拉筋盘，4-锚筋，5-纵向柱，5-1-外拉杆，5-2-外构造柱， 5-3扭矩柱，5-4-承压柱Ⅰ，5-5-伸缩承压柱，5-6-整体式限位装置，6-长杆，7-短杆，8-后盘， 9-箍筋，10-限位装置，11-止退装置，12-灌注管，12-1-膜袋内灌浆管，12-2-膜袋外灌浆管， 12-3膜袋外灌注管，13-测具，14-间隙，15-推力轴承，16-螺杆，17-螺杆接头，18-固定连接点，19-前铰接装置，20-单向固定装置，21-后铰接装置，22-螺帽变头，23-螺公变头，24-中铰链，25-箍筋固定装置，26-前铰链，27-后铰链，28-排气管，29-抵达指示装置，30-防凹陷装置，32-顶推装置，33-过浆孔，34-旋转工具，35-螺纹连接点，36-台阶，37-螺帽，38-弯曲处，39-泄浆孔，40-船形件，41-刻度线，42-膜袋，42-1-外膜袋，42-2-前膜袋，43-长杆延长部，44-短杆延长部，45-扭矩柱前部，46-扭矩柱后部，47-抓钉，48-钝头，49-导轨，50-承压柱Ⅱ，51-无障碍通道，52-受浆锥管，53-防护套管，54-旋喷喷嘴，55-单向阀，56-进浆孔Ⅰ，57-进浆孔Ⅱ，58-岩土介质，59-排气孔，60-空洞，61-裂隙，62-中铰链销轴，63-母连接器， 64-前铰链销轴，65-公连接器，66-后铰链销轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图所示的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，包括带有前盘3、伞状折叠杆组、后盘8的伞状扩体装置，还包括螺杆16、螺母37，所述螺杆16、螺母37其中之一者与前盘3或后盘8固定连接，另一者与后盘8或前盘3转动连接；所述螺杆16与螺母37之间螺纹连接；螺杆16或螺母37的后端向钻孔外侧方向延伸；还设置有灌注管12，所述灌注管12的前端与伞状扩体装置连接，所述灌注管12的后端向钻孔外侧方向延伸。

本实施例中螺杆、螺母与前盘、后盘的连接，可以是直接连接，也可以是间接连接，例如附图1中螺杆与后盘的间接连接，即为通过在螺杆上固定连接的荷载转换装置、一个单向限位装置一前一后对后盘进行夹持连接；又例如螺杆或螺母通过连杆之类固定连接结构与后盘连接。

螺杆或螺母可以设置在锚筋上(例如精轧螺纹钢、玄武岩纤维锚筋等)，也可以设置在注浆管(包括旋喷注浆管、灌浆管登)上或其他工具或构件上，螺杆、螺母上的螺纹可以是通体螺纹，也可以是局部螺纹，既可以是实心杆或空心管的外螺纹，也可以是空心管的内螺纹。螺母还可以是长管状的，例如附图9所示；当螺母设置于前盘或后盘时，螺母可以直接在前盘或后盘上车制(考虑强度问题可以将前盘或后盘局部加厚)，也可以用专门制作螺母固定连接到前盘或后盘上。螺杆或螺母与前盘或后盘之间的固定连接，可采用螺纹连接、焊接、销轴连接、粘结、卡口连接或复合连接等等，不限方式。前盘或后盘也可以和荷载转换装置合并设置，例如附图8所示。

本实施例以人工或机械的力量旋转螺杆16或螺母37，使得前盘3、后盘8相互靠近或远离；根据锚孔外对螺旋行程的控制，对锚孔扩孔段内伞状扩体装置的张缩状态进行控制和判别。

实施例2：

在实施例1的基础上，还包括锚筋4、荷载转换装置2；

所述锚筋4独立设置；或，

所述锚筋4与螺杆16和/或螺母37合并设置；

锚筋4固定或可拆卸连接或活动穿设在荷载转换装置2上，伞状扩体装置固定或单向固定或可拆卸固定在锚筋4上，伞状扩体装置包括一个以上正向折叠或反向折叠的伞状折叠杆组，每个伞状折叠杆组包括若干折叠杆，且在伞状折叠杆组的前、后两端处，折叠杆均被集中铰接约束呈中心对称状。

