CN215926017U - 一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，解决地质灾害实施工程治理过程中，不能一次钻孔、注浆及安装位移监测装置，位移监测效果和监测岩土体地下水监测不理想问题，包括中空式结构的杆体，杆体的前端有自进式钻头和开有注浆孔，杆体后端有锚固结构和注浆口，注浆口通过杆体内部具有的通道与注浆孔连通，杆体的内部设置有位移监测元件，自进式钻头上具有水压传感器和地下水监测孔，本实用新型具有监测结果的可靠性以及提高了施工质量和施工效率。

Description

一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆

技术领域

本实用新型涉及地质灾害防治设备技术领域，特别涉及一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆。

背景技术

锚杆支护作为一种主动加固措施，因其扰动小、加固效果好、成本低、环境适应性强等优点，在滑坡和崩塌等地质灾害治理工程中得到了广泛的应用。锚杆支护是通过注浆将锚杆一端锚固在稳定岩土体内，另一端通过设置锚固结构与工程构筑物连接，以约束不稳定岩土体的大变形、滑移错动。

在采用常规工艺技术进行锚杆支护施工时，要求锚固端岩土体密实程度高、稳定性好，无地下水等不良条件。在利用钻机打设锚孔退出钻杆后，要求锚孔结构完整、孔壁无坍塌，然后将锚杆安装到预定深度并注入锚固材料，待锚固材料凝固后达到锚固强度，从而实现锚固作用。这种锚杆加固方式不仅施工操作复杂、效率低，而且在退出钻杆时容易引起孔壁坍塌，导致锚杆安装难度大、锚固效果差，严重影响了施工进度，极大地增加了施工成本。

通常，在对滑坡、崩塌等地质灾害实施工程治理后，仍需要对其变形体位移进行进一步监测，以保证周边环境安全。并且，在复杂的环境下进行锚杆支护施工，需要掌握岩土体中的地下水赋存情况，及时调整支护参数。现有位移监测方法通常是将位移监测装置安装在锚固墩上或抗滑桩桩顶等位置，极易受到落石、野生动物等外界因素扰动影响，并且无法一次施工完成钻孔、注浆锚固以及安装位移监测装置。这种常规监测方法不仅施工效率低，而且监测效果不理想。因此，实用新型一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆十分必要。

实用新型内容

为了解决针对滑坡、崩塌等地质灾害实施工程治理过程，无法一次完成钻孔、注浆及安装位移监测装置，变形体区域后期位移监测效果不理想，无法监测岩土体地下水的问题，提供一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，包括中空式结构的杆体，所述杆体的前端设置有自进式钻头以及杆体的前端开有注浆孔，在杆体后端设置有锚固结构和注浆口，所述注浆口通过杆体内部具有的通道与所述注浆孔连通，杆体的内部设置有位移监测元件，所述自进式钻头上具有水压传感器和地下水监测孔。

进一步说明，所述自进式钻头与杆体同轴设置，杆体与自进式钻头一体连接。

进一步说明，所述自进式钻头具有位于其前端的钻头实心部分和位于其后端的钻头空心部分，所述钻头实心部分为切削岩土体的刃口，所述钻头空心部分的外部设有地下水监测孔，内部设有水压传感器。

进一步说明，所述杆体的外壁设有波纹状螺纹，所述波纹状螺纹连通所述注浆孔。

进一步说明，所述位移监测元件为多个沿所述杆体的轴线方向均匀布置的位移传感器，各个位移传感器与杆体为整体式连接结构，位移监测元件连通导线。

进一步说明，所述锚固结构包括封孔止浆塞、圆拱形垫板、防松弹簧垫圈和螺母，所述封孔止浆塞、圆拱形垫板、防松弹簧垫圈和螺母沿所述杆体的轴线方向依次被穿入到杆体的后端。

进一步说明，所述封孔止浆塞由高分子橡胶材料制成的圆台形中空式结构，其小端外径比锚孔直径略小，大端外径比锚孔直径大，封孔止浆塞的内壁与所述杆体的外壁贴合，封孔止浆塞的大端端面抵靠于所述圆拱形垫板。

