CN2723681Y - 内锚外注式锚杆 - Google Patents

Abstract

一种用于松软破碎、节理及层理发育围岩支护加固的内锚外注式锚杆，由锚杆杆体、止浆塞(5)、托板(6)及螺母等构成。锚杆杆体采用中空钢管，分为三部分，即：涨壳段(2)、注浆段(4)和紧固段(8)。涨壳段(2)为鱼鳞管状或表面有螺纹或表面有棘刺、并有楔缝；涨壳段(2)端头装入有涨楔(1)。注浆段(4)的表面有螺纹。这种锚杆采用涨壳式锚头，不仅实现了锚——注有效地结合，而且支护预紧快、承载快，实现立即支护；其后利用中空杆体注浆，将端锚转化为全锚。杆体采用全螺纹结构，有利于杆体与注浆材料紧密结合，提高锚固强度；可实现杆体等强。

Description

内锚外注式锚杆

所属技术领域

本实用新型涉及地下井巷、隧道工程支护用的锚杆，特别是一种松软破碎、节理及层理发育的围岩支护、加固用的内锚外注式锚杆。

背景技术

在各类地下工程中普遍存在着软弱围岩、断层破碎带、高应力区、大变形等复杂地质条件，此时围岩的整体性受到了破坏，可锚性差，采用普通锚杆加固效果不佳。实践证明，采用锚注支护是对松软破碎围岩加固的有效途径，即采用注浆锚杆或注浆锚索加固围岩，将锚固、注浆加固一体化，通过注浆改变围岩松散结构，为锚杆提供着力基础，使锚杆的锚固作用得以发挥。

奥地利、前苏联、德国等国在上世纪八十年代开始采用空心锚杆作为注浆锚杆实现锚注，并得到了广泛应用。奥地利GD-Anker研制的IBO型自钻锚杆是一种带有一次性钻头的空心钻杆，用自带钻头钻孔，然后通过钻杆中心孔进行高压注浆。施工后，钻头和钻杆留在钻孔内作为锚杆。前苏联在煤矿的锚注支护中，采用的注浆锚杆用止浆塞封孔。在锚注支护中，注浆材料除了常用的水泥浆以外，德国还开发了树脂类材料聚亚氨树脂。

我国开发的注浆锚杆主要有两种：内注浆锚杆和外注浆锚杆。内注浆锚杆采用中空锚杆，将锚固和注浆合二为一；外注浆锚杆是利用注浆管进行杆体外注浆。内注浆锚杆有外锚内注和内锚外注两种。外锚内注是利用锚固剂在孔口将注浆锚杆固定并起封孔的作用，这种锚杆虽然操作简单、将密封和锚固融为一体，但孔内气体不易排出。内锚外注是通过锚固剂或机械机构先将注浆锚杆锚固，起到端锚作用，对锚杆施加预应力后再进行注浆，这种锚杆将锚杆支护与注浆加固有机地结合，支护效果好。

中国《实用新型专利公报》第14卷、第37号公开了名称是：“一种内锚外注式锚杆”的专利，专利号：ZL 97235670.3、公告号：CN 2291449Y。其目的是提供一种满足锚杆注浆机理要求和实际应用的内锚外注式锚杆。其构成包括杆体、托盘、螺母；杆体为钢管，分为三部分，即锚固段、注浆段、封孔段，每段用挡环隔开，锚固段为弯曲状，用锚固剂锚固；注浆段上分布若干个注浆小孔；封孔段套有楔形环状塞。不足之处是注浆段外表面光滑，杆体的锚固段采用锚固剂端锚，价格高，端锚和注浆需要两种不同材料。

发明内容

为了克服现有内锚外注式锚杆杆体与注浆材料结合强度较低的不足，本实用新型提供一种内锚外注式锚杆，该锚杆可进一步提高其杆体与注浆材料的结合强度，使锚固段的端锚更加方便快捷、预紧快、承载快。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

在由锚杆杆体、止浆塞、托板及螺母构成的内锚外注式锚杆中，锚杆杆体采用中空钢管，且分为三部分，即：锚固段、注浆段和紧固段。杆体的锚固段又称为涨壳段，该段加工成鱼鳞管状或表面有螺纹或表面有棘刺、并有楔缝。涨壳段的端头内安装涨楔。注浆段的表面加工有螺纹。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案还可以是：

内锚外注式锚杆的注浆段的内、外表面均加工成连续的波形螺纹，且内外起伏相对应。其涨壳段的内、外表面加工有与注浆段相同且相衔接的连续波形螺纹。紧固段也加工有与注浆段相同且相衔接的连续波形螺纹，紧固段上的螺母与波形螺纹相配合。

本实用新型的有益效果是：

①实现了锚——注有效地结合。锚杆端部采用涨壳式锚头，当锚杆施工后，通过锚杆的预紧，对锚杆施加预应力，实现立即支护，立即承载，同时又能固定锚杆。然后利用锚杆中空杆体进行注浆，加固围岩，将端锚转化为全锚，实现了锚——注有效地结合。

②锚杆采用全螺纹结构。一是有利于锚杆与注浆材料的结合。例如采用水泥浆做为注浆材料，水泥浆硬化后，体积减小，因水泥的抗压强度高，抗拉强度低，利用全螺纹结构，可以使硬化后的注浆材料与注浆锚杆紧密地结合在一起，提供给巷道围岩更有效地约束；二是有利于提高锚杆的强度。