还包括若干根纵向柱5；所述纵向柱5沿纵向布设并连接在伞状扩体装置上；

所述纵向柱5包括扭矩柱与非扭矩柱；所述扭矩柱包括扭矩柱前段66与扭矩柱后段67；所述扭矩柱后段67的后端与后盘8固定，扭矩柱前段66的前端与前盘3固定，扭矩柱前段 66的后端与扭矩柱后段67的前端相互配合、互为导轨；

所述纵向柱5的分布方式包括以下任意一种：

纵向柱5环绕伞状折叠杆组的中轴线分布；

纵向柱5位于伞状折叠杆组的中轴线上并被锚筋4和折叠杆环绕；

纵向柱5呈管状套设在锚筋4的外侧；

纵向柱5与螺杆16或螺母37合并设置。

纵向柱的设置对伞状扩体装置的承载性能有着较大的影响力，例如附图3中通过设置外拉杆可以形成三铰抗拉结构(但螺母对螺杆的约束又形成了超静定结构)，附图10、附图11 中通过设置承压柱Ⅰ、承压柱Ⅱ可以形成三铰抗压结构，均优于附图1、附图4、附图5、附图7、附图19中的次三铰抗压或抗拉结构。

优选的，每一根所述折叠杆的前端，与纵向柱5的前部或前盘3通过无铰接装置或前铰接装置19铰接；每一根所述折叠杆的后端，与纵向柱5的后部或后盘8通过无铰接装置或后铰接装置21铰接；所述前铰接装置19与纵向柱5的前部或前盘3固定连接，后铰接装置21 与纵向柱5的后部或后盘8固定连接。

优选的，所述无铰接装置包括设置在折叠杆的前端或后端的闭合环、设置在纵向柱和/或前盘和/或后盘上的穿孔，闭合环活动穿过穿孔并扣锁在穿孔上，且闭合环所在平面与前盘或后盘垂直或与纵向柱的切向垂直；当折叠杆前端通过前铰接装置19与纵向柱5的前部或前盘 3铰接时，每根折叠杆的前端与前铰接装置19铰接于前铰链26；当折叠杆的后端通过与后铰接装置21与纵向柱5的后部或后盘8铰接时，每根折叠杆的后端与后铰接装置21铰接于后铰链27；每根折叠杆均包括长杆6与短杆7，长杆6与短杆7铰接于中铰链24，所述折叠杆正向或反向组装。

其中前铰链26、中铰链24、后铰链27均为无连接器铰链、单连接器铰链、双连接器铰链之一，无连接器铰链、单连接器铰链、双连接器铰链的具体结构详见附图21至23所示。

更为优选的实施方式还包括以下任意一种或多种结构：

结构一：在锚筋4和/或纵向柱5上固定设置有限位装置和/或止退装置；

结构二：在前盘3与后盘8之间设置有防凹陷装置30；

结构三：还包括用于灌注施工时排出钻孔顶部或排气受阻部位的空气的排气管28，排气管28的前端与伞状扩体装置连接，排气管28的后端向钻孔外侧方向延伸；

结构四：在螺杆16或螺母37与伞状扩体装置之间设置有顶推装置32和/或牵引装置，用于使得伞状扩体装置能够随同螺杆16或螺母37一同进入锚孔；

结构五：在螺杆16或螺母37与伞状扩体装置之间设置有顶推装置32和/或牵引装置；

顶推装置32固定在螺杆16或螺母37上，且顶推装置32与伞状扩体装置的被顶推构件单向固定连接、顶推装置32无法向前穿过被顶推构件；

牵引装置横向设置并与伞状扩体装置的被牵引部位连接，螺杆16或螺母37向前顶推牵引装置的后侧；或牵引装置沿纵向设置，且牵引装置的前端与螺杆16或螺母37的前端连接，牵引装置的后端与伞状扩体装置的被牵引构件连接；

结构六：在长杆6后端设置有长杆延长部43；长杆延长部43与长杆6后端在中铰链24 处固定连接；和/或，在短杆7外侧设置有短杆延长部44；短杆延长部44与短杆7在中铰链24处固定连接；

结构七：在长杆6后端设置有长杆延长部43，长杆延长部43沿长杆6轴线延伸或设置有弯曲和/或变截面，和/或长杆延长部43沿切向加宽为船形；或，设置有船形件40，船形件 40连接在中铰链24上，并以中铰链24的销轴为转轴、在中铰链24的外侧自由转动；和/或长杆6设置有弯曲和/或变截面；