进一步说明，所述杆体的后端内部通道设有逆止阀及其后端外部设有螺纹，所述螺母套设在所述螺纹上。

所述杆体的前端设置有自进式钻头以及杆体的前端开有注浆孔，在杆体后端设置有锚固结构和注浆口，所述注浆口通过杆体内部具有的通道与所述注浆孔连通，杆体的内部设置有位移监测元件，所述自进式钻头上具有水压传感器和地下水监测孔，解决了对滑坡、崩塌等地质灾害实施工程治理过程，无法一次完成钻孔、注浆及安装位移监测装置，变形体区域后期位移监测效果不理想，无法监测岩土体地下水的问题。

作为本实用新型的优选方案，所述自进式钻头前端为钻头实心部分，后端为钻头空心部分，钻头实心部分部分为切削岩土体的刃口，钻头空心部分部分外部设有地下水监测孔，内部设有水压传感器，能够实现地下水情况监测功能。

作为本实用新型的优选方案，所述自进式钻头与锚杆杆体同轴设置，锚杆杆体带动自进式钻头转动，实现切削钻进。

作为本实用新型的优选方案，所述杆体外壁设有波纹状螺纹，当向锚孔内注入注浆材料后，波纹状螺纹的杆体能够很好地与锚孔结合，提升锚杆外壁的摩擦阻力，进而提高锚杆的锚固力。

作为本实用新型的优选方案，所述位移监测元件为多个沿杆体方向布置的位移传感器，且各个位移传感器与杆体为整体式结构，简化了先锚杆施工再安装位移监测装置的复杂流程，同时也避免了位移监测装置受到外界因素扰动而产生的损坏，减小了位移监测的误差，提高了监测结果的可靠性。所述位移监测装置，通过导线将数据传输至外部数据分析、处理设备，对岩土体位移变化实施实时监测。

作为本实用新型的优选方案，所述封孔止浆塞，由高分子橡胶材料制成的圆台形中空式结构，小端外径比锚孔直径略小，大端外径比锚孔直径大。封孔止浆塞与杆体外壁贴合，在圆拱形垫板和螺母的推动下，沿杆体方向被挤入锚孔内，封孔止浆塞外部压紧锚孔壁，内部箍紧锚杆杆体，从而封闭注浆空间，防止注浆时注浆材料沿锚孔与杆体的间隙流出。

作为本实用新型的优选方案，所述螺母和圆拱形垫板之间设有防松弹簧垫圈，当螺母压紧弹簧垫圈后，弹簧垫圈会产生一个弹力，防止螺母松动，提高锚固效果和位移监测准确性。

作为本实用新型的优选方案，所述杆体后端内腔设有逆止阀，其根据压力原理工作。在未进行注浆时，逆止阀保持关闭状态；当进行压力注浆时，逆止阀打开，注浆材料被压入杆体内部通道，通过注浆孔进入锚孔。这种装置保证了注浆材料只能从逆止阀进入构杆体内部，而不能从杆体内部通过逆止阀倒流，从而实现注浆材料逆止作用，大大节约了注浆材料，同时提高了注浆效率。

综上所述，由于采用上述的技术方案，本实用新型取得的有益效果为：

1、本实用新型提供的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，兼具有钻孔、注浆及位移监测等功能，省去了钻孔退杆后再安装锚杆的施工流程，避免了锚孔坍塌的问题，提高了施工质量和施工效率；

2、本实用新型中的位移监测装置设置在杆体内部，与杆体为整体式结构，简化了先施工锚杆再安装位移监测装置的复杂工艺，也避免了位移监测装置受到外界因素而造成的误差或损坏，提高了监测结果的可靠性；

3、本实用新型的锚杆杆体为自进式中空结构，位移监测装置设置在杆体中，保证监测装置不受落石、野生动物等外界因素扰动和破坏，监测装置通过注浆与变形岩土体凝结为一个整体，提高了监测结果的可靠性，并且能够监测岩土体地下水情况，从而为地质灾害提供准确预警。

