CN219795294U - 隧道专用一步式锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道专用一步式锚杆，包括中空的锚杆本体、预紧构件、驱动件和接头；所述驱动件用于配合接头带动锚杆本体正转或反转，锚杆本体反转时，锚杆本体钻进，锚杆本体正转时，对锚杆本体施加预应力；所述接头用于配合驱动件实现钻机与锚杆本体的传动；所述预紧构件用于锚杆本体钻进到位时对锚杆本体进行初步锚固。本实用新型的锚杆集钻进、预紧及注浆一体，特别适用于隧道、铁路需要灌注水泥浆的工况使用，其设置的预紧构件可在灌浆前就对锚杆预紧；而锚杆注浆结束锚固后，仅需使接头直线后退即可完成锚杆与接头的分离，“退钎尾”过程简单、易操作；且直线退出的形式无需在钻机上设置夹具以固定锚杆，简化了钻机结构。

Description

隧道专用一步式锚杆

技术领域

本实用新型涉及锚杆技术领域，特别涉及一种隧道专用一步式锚杆。

背景技术

随着科学技术的进步、社会的发展，在隧道建设工程中，锚杆的使用作为一种重要的支护方式被广泛的应用。锚杆的支护作用主要有：锚杆悬吊作用、挤压加固作用、组合梁(拱)作用等，其作用机理：悬吊作用：锚杆穿过软弱、松动的岩层，锚固在深层的岩层上，从而将不稳定岩层悬吊在其上部较稳定的自然平衡拱上；挤压加固作用：安装在围岩中的锚杆在其受力后，可在其周围一定范围内形成压缩区在系统锚杆中，多个压缩区相互重叠从而形成一个连续的压缩带，使已破碎的岩层具有整体性或近似整体性，提高了其整体的强度和承载力；组合梁(拱)作用：依托插入岩层内一定深度的锚杆径向力作用，将多层薄层状岩层挤紧组合起来，增大岩层间的摩阻力，形成组合梁(拱)结构，使该结构的抗弯刚度和强度得以提高，增强岩层的承载力。

以上所述各种锚杆作用是相互独立的，其适用范围有一定的局限性，即根据岩层的不同结构形式，可选择不同形式、不同规格的锚杆，发挥其不同的作用。

在隧道建设中，锚杆起到四两拨千斤的作用。特别是自钻式锚杆，钻进到位时需要退钎尾套，而退钎尾套需要在钻机前端配备夹具以固定锚杆，避免锚杆随钎尾套退出锚孔。增加的夹具增加了钻机的复杂程度及生产成本，其次钎尾套退出过程为相对锚杆转动的过程，退出过程繁琐且费时。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种隧道专用一步式锚杆，集钻进、预紧及注浆一体，特别适用于隧道、铁路需要灌注水泥浆的工况使用，其设置的预紧构件可在灌浆前就对锚杆预紧；而锚杆注浆结束锚固后，仅需使接头直线后退即可完成锚杆与接头的分离，“退钎尾”过程简单、易操作；且直线退出的形式无需在钻机上设置夹具以固定锚杆，简化钻机结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

隧道专用一步式锚杆，包括中空的锚杆本体、预紧构件、驱动件和接头；

所述驱动件用于配合接头带动锚杆本体正转或反转，锚杆本体反转时，锚杆本体钻进，锚杆本体正转时，对锚杆本体施加预应力；

所述接头用于配合驱动件实现钻机与锚杆本体的传动；

所述预紧构件用于锚杆本体钻进到位时对锚杆本体进行初步锚固。

进一步地，所述接头包括驱动部和连接部；所述连接部设在驱动部外，驱动部转动时，连接部静止；所述连接部用于向驱动部送入冷却水及浆液。

所述驱动部用于连接锚杆本体与钻机钎尾、以及接通连接部送入的冷却水及浆液。

进一步地，所述驱动部为中部设有通孔的套筒，所述连接部为旋转接头，所述连接部转动设置在驱动部外部，连接部的侧面设有用于连接多通接头的连接管。

进一步地，所述驱动部内由其端部至钻机钎尾方向依次设有驱动孔、让位孔和连通孔，所述驱动孔为非圆形孔，所述连通孔与连接部连通；

所述驱动件为驱动螺母和自锁螺母；

所述驱动螺母设置在驱动孔内，所述驱动螺母外表面与所述驱动孔适配，所述驱动螺母与锚杆本体螺纹连接；

所述自锁螺母设置在让位孔内，所述自锁螺母外表面与让位孔的孔壁之间设有间隙，所述自锁螺母与锚杆本体螺纹连接，且自锁螺母位于驱动螺母后端。

进一步地，所述驱动孔为六边形孔，所述驱动螺母为六方螺母。

进一步地，所述预紧构件包括摩擦固定套、封浆环、垫板和摩擦螺母；

所述摩擦固定套设置为沿摩擦固定套长度方向设置有压合口的管体，摩擦固定套包括一体成型的前端锥形缩径段和后端直管段，所述锥形缩径段设置有紧固口，锚杆本体设置在摩擦固定套内；