在短杆7外侧设置有短杆延长部44，短杆延长部44沿短杆7轴线延伸或设置有弯曲和/ 或变截面；和/或短杆7设置有弯曲和/或变截面；

结构八：当前铰接装置或后铰接装置为竖向铰接板时，在竖向铰接板的旁侧设置肋梁，肋梁固定在前盘3或后盘8上，且肋梁紧靠且垂直于竖向铰接板；当前铰接装置、后铰接装置为铰接杆时，前铰接装置19与前盘3的连接处，或伞状折叠杆组内的后铰接装置21与后盘8的连接处，设置有弹性装置；

结构九：在伞状扩体装置的前侧还设置有导向帽1；导向帽1与伞状扩体装置固定连接或单向固定连接；

当导向帽1与伞状扩体装置活动连接时，还设置有用于防止导向帽1脱落的防脱装置；

结构十：还包括测具13；测具的后部标记有刻度线；测具的前端与前盘或后盘或伞状折叠杆组前端或后端固定连接或单向固定连接或可拆卸连接，测具的后端向钻孔外侧方向延伸；

结构十一：还包括箍筋9和/或膜袋42；折叠杆通过若干层箍筋9和/或膜袋42实现周向拉结；所述折叠杆与箍筋9在交叉点固定连接，和/或折叠杆与膜袋固定连接；

结构十二：还包括定向机构，所述定向机构用于使得当伞状扩体装置装配完成后，每一根折叠杆均保持与拉筋盘、穿筋盘的中轴线处于同一纵截面内；

结构十三：所述伞状扩体装置还并联或串联有扩孔段对中支架，所述扩孔段对中支架包括一个正向或反向折叠的支架折叠杆组，所述支架折叠杆组包括至少三根互呈夹角的支架折叠杆，并设置若干道箍筋与每根支架折叠杆固定连接；支架折叠杆包括支架长杆和支架短杆，支架长杆和支架短杆通过支架中铰链相互铰接，支架长杆与支架折叠杆组的前端/后端铰接，支架短杆与支架折叠杆组的后端/前端铰接；

当扩孔段对中支架与伞状扩体装置串联时，二者连接同一纵向柱5，或二者均连接在同一锚筋4上；

结构十四：当锚筋4活动穿设在荷载转换装置2上时，荷载转换装置2为U型槽架或滑轮架，供锚筋4呈U型活动穿设，U型槽架或滑轮架与伞状折叠杆组的前端或后端连接；

结构十五：前盘3的前侧固定设置有抓钉47；

结构十六：在螺杆16或螺母37与伞状扩体装置之间设置有顶推装置32或牵引装置，顶推装置32与前盘3或后盘8之间设置有推力轴承15；或，螺杆16或螺母37与牵引装置之间设置有推力轴承15；

结构十七：在螺母37的一端设置有钝头48，和/或在纵向柱5的一端或两端设置有钝头 48；

结构十八：还包括若干根纵向柱5，所述纵向柱5沿纵向布设并连接在伞状扩体装置上；在纵向柱5和/或锚筋4上固定设置有单向固定装置20。

结构十九：在伞状扩体装置的前侧还设置有导向帽1，导向帽1与伞状扩体装置单向固定连接，还设置有用于防止导向帽1脱落的防脱装置。

优选的，在伞状扩体装置内和/或锚筋4后端，设置有抵达指示装置29，所述抵达指示装置29用于指示伞状扩体装置的复张。抵达指示装置即为伞笼复张的指示装置，抵达是指伞笼复张的同时，伞笼的两个构件同步发生靠拢，例如附图1中限位装置与后盘或螺母的靠拢、附图2中螺杆前端与螺母内孔前端的靠拢、附图3中荷载转换装置或锚筋前端与限位装置或导向帽后端面的靠拢、附图4中限位装置与后盘或螺母的靠拢、附图5中限位装置与前盘或螺母的靠拢、附图9中钝头与前盘的靠拢、附图10中承压柱Ⅰ后端与后盘的靠拢、附图11 中承压柱Ⅱ后端与后盘的靠拢、附图13中整体式限位装置前端与前盘和后端与后盘的靠拢等等；抵达指示装置可能设置在伞笼的任何位置，也可能设置在锚筋后端；抵达指示装置可以是在抵达双方分别安设一个电极，并用导线接入到锚孔外的安全电压照明回路，以灯亮或灯灭作为抵达标识；也可以是在抵达接触面上安设按钮开关并接入锚孔外的报警指示回路；也可以是在抵达接触面上安设压力传感器、接近传感器、光电传感器等探测装置；也可以是附图18所示的单向阀、受浆锥管，以灌浆回路导通(锚孔外流量计显示有灌浆流量产生以及压力表显示灌浆压力下降)以及灌浆液溢出锚孔外作为抵达指示；还可以是螺杆或螺母后端所安设扭矩扳手的数字显示到达设定扭矩，和/或计数旋具的数字显示到达设定旋转圈数等。