③锚杆实现等强。锚杆加工全部采用滚丝加工工艺，使锚杆的各个部位没有弱面，实现了锚杆的等强。

附图说明

图1是本实用新型内锚外注式锚杆的结构示意图

图2是本实用新型的涨壳段表面有连续波形螺纹时的结构示意图

图3是本实用新型的紧固段采用普通螺母时的结构示意图

图中：1-涨楔、2-杆体的涨壳段、3-注浆孔、4-杆体的注浆段、5-止浆塞、6-拱形托板、7-波形螺纹螺母、8-杆体的紧固段、9-有连续波形螺纹的涨壳段、10-普通螺母

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

在图1所示的实施例中，本实用新型由涨楔(1)、锚杆杆体、止浆塞(5)、拱形托板(6)和螺母(7)等构成。锚杆杆体采用空心钢管，且分为三部分：涨壳段(2)、注浆段(4)和紧固段(8)。涨壳段(2)位于锚杆头部，加工成鱼鳞管状、并有楔缝，涨楔(1)由涨壳段(2)的端头楔入，使涨壳段(2)涨开。注浆段(4)的内、外表面加工成连续的波形螺纹、且内外起伏相对应，该段上部加工若干个小注浆孔(3)。紧固段(8)位于杆体的尾部，其内、外表面加工成与注浆段(4)相同的连续波形螺纹、且相衔接。紧固段(8)上安装止浆塞(5)、拱形托板(6)和螺母(7)。螺母(7)为特制的、波形螺纹螺母，与紧固段(8)匹配。

在图2所示的另一实施例中，锚杆杆体的涨壳段(9)的内、外表面加工成与注浆段(4)相同且相衔接的连续波形螺纹，亦即，涨壳段(9)与注浆段(4)、紧固段(8)均用相同工艺，一次加工成型。其余与实施例一相同。

在图3所示的又一实施例中，锚杆杆体的紧固段端头的外表面加工成普通螺纹、与普通螺母(10)配合使用。其余与实施例一相同。

此外，涨壳段(2)除了加工成鱼鳞管状、表面有连续波形螺纹，也可以加工成其它形式的螺纹或表面有棘刺，以增大与孔壁的锚固力。锚杆杆体还可以采用只有外表面有连续波形螺纹而内表面无连续波形螺纹的形式，但需要用特种钢管来加工。注浆段(4)上的注浆孔(3)也可以不用，注浆通过涨壳段上的楔缝进行。

工作原理：

当本内锚外注式锚杆安装到钻孔中以后，击打锚杆的末端，让锚杆头部的涨楔(1)楔入锚杆的涨壳段(2)，使涨壳段(2)涨开与孔壁的围岩紧密结合，起到端锚的作用；然后，在紧固段(8)装上止浆塞(5)、托板(6)，上紧螺母；此时，注浆锚杆相当于一个机械式端锚锚杆，实现了立即支护的作用，并对锚杆施加预应力。之后，可根据巷道围岩的裂隙发育情况和施工工序决定注浆。注浆时，利用锚杆的中空杆体作为注浆管压入浆液，使浆液从杆体的涨壳段(2)的开缝、注浆孔(3)或从二者中流出，实现反向注浆，由浆液驱赶出的空气从止浆塞(5)的小孔中排出，最后引导出浆液从小孔排出，使得锚杆与钻孔孔壁的围岩之间完全被浆液填满。注浆段外表加工成连续的波形螺纹，可以与硬化后的注浆材料更紧密地结合在一起。

加工制造：

内锚外注式锚杆采用厚壁无缝钢管加工制作，杆体加工采用滚丝加工工艺，表面采用特殊工艺加工成连续螺纹以便于与注浆材料更牢固结合。杆体直径可以从φ16mm～φ38mm，长度根据现场需要确定，如果超过3.0m，可通过连接套将锚杆连接起来。

Claims (5)

1.一种内锚外注式锚杆，包括锚杆杆体、止浆塞(5)、托板(6)及螺母，锚杆杆体为中空钢管，且分为三部分，即锚固段、注浆段、紧固段，其特征在于：所说的锚固段为涨壳段，该段为鱼鳞管状或表面有螺纹或表面有棘刺、并有楔缝；涨壳段的端头内装有涨楔(1)；所说的注浆段的表面有螺纹。

2.根据权利要求1所述的内锚外注式锚杆，其特征在于：所说的注浆段表面的螺纹是指注浆段(4)的内、外表面均有连续的波形螺纹，且内外起伏相对应。

3.根据权利要求2所述的内锚外注式锚杆，其特征在于：所说的涨壳段表面的螺纹是指涨壳段(9)的内、外表面有与注浆段(4)相同的连续的波形螺纹、且相衔接。

4.根据权利要求2或3所述的内锚外注式锚杆，其特征在于：所说的紧固段的表面有与注浆段(4)相同的连续波形螺纹、且相衔接，其上螺母(7)的内螺纹与紧固段的波形螺纹相配合。

5.根据权利要求1所述的内锚外注式锚杆，其特征在于：所说的注浆段上分布有若干个注浆孔(3)。

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