所述封浆环穿设于锚杆本体外表面，设置于锚杆本体与摩擦固定套之间；

所述垫板设置有通孔，锚杆本体穿设于通孔内；

所述摩擦螺母与锚杆本体螺纹连接，垫板设置在摩擦螺母与后端直管段端部之间。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的锚杆集钻进、预紧及注浆一体，特别适用于隧道、铁路需要灌注水泥浆的工况使用，其设置的预紧构件可在灌浆前就对锚杆预紧；而锚杆注浆结束锚固后，仅需使接头直线后退即可完成锚杆与接头的分离，“退钎尾”过程简单、易操作；且直线退出的形式无需在钻机上设置夹具以固定锚杆，简化了钻机结构。

附图说明

图1为本实用新型实施例中隧道专用一步式锚杆的整体结构示意图；

图2为图1中局部A处的放大示意图；

图中，1、锚杆本体；2、预紧构件；3、驱动件；4、接头；5、驱动部；6、连接部；7、钻机钎尾；8、连接管；9、驱动螺母；10、自锁螺母。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-图2，本实用新型提供一种技术方案：

实施例：

如图1和图2所示，一种隧道专用一步式锚杆，包括中空的锚杆本体1、预紧构件2、驱动件3和接头4；

所述驱动件3用于配合接头4带动锚杆本体1正转或反转，锚杆本体1反转时，锚杆本体1钻进，锚杆本体1正转时，对锚杆本体1施加预应力；

所述接头4用于配合驱动件3实现钻机与锚杆本体1的传动；

所述预紧构件2用于锚杆本体1钻进到位时对锚杆本体1进行初步锚固。

所述接头4包括驱动部5和连接部6；所述连接部6设在驱动部5外，驱动部5转动时，连接部6静止；所述连接部6用于向驱动部5送入冷却水及浆液。

所述驱动部5用于连接锚杆本体1与钻机钎尾7、以及接通连接部6送入的冷却水及浆液。

所述驱动部5为中部设有通孔的套筒，所述连接部6为旋转接头4，所述连接部6转动设置在驱动部5外部，连接部6的侧面设有用于连接多通接头4的连接管8。

所述驱动部5内由其端部至钻机钎尾7方向依次设有驱动孔、让位孔和连通孔，所述驱动孔为非圆形孔，所述连通孔与连接部6连通；其中，驱动孔尺寸大于让位孔尺寸。

所述驱动件3为驱动螺母9和自锁螺母10；

所述驱动螺母9设置在驱动孔内，所述驱动螺母9外表面与所述驱动孔适配，所述驱动螺母9与锚杆本体1螺纹连接；

所述自锁螺母10设置在让位孔内，所述自锁螺母10外表面与让位孔的孔壁之间设有间隙，所述自锁螺母10与锚杆本体1螺纹连接，且自锁螺母10位于驱动螺母9后端。

所述驱动孔为六边形孔，所述驱动螺母9为六方螺母。

所述预紧构件2包括摩擦固定套、封浆环、垫板和摩擦螺母；

所述摩擦固定套设置为沿摩擦固定套长度方向设置有压合口的管体，摩擦固定套包括一体成型的前端锥形缩径段和后端直管段，所述锥形缩径段设置有紧固口，锚杆本体1设置在摩擦固定套内；

所述封浆环穿设于锚杆本体1外表面，设置于锚杆本体1与摩擦固定套之间；

所述垫板设置有通孔，锚杆本体1穿设于通孔内；

所述摩擦螺母与锚杆本体1螺纹连接，垫板设置在摩擦螺母与后端直管段端部之间。

其中，多通接头4可以是但不局限于三通或四通接头4，本实施例由于只需接入冷却水及浆液，因此三通接头4即可满足使用。

本实施例中如图2所示，驱动螺母9的头部尺寸大于驱动孔尺寸，位于驱动孔外部，驱动螺母9的尾部与驱动孔的最右侧之间设有间隙。

工作原理：（1）锚杆钻进：启动钻机，钻机通过驱动部5、驱动螺母9及自锁螺母10带动锚杆本体1钻进，此时锚杆的钻进方向如图所示，为反转。锚杆本体1钻进过程中，通过多通接头4接入冷却水，冷却水经连接部6进入锚杆本体1并由端部的钻头流出，对钻头进行冷却及润滑。该过程，驱动部5随钻机钎尾7转动，而连接部6则相对静止。步骤（1）中由于自锁螺母10与让位孔之间存在间隙，因此驱动部5转动仅通过驱动螺母9带动锚杆本体1转动。驱动部5带动驱动螺母9相对于锚杆本体1有后退的趋势时，由于有自锁螺母10顶住驱动螺母9使其无法后退，因此驱动螺母9带动锚杆同步转动。