优选的，当螺杆16或螺母37与灌注管12合并设置时，螺杆16或螺母37的前端设置有单向阀55，螺母37或螺杆16后端设置有受浆锥管52；受浆锥管52上设置有进浆孔Ⅱ57。

当受浆锥管未插入空心螺杆前端时，单向阀呈封闭状态，空心螺杆内的浆液呈设定压力状态且并无浆液流量产生；当空心螺杆前端抵达螺母前端、受浆锥管插入空心螺杆前端时，单向阀被顶开，浆液导通，灌浆系统的浆液压力驱使浆液通过进浆孔Ⅱ进入螺母，并从螺母前端泄流进入钻孔扩孔段内；空心螺杆、螺母设置互换亦然。

优选的，所述螺杆16或螺母37上还设置有用于旋转工具34夹持或套设的连接部位或连接件。

所述连接部位为非圆截面，所述连接件为螺公变头23或螺帽变头22；

所述连接部位设置在螺杆16或螺母37后端；

所述连接件与螺杆16或螺母37的后端连接；

所述螺公变头23与螺杆16或螺母37后端的内螺纹连接；

所述螺帽变头22与螺杆16或螺母37后端的外螺纹连接。

螺杆或螺母可以是前部带螺纹、后部不带螺纹(外表光面或内孔光面)，也可以通体螺纹，也可以是各段视需要设置内螺纹和/或外螺纹。旋转工具例如气动扳手或电动扳手或手动扳手、电动旋具及配套套筒、低速电钻及配套扳头、棘轮扳手、扭矩扳手、计数电动螺丝刀等等。非圆截面例如一字形、十字形、三角形、四边形、六角形、八边形等，当然，也可以是圆形截面加非圆接口例如十字螺丝刀与螺帽顶部的十字缝接口。

实施例3：

如附图3所示，伞笼反向折叠，螺杆后部及接头均为正丝，螺杆前段(位于荷载转换装置之前的部分)为反丝，在锚孔外先将螺杆前段的后端以反丝拧入螺母(前盘)实现伞笼预收；到达扩孔段内后，正转螺杆将螺杆前段从螺母(前盘)中向后退出或部分退出，前盘、后盘即可远离，伞笼即可复张。由于前端螺杆需要与后部螺杆(含接头)的丝扣方向相反，可以通过将螺杆的前段丝扣二次加工成型，或将前段螺杆与后部螺杆分体制作再通过销轴(纵销、横销均可)连接或焊接连接等实现。

本实施例与现有的预收式伞状扩体装置的区别在于：本实施例使用螺杆输送拉筋盘或穿筋盘至设定的位置，准确、有效、受控、有力；而预收式是将拉筋盘或穿筋盘脱离螺杆控制由复位弹簧将拉筋盘或穿筋盘推或拉到设定位，不是真正意义上的固定。

实施例4：

如附图1所示，伞笼正向折叠，螺杆后部及接头均为正丝，螺杆中段(位于后盘与限位装置之间的部分)为反丝，在锚孔外先将螺杆中段的后端以反丝拧入螺母(后盘)实现伞笼预收；到达扩孔段内后，正转螺杆将螺杆中段从螺母(后盘)中向后退出或部分退出，前盘、后盘即可靠近，伞笼即可复张。同上，中段螺杆制作需要与后部螺杆(含接头)的丝扣方向相反。

实施例5：

附图4中，伞笼反向折叠，螺杆通体及接头均为正丝，在锚孔外先将螺杆拧入螺母(后盘)至合适位置实现伞笼预收；到达扩孔段内后，正转螺杆使螺母(后盘)后退，前盘、后盘即可远离，伞笼即可复张。

