CN110500126A - 中空锚杆注浆接头及中空锚杆施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中空锚杆注浆接头，包括内套管和外套管，所述内套管的外壁上前后间隔设置有限位台阶和注浆管绑扎槽，所述外套管的内壁前后依次分为螺纹段、光孔段和缩口段，所述螺纹段用于与中空锚杆的端头螺纹旋合固定，光孔段的直径大于螺纹段、缩口段的直径，所述外套管套在内套管上，限位台阶能在光孔段内滑动，实现外套管相对内套管的前后移动，所述内套管的前端设置有锥形头，中空锚杆的内径介于锥形头的内径与外径之间，使得锥形头能局部***中空锚杆中实现对接密封。同时，本发明还公开了一种中空锚杆施工工艺。利用该注浆接头进行空锚杆施工时，操作简单、实用、节约成本、安全可靠，能防止接头漏浆，确保注浆饱满，避免堵管、爆管。

Description

中空锚杆注浆接头及中空锚杆施工工艺

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种对隧道中空锚杆进行注浆时用到的注浆接头，以及利用该注浆接头进行中空锚杆施工的工艺。

背景技术

中空锚杆广泛用于隧道施工中，比如主洞室锚杆采取Φ28*5.5mm、长6m规格的普通中空锚杆。中空锚杆的质量关键在于锚杆注浆，注浆的饱满度直接影响锚杆安装是否合格，注浆饱满是以锚杆孔壁反浆为判断依据。注浆管和中空锚杆通过注浆接头相连，而注浆过程中注浆接头所在的连接部位起到了关键作用。

图5所示为洞库锚杆注浆过程中普遍使用的注浆接头，由接管螺栓5、辅助接管6组成。接管螺栓5的前段设置有内螺纹用于与中空锚杆3的外螺纹旋紧连接，接管螺栓5的后段设置有外螺纹用于与辅助接管6前段的内螺纹旋紧连接，辅助接管6后段的外壁上设置有若干环形凹槽，注浆管4套在环形凹槽段上并绑扎固定，环形凹槽的横截面为倒齿能防止绑扎后的注浆管4退出。接管螺栓5的外壁上还焊接有两根操作杆5a。中空锚杆3其目的是为了每次取下相当于中空锚杆3与注浆管4之间除绑扎部位外还有两个接口，注浆过程中漏浆较严重，反浆效果不是很好。

从以下四个方面来说明该结构存在的主要问题：

1、操作性

将注浆接头从中空锚杆上旋进或旋出时，为防止注浆管随之转动而打结，那么在进行下一个中空锚杆的注浆前，需要把注浆接头与注浆管分开再进行绑扎结合才能注浆，非常麻烦。并且，注浆接头与中空锚杆没有一个相应的对接口，预留缝隙较大，接口多，很难形成一个闭合整体，每一次注浆必须要人手扶着操作杆，整个使用过程中操作比较复杂。

2、实用性

在注浆过程中两个接口处漏浆比较严重，导致注浆时中空锚杆孔内反浆的效果不是很好，注浆不饱满；漏浆还导致操作平台上浆液太多，不利于设备的运转和清洗，如果浆液按设计配合比搅拌的话，经常存在堵管的情况，导致费时费力。

3、经济性

注浆过程中漏浆比较严重，导致水泥的消耗量增加，6米的中空锚杆，现场实际50kg的袋装水泥能注浆2—3根，延米损耗量较大(注：水和水泥的配比为0.45：1)。

4、安全性

操作人员需要扶着注浆接头，注浆过程中注浆机带有一定的压力，因接头处对接不到位，在辅助接管的位置容易出现堵塞，注浆压力和管内空气过大容易导致爆管，对操作人员有一定的安全隐患，且对设备有一定的损害。

发明内容

本发明旨在提供一种经济、实用、安全性高、操作方便的中空锚杆注浆接头，能防止接头漏浆，确保注浆饱满，避免堵管、爆管。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种中空锚杆注浆接头，包括内套管和外套管，所述内套管的外壁上前后间隔设置有限位台阶和注浆管绑扎槽，所述外套管的内壁前后依次分为螺纹段、光孔段和缩口段，所述螺纹段用于与中空锚杆的端头螺纹旋合固定，光孔段的直径大于螺纹段、缩口段的直径，所述外套管套在内套管上，限位台阶能在光孔段内滑动，实现外套管相对内套管的前后移动，所述内套管的前端设置有锥形头，中空锚杆的内径介于锥形头的内径与外径之间，使得锥形头能局部***中空锚杆中实现对接密封。

作为上述方案的优选，所述外套管采用前后两段焊接而成，且焊接面正好构成光孔段的前端面。采用两段式焊接结构，方便加工制造，将焊接面设置在光孔段的起始位置处，更靠近外套管的中部，能保证焊接后的外套管整体强度。

进一步优选为，所述外套管的外壁的左右两侧相对焊接有握持挡片，所述握持挡片的焊缝与外套管前后两段的焊缝垂直相交。增设握持挡片，更有利于操作人员在佩戴橡胶手套的情况下拧紧注浆接头；握持挡片的焊缝跨越外套管前后两段，更能确保整体强度。