（2）锚杆本体1钻进到位时，通过预紧构件2使锚杆与锚孔初步固定。预紧构件2的初步固定原理为现有技术，具体为：摩擦固定套的前端有缩径段，在其插入锚孔后，挤压变形卡住带有螺纹的锚杆体，从而使拱部锚杆不仅能抵抗重力作用，还能承受外挂注浆系统进行压力注浆而不下滑。

（3）锚杆本体1初步固定后，钻机通过驱动部5带动驱动螺母9转动（钻机转动方向与步骤（1）中转动方向相反，即钻机正转），该过程由于锚杆被固定，因此驱动螺母9相对于锚杆本体1朝向锚孔方向运动，进而顶紧垫板，实现预紧力的施加。

（4）注浆：预紧力施加结束后，通过多通接头4切换向孔内注入浆液（水泥砂浆）。

（5）注浆满足要求后，仅需带动接头4直线后退使驱动螺母9与驱动部5分离即可实现退纤套的过程。

本实用新型的锚杆集钻进、预紧及注浆一体，特别适用于隧道、铁路需要灌注水泥浆的工况使用，其设置的预紧构件可在灌浆前就对锚杆预紧；而锚杆注浆结束锚固后，仅需使接头直线后退即可完成锚杆与接头的分离，“退钎尾”过程简单、易操作；且直线退出的形式无需在钻机上设置夹具以固定锚杆，简化了钻机结构。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.隧道专用一步式锚杆，其特征在于：包括中空的锚杆本体、预紧构件、驱动件和接头；

所述驱动件用于配合接头带动锚杆本体正转或反转，锚杆本体反转时，锚杆本体钻进，锚杆本体正转时，对锚杆本体施加预应力；

所述接头用于配合驱动件实现钻机与锚杆本体的传动；

所述预紧构件用于锚杆本体钻进到位时对锚杆本体进行初步锚固。

2.根据权利要求1所述隧道专用一步式锚杆，其特征在于：所述接头包括驱动部和连接部；所述连接部设在驱动部外，驱动部转动时，连接部静止；所述连接部用于向驱动部送入冷却水及浆液；

所述驱动部用于连接锚杆本体与钻机钎尾、以及接通连接部送入的冷却水及浆液。

3.根据权利要求2所述隧道专用一步式锚杆，其特征在于：所述驱动部为中部设有通孔的套筒，所述连接部为旋转接头，所述连接部转动设置在驱动部外部，连接部的侧面设有用于连接多通接头的连接管。

4.根据权利要求3所述隧道专用一步式锚杆，其特征在于：所述驱动部内由其端部至钻机钎尾方向依次设有驱动孔、让位孔和连通孔，所述驱动孔为非圆形孔，所述连通孔与连接部连通；

所述驱动件为驱动螺母和自锁螺母；

所述驱动螺母设置在驱动孔内，所述驱动螺母外表面与所述驱动孔适配，所述驱动螺母与锚杆本体螺纹连接；

所述自锁螺母设置在让位孔内，所述自锁螺母外表面与让位孔的孔壁之间设有间隙，所述自锁螺母与锚杆本体螺纹连接，且自锁螺母位于驱动螺母后端。

5.根据权利要求4所述隧道专用一步式锚杆，其特征在于：所述驱动孔为六边形孔，所述驱动螺母为六方螺母。

6.根据权利要求1所述隧道专用一步式锚杆，其特征在于：所述预紧构件包括摩擦固定套、封浆环、垫板和摩擦螺母；

所述摩擦固定套设置为沿摩擦固定套长度方向设置有压合口的管体，摩擦固定套包括一体成型的前端锥形缩径段和后端直管段，所述锥形缩径段设置有紧固口，锚杆本体设置在摩擦固定套内；

所述封浆环穿设于锚杆本体外表面，设置于锚杆本体与摩擦固定套之间；

所述垫板设置有通孔，锚杆本体穿设于通孔内；

所述摩擦螺母与锚杆本体螺纹连接，垫板设置在摩擦螺母与后端直管段端部之间。