实施例6：

附图5中，伞笼正向折叠，螺杆通体及接头均为正丝，在锚孔外先将螺杆拧入螺母(后盘)至合适位置实现伞笼预收；到达扩孔段内后，正转螺杆使螺母(后盘)前进，前盘、后盘即可靠近，伞笼即可复张。

实施例7：

附图8中，伞笼正向折叠，前盘与荷载转换装置合并设置，前铰接装置与荷载转换装置固定连接，螺母与荷载转换装置固定连接，锚筋与螺杆、螺母合并设置，锚筋与灌浆管合并设置。螺杆通体及接头均为正丝，在锚孔外先将螺杆前端拧入螺母，调整位置使伞笼预收；到达扩孔段内后，正转螺杆使螺母(前盘)后退，前盘、后盘即可靠近，伞笼即可复张。

实施例8：

附图13中，设置整体式限位装置，整体式限位装置活动套设在前盘、后盘之间的螺杆上；测具前端固定于前盘。

实施例9：

附图14中，螺杆或螺母通过外螺纹与螺帽变头连接。

实施例10：

附图19中，伞笼正向折叠，锚筋与螺母合并设置，螺杆与前盘固定连接，螺母与后盘纵向固定、横向可旋转连接；灌注管与螺杆、螺母合并设置；螺母及接头均为正丝，在锚孔外先将螺杆后端拧入螺母，调整位置使伞笼预收；到达扩孔段内后，正转螺母使螺杆(前盘)后退，前盘、后盘即可靠近，伞笼即可复张。

实施例11：

附图20中，分别设置膜袋内灌浆管12-1对膜袋内的伞状扩体装置进行高浓度灌浆(例如水灰比为0.4:1的水泥浆)；设置膜袋外灌注管12-2对膜袋外的环境岩土层进行单管或双管以上的旋喷注浆，或从稀到浓变化的加固灌浆(例如水灰比从清水→5:1→2:1→1:1→0.7:1→ 0.5:1→0.4:1)；通过膜袋外灌注管(包括旋喷注浆管或灌浆管)对膜袋外的孔洞和岩土地层进行填充和加固处理，以及对伞状扩大头后方的岩土持力层进行均质化处理，以获得较高的地层端阻抗力；通过膜袋内灌浆管对伞状扩体装置自身进行高浓度灌浆，以获得高刚度的钢筋笼混凝土扩大头。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体，意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以是经由其他部件间接相连。

Claims (10)

1.以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，包括带有前盘(3)、伞状折叠杆组、后盘(8)的伞状扩体装置，其特征在于，还包括螺杆(16)、螺母(37)，所述螺杆(16)、螺母(37)其中之一者与前盘(3)或后盘(8)固定连接，另一者与后盘(8)或前盘(3)转动连接；所述螺杆(16)与螺母(37)之间螺纹连接；螺杆(16)或螺母(37)的后端向钻孔外侧方向延伸；还设置有灌注管(12)，所述灌注管(12)的前端与伞状扩体装置连接，所述灌注管(12)的后端向钻孔外侧方向延伸。

2.根据权利要求1所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，还包括锚筋(4)、荷载转换装置(2)；

所述锚筋(4)独立设置；或，

所述锚筋(4)与螺杆(16)和/或螺母(37)合并设置；

锚筋(4)固定或可拆卸连接或活动穿设在荷载转换装置(2)上，伞状扩体装置固定或单向固定或可拆卸固定在锚筋(4)上，伞状扩体装置包括若干正向折叠或反向折叠的伞状折叠杆组，每个伞状折叠杆组包括若干折叠杆，且在伞状折叠杆组的前、后两端处，折叠杆均被集中铰接约束呈中心对称状。

3.根据权利要求2所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，还包括若干根纵向柱(5)；所述纵向柱(5)沿纵向布设并连接在伞状扩体装置上；

所述纵向柱(5)包括扭矩柱与非扭矩柱；所述扭矩柱包括扭矩柱前段(66)与扭矩柱后段(67)；所述扭矩柱后段(67)的后端与后盘(8)固定，扭矩柱前段(66)的前端与前盘(3)固定，扭矩柱前段(66)的后端与扭矩柱后段(67)的前端相互配合、互为导轨；