4、本实用新型中在杆体外壁设置波纹状螺纹，当向锚孔内注入注浆材料后，注浆材料将波纹状螺纹杆体与锚孔凝结为一个整体，提升了锚杆外壁的摩擦阻力，进而提高锚杆的锚固力。

附图说明

图1为本实用新型中的主视方向剖面示意图；

图2为图1中的自进式钻头结构示意图；

图3为图1中的锚固结构示意图。

图中标记：1-杆体，2-自进式钻头，2a-钻头实心部分，2b-钻头空心部分，3-波纹状螺纹，4-注浆孔，5-位移监测元件，6-水压传感器，7-地下水监测孔，8-封孔止浆塞，9-圆拱形垫板，10-防松弹簧垫圈，11-螺母，12-螺纹，13-逆止阀，14-注浆口，15-导线。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

为了使本实用新型的技术方案及效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步解释说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型技术范围。

实施例1

如图1所示，本实施例中的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，中空式结构的杆体1(杆体1是插入到锚孔内的，锚孔在图中未示出)，所述杆体1的前端设置有自进式钻头2以及杆体1的前端开有注浆孔4，在杆体1后端设置有锚固结构和注浆口14，所述注浆口14通过杆体1内部具有的通道与所述注浆孔4连通，杆体1的内部设置有位移监测元件5，所述自进式钻头2上具有水压传感器6和地下水监测孔7，从而使得该锚杆杆体1同时兼具钻杆、锚杆及注浆功能，大大简化施工工序，省去了钻孔退杆后再安装锚杆操作，避免了钻杆退出后锚孔坍塌的问题。

通过在杆体1的内部设置位移监测元件5，在杆体1前端设置地下水压传感器6，避免了常规监测装置因外界因素扰动而引起的误差，提高了监测结果的可靠性。

实施例2

具体的如图2所示,所述自进式钻头2包括两部分，前端为钻头实心部分2a，后端为钻头空心部分2b，钻头实心部分部分为切削岩土体的刃口，钻头空心部分部分外部设有地下水监测孔7，内部设有水压传感器6，能够实现地下水情况监测功能。

所述自进式钻头2与中空式结构杆体1同轴设置，杆体1与自进式钻头2一体连接,锚杆杆体1带动自进式钻头2转动，实现切削岩土体钻进。

所述杆体1外壁设有波纹状螺纹3,所述波纹状螺纹3连通所述注浆孔4，当通过注浆口14向杆体内部通道注浆后，注浆材料经过注浆孔4进入锚孔内，将波纹状螺纹3的杆体1与锚孔凝结尾为一个整体，大幅提升锚杆外壁的摩擦阻力，进而提高锚杆的锚固力。

如图3所示,所述位移监测元件所述位移监测元件5为多个沿所述杆体1的轴线方向均匀布置的位移传感器，各个位移传感器与杆体1为整体式连接结构，位移监测元件5连通导线15，各个位移传感器与杆体为整体式结构，简化了先锚杆施工再安装位移监测装置的复杂工艺，同时也避免了位移监测装置受到外界因素而产生的损坏，减小了位移监测的误差，提高了监测结果的可靠性。

所述位移监测装置5，通过导线15将数据传输至外部数据分析、处理设备，对岩土体位移变化实施实时监测，为地质灾害提供准确预警信息。

所述锚固结构包括封孔止浆塞8、圆拱形垫板9、防松弹簧垫圈10和螺母11，所述封孔止浆塞8、圆拱形垫板9、防松弹簧垫圈10和螺母11沿所述杆体1的轴线方向依次被穿入到杆体1的后端，所述杆体1的后端内部通道设有逆止阀13及其后端外部设有螺纹12，所述螺母11套设在所述螺纹12上,在圆拱形垫板9和螺母11的推动下，封孔止浆塞8沿杆体1方向被挤入锚孔内，封孔止浆塞8外部压紧锚孔壁，内部箍紧杆体1外壁，从而封闭注浆空间，防止注浆时注浆材料沿锚孔与杆体1的间隙流出。

具体地，所述封孔止浆塞8由高分子橡胶材料制成的圆台形中空式结构，其小端外径比锚孔直径略小，大端外径比锚孔直径大，封孔止浆塞8的内壁与所述杆体1的外壁贴合，封孔止浆塞8的大端端面抵靠于所述圆拱形垫板9。