所述纵向柱(5)的分布方式包括以下任意一种：

纵向柱(5)环绕伞状折叠杆组的中轴线分布；

纵向柱(5)位于伞状折叠杆组的中轴线上并被锚筋(4)和折叠杆环绕；

纵向柱(5)呈管状套设在锚筋(4)的外侧；

纵向柱(5)与螺杆(16)或螺母(37)合并设置。

4.根据权利要求3所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，

每一根所述折叠杆的前端，与纵向柱(5)的前部或前盘(3)通过无铰接装置或前铰接装置(19)铰接；

每一根所述折叠杆的后端，与纵向柱(5)的后部或后盘(8)通过无铰接装置或后铰接装置(21)铰接；

所述前铰接装置(19)与纵向柱(5)的前部或前盘(3)固定连接，后铰接装置(21)与纵向柱(5)的后部或后盘(8)固定连接。

5.根据权利要求4所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，

所述无铰接装置包括设置在折叠杆的前端或后端的闭合环、设置在纵向柱和/或前盘和/或后盘上的穿孔，闭合环活动穿过穿孔并扣锁在穿孔上，且闭合环所在平面与前盘或后盘垂直或与纵向柱的切向垂直；

当折叠杆前端通过前铰接装置(19)与纵向柱(5)的前部或前盘(3)铰接时，每根折叠杆的前端与前铰接装置(19)铰接于前铰链(26)；当折叠杆的后端通过与后铰接装置(21)与纵向柱(5)的后部或后盘(8)铰接时，每根折叠杆的后端与后铰接装置(21)铰接于后铰链(27)；每根折叠杆均包括长杆(6)与短杆(7)，长杆(6)与短杆(7)铰接于中铰链(24)，所述折叠杆正向或反向组装；

所述前铰链(26)、中铰链(24)、后铰链(27)均为无连接器铰链、单连接器铰链、双连接器铰链之一。

6.根据权利要求2所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，还包括以下任意一种或多种结构：

结构一：在锚筋(4)和/或纵向柱(5)上固定设置有限位装置和/或止退装置；

结构二：在前盘(3)与后盘(8)之间设置有防凹陷装置(30)；

结构三：还包括用于灌注施工时排出钻孔顶部或排气受阻部位的空气的排气管(28)或排气孔(59)，排气管(28)或排气孔(59)的前端与伞状扩体装置连接，排气管(28)或排气孔(59)的后端向钻孔外侧方向延伸；

结构四：在螺杆(16)或螺母(37)与伞状扩体装置之间设置有顶推装置(32)和/或牵引装置，用于使得伞状扩体装置能够随同螺杆(16)或螺母(37)一同进入锚孔；

结构五：在螺杆(16)或螺母(37)与伞状扩体装置之间设置有顶推装置(32)和/或牵引装置；

顶推装置(32)固定在螺杆(16)或螺母(37)上，且顶推装置(32)与伞状扩体装置的被顶推构件单向固定连接、顶推装置(32)无法向前穿过被顶推构件；

牵引装置横向设置并与伞状扩体装置的被牵引部位连接，螺杆(16)或螺母(37)向前顶推牵引装置的后侧；或牵引装置沿纵向设置，且牵引装置的前端与螺杆(16)或螺母(37)的前端连接，牵引装置的后端与伞状扩体装置的被牵引构件连接；

结构六：在长杆(6)后端设置有长杆延长部(43)；长杆延长部(43)与长杆(6)后端在中铰链(24)处固定连接；和/或，在短杆(7)外侧设置有短杆延长部(44)；短杆延长部(44)与短杆(7)在中铰链(24)处固定连接；

结构七：在长杆(6)后端设置有长杆延长部(43)，长杆延长部(43)沿长杆(6)轴线延伸或设置有弯曲和/或变截面，和/或长杆延长部(43)沿切向加宽为船形；或，设置有船形件(40)，船形件(40)连接在中铰链(24)上，并以中铰链(24)的销轴为转轴、在中铰链(24)的外侧自由转动；和/或长杆(6)设置有弯曲和/或变截面；