所述圆拱形垫板9与螺母11间设有防松弹簧垫圈10，当螺母11压紧弹簧垫圈10后，弹簧垫圈10会产生一个弹力，防止螺母11松动，提高锚固效果和位移监测准确性。

所述杆体1后端内部通道设有逆止阀13，其根据压力原理工作。在未进行注浆时，逆止阀13保持关闭状态，不会有浆体漏出；当进行压力注浆时，逆止阀13打开，注浆材料通过注浆口14被压入杆体内部通道，通过注浆孔4而进入锚孔内。这种装置保证了注浆材料只能从逆止阀13进入构杆体内部通道，而不能从杆体内部通过逆止阀13倒流，从而实现注浆材料逆止作用，大大节约了注浆材料，同时提高了注浆效率。

实施例3

具体的，上述实施例的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆可以按照如下步骤进行施工：

a、钻孔：使用钻机将锚杆钻进到目标深度，钻进时，锚杆的杆体1带动自进式钻头2同步转动切削岩土体，实现钻进；钻进过程，水压传感器6保持工作状态，用于监测岩土体的地下水状况，以便及时调整相关参数；

b、封孔：锚杆的杆体1利用自进式钻头2预紧后，利用锚杆杆体1配套的封孔止浆塞8、圆拱形垫板9、防松弹簧垫圈10以及螺母11对锚孔孔口进行密封；

c、注浆：锚孔完成密封后，通过杆体1后端的注浆口14向杆体1内部通道注浆，注浆材料经过注浆孔4进入到锚孔内，将锚杆与岩土体紧密凝结为一个整体，待注浆完成后，逆止阀10自动关闭。

Claims (8)

1.一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，包括中空式结构的杆体(1)，所述杆体(1)的前端设置有自进式钻头(2)以及杆体(1)的前端开有注浆孔(4)，在杆体(1)后端设置有锚固结构和注浆口(14)，所述注浆口(14)通过杆体(1)内部具有的通道与所述注浆孔(4)连通，杆体(1)的内部设置有位移监测元件(5)，所述自进式钻头(2)上具有水压传感器(6)和地下水监测孔(7)。

2.根据权利要求1所述的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，所述自进式钻头(2)与杆体(1)同轴设置，杆体(1)与自进式钻头(2)一体连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，所述自进式钻头(2)具有位于其前端的钻头实心部分(2a)和位于其后端的钻头空心部分(2b)，所述钻头实心部分(2a)为切削岩土体的刃口，所述钻头空心部分(2b)的外部设有地下水监测孔(7)，内部设有水压传感器(6)。

4.根据权利要求1所述的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，所述杆体(1)的外壁设有波纹状螺纹(3)，所述波纹状螺纹(3)连通所述注浆孔(4)。

5.根据权利要求1所述的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，所述位移监测元件(5)为多个沿所述杆体(1)的轴线方向均匀布置的位移传感器，各个位移传感器与杆体(1)为整体式连接结构，位移监测元件(5)连通导线(15)。

6.根据权利要求1所述的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，所述锚固结构包括封孔止浆塞(8)、圆拱形垫板(9)、防松弹簧垫圈(10)和螺母(11)，所述封孔止浆塞(8)、圆拱形垫板(9)、防松弹簧垫圈(10)和螺母(11)沿所述杆体(1)的轴线方向依次被穿入到杆体(1)的后端。

7.根据权利要求6所述的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，所述封孔止浆塞(8)由高分子橡胶材料制成的圆台形中空式结构，其小端外径比锚孔直径小，大端外径比锚孔直径大，封孔止浆塞(8)的内壁与所述杆体(1)的外壁贴合，封孔止浆塞(8)的大端端面抵靠于所述圆拱形垫板(9)。

8.根据权利要求6所述的一种具有位移监测功能的自进式中空注浆锚杆，其特征在于，所述杆体(1)的后端内部通道设有逆止阀(13)及其后端外部设有螺纹(12)，所述螺母(11)套设在所述螺纹(12)上。

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