在短杆(7)外侧设置有短杆延长部(44)，短杆延长部(44)沿短杆(7)轴线延伸或设置有弯曲和/或变截面；和/或短杆(7)设置有弯曲和/或变截面；

结构八：当前铰接装置或后铰接装置为竖向铰接板时，在竖向铰接板的旁侧设置肋梁，肋梁固定在前盘(3)或后盘(8)上，且肋梁紧靠且垂直于竖向铰接板；当前铰接装置、后铰接装置为铰接杆时，前铰接装置(19)与前盘(3)的连接处，或伞状折叠杆组内的后铰接装置(21)与后盘(8)的连接处，设置有弹性装置；

结构九：在伞状扩体装置的前侧还设置有导向帽(1)；导向帽(1)与伞状扩体装置固定连接或单向固定连接；

结构十：还包括测具(13)；测具(13)的后部标记有刻度线；测具(13)的前端与前盘(3)或后盘(8)或伞状折叠杆组前端或后端固定连接或单向固定连接或可拆卸连接，测具(13)的后端在使用时延伸出钻孔外；

结构十一：还包括箍筋(9)和/或膜袋(42)；折叠杆通过若干层箍筋(9)和/或膜袋(42)实现周向拉结；所述折叠杆与箍筋(9)在交叉点固定连接，和/或折叠杆与膜袋(42)固定连接；

结构十二：还包括定向机构，所述定向机构用于使得当伞状扩体装置装配完成后，每一根折叠杆均保持与拉筋盘、穿筋盘的中轴线处于同一纵截面内；

结构十三：所述伞状扩体装置还并联或串联有扩孔段对中支架，所述扩孔段对中支架包括一个正向或反向折叠的支架折叠杆组，所述支架折叠杆组包括至少三根互呈夹角的支架折叠杆，并设置若干道箍筋与每根支架折叠杆固定连接；支架折叠杆包括支架长杆和支架短杆，支架长杆和支架短杆通过支架中铰链相互铰接，支架长杆与支架折叠杆组的前端/后端铰接，支架短杆与支架折叠杆组的后端/前端铰接；

当扩孔段对中支架与伞状扩体装置串联时，二者连接同一纵向柱(5)，或二者均连接在同一锚筋(4)上；

结构十四：当锚筋(4)活动穿设在荷载转换装置(2)上时，荷载转换装置(2)为U型槽架或滑轮架，供锚筋(4)呈U型活动穿设，U型槽架或滑轮架与伞状折叠杆组的前端或后端连接；

结构十五：前盘(3)的前侧固定设置有抓钉(47)；

结构十六：在螺杆(16)或螺母(37)与伞状扩体装置之间设置有顶推装置(32)或牵引装置；

顶推装置(32)与前盘(3)或后盘(8)之间设置有推力轴承(15)；或，

螺杆(16)或螺母(37)与牵引装置之间设置有推力轴承(15)；

结构十七：在螺母(37)的一端设置有钝头(48)，和/或在纵向柱(5)的一端或两端设置有钝头(48)；

结构十八：还包括若干根纵向柱(5)，所述纵向柱(5)沿纵向布设并连接在伞状扩体装置上；在纵向柱(5)和/或锚筋(4)上固定设置有单向固定装置(20)；

结构十九：在伞状扩体装置的前侧还设置有导向帽(1)，导向帽(1)与伞状扩体装置单向固定连接，还设置有用于防止导向帽(1)脱落的防脱装置。

7.根据权利要求2所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，在伞状扩体装置内和/或锚筋(4)后端，设置有抵达指示装置(29)，所述抵达指示装置(29)用于指示伞状扩体装置的复张。

8.根据权利要求2所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，当螺杆(16)或螺母(37)与灌注管(12)合并设置时，螺杆(16)或螺母(37)的前端设置有单向阀(55)，螺母(37)或螺杆(16)后端设置有受浆锥管(52)；受浆锥管(52)上设置有进浆孔Ⅱ(57)。

9.根据权利要求1所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，所述螺杆(16)或螺母(37)上还设置有用于旋转工具(34)夹持或套设的连接部位或连接件。

10.根据权利要求9所述的以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，其特征在于，所述连接部位为非圆截面，所述连接件为螺公变头(23)或螺帽变头(22)；

所述连接部位设置在螺杆(16)或螺母(37)后端；

所述连接件与螺杆(16)或螺母(37)的后端连接；

所述螺公变头(23)与螺杆(16)或螺母(37)后端的内螺纹连接；

所述螺帽变头(22)与螺杆(16)或螺母(37)后端的外螺纹连接。

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