同时，本发明还提供了一种中空锚杆施工工艺，包括以下步骤：

第一步、锚杆孔位放样；

第二步、锚杆孔钻进成孔；

第三步、安装中空锚杆；

第四步、通过注浆接头将中空锚杆与注浆管相连；

第五步、中空锚杆注浆；

第六步、注浆接头与中空锚杆的端头分离；

第七步、进行下一中空锚杆的施工，直至所有中空锚杆施工完毕；

所述第四步中使用上述的中空锚杆注浆接头，先将注浆接头的外套管相对内套管向后滑动，使内套管的锥形头露出并局部***中空锚杆的端头内孔中实现对接密封，再向前拧动外套管并通过螺纹段与中空锚杆的外螺纹锁紧在一起，从而实现注浆接头与中空锚杆的连接；所述注浆管的前端套入内套管的后端，并通过钢丝绑扎固定在注浆管绑扎槽上，从而实现注浆接头与注浆管的连接；注浆接头与中空锚杆的连接既可以在注浆接头与注浆管的连接之前进行，也可以在注浆接头与注浆管的连接之后进行；

所述第五步中，注浆时注浆接头内的空气在浆液的压力下直接顺着中空锚杆内孔再经中空锚杆外壁流出，直至浆液饱满形成反浆，注浆完成；

所述第六步中，注浆接头与中空锚杆的端头分离时，不需要将注浆管从注浆接头上取下，先向后拧动外套管使螺纹段与中空锚杆的外螺纹分离，此时内套管不转动，再将内套管的锥形头从中空锚杆的端头内孔中取出即可；

所述第七步中，进行下一中空锚杆的施工时，只需要注浆接头与对应的中空锚杆连接即可，不需要进行注浆接头与注浆管的连接。

有益效果：该注浆接头操作简单、实用、节约成本、安全可靠，具体体现在以下几个方面：

1、操作性

注浆接头为一个整体，接头的前端与中空锚杆预留端头通过螺纹相接，接头的后端与注浆管绑扎固定，由于外套管能相对内套管进行360°旋转，那么外套管与中空锚杆相接后可根据实际情况随意旋转与中空锚杆紧扣，使三者形成一个闭合的活动整体，安装时首先将内套管的锥形头***中空锚杆中实现对接，再将外套管相对内套管向前推出，使外套管螺纹段露出并通过该螺纹段与中空锚杆的端头螺纹旋合固定，并确保注浆管绑扎在内套管的注浆管绑扎槽上，即可进行首次注浆，不用担心外套管转动过程中注浆管打结，注浆完成后进行下一中空锚杆的注浆时，也不需要取下注浆管进行重新绑扎，操作起来显得更加简单。

2、实用性

将内套管的前端设置有锥形头，中空锚杆的内径介于锥形头的内径与外径之间，使得锥形头能局部***中空锚杆中实现对接密封，利于向中空锚杆的内孔中压入浓浆，密闭性较强，注浆过程中接头不会漏浆，确保了注浆的饱满度，且工人可以明显判断出锚杆反浆时间。一个孔注浆完成时间较之前也缩短了近一半时间(改进前一个孔需要50秒左右，改进后只需30秒左右)。

3、经济性

该注浆接头的密闭性较好，浆液不会轻易遗漏，同样6米的锚杆，50kg的袋装水泥能注4～5根，比改进前每根6米的锚杆能节约6kg左右的袋装水泥，相当于每延米节约1kg(0.56元)的袋装水泥，节约了成本，且达到了注浆效果。

4、安全性

改进后，通过该注浆接头进行中空锚杆的施工时，施工人员无需扶着注浆接头，注浆接头与注浆管首先形成一个整体，因内套管的锥形头直径较大，直接与中空锚杆内孔对接，再通过活动的外套管的螺纹段与中空锚杆相套，注浆时注浆接头内的空气在浆液的压力下直接顺着中空锚杆内孔再经中空锚杆外壁流出，直至浆液饱满形成反浆，有效避免了漏浆、堵管和爆管，减少了安全隐患及对设备的影响。

结上所述，该注浆接头用于中空锚杆的施工时，能更好地体现出操作简单、实用、节约成本、安全可靠的特性，能防止接头漏浆，确保注浆饱满，避免堵管、爆管。

附图说明

图1为本中空锚杆注浆接头的主视图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明的立体图。

图4为中空锚杆施工工艺流程简图。

图5为现有的注浆接头的使用状态图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

结合图1—3所示，一种中空锚杆注浆接头，主要由内套管1和外套管2组成。

内套管1的外壁上前后间隔设置有限位台阶1a和注浆管绑扎槽1b。

外套管2的内壁前后依次分为螺纹段2a、光孔段2b和缩口段2c。螺纹段2a用于与中空锚杆的端头螺纹旋合固定，中空锚杆的端头螺纹为外螺纹。光孔段2b的直径大于螺纹段2a、缩口段2c的直径，外套管2套在内套管1上，限位台阶1a能在光孔段2b内滑动，实现外套管2相对内套管1的前后移动。外套管2相对内套管1的前后移动量，由光孔段2b的长度决定，根据中空锚杆的端头螺纹段进行设计。

内套管1的前端设置有锥形头1c，中空锚杆的内径介于锥形头1c的内径与外径之间，使得锥形头1c能局部***中空锚杆中实现对接密封。

最好是，外套管2采用前后两段焊接而成，且焊接面正好构成光孔段2b的前端面，使得焊接面更靠近外套管2的中部。

另外，外套管2的外壁的左右两侧相对焊接有握持挡片2d，握持挡片2d的焊缝与外套管2前后两段的焊缝垂直相交，使得每个握持挡片2d的前段焊接在外套管2前段上，握持挡片2d的后段焊接在外套管2后段上。

结合图1—图4所示，一种中空锚杆施工工艺，包括以下步骤：

第一步、锚杆孔位放样。

第二步、锚杆孔钻进成孔。

第三步、安装中空锚杆。

第四步、通过注浆接头将中空锚杆与注浆管相连。该步骤中使用上述的中空锚杆注浆接头，先将注浆接头的外套管2相对内套管1向后滑动，使内套管1的锥形头1c露出并局部***中空锚杆的端头内孔中实现对接密封，再向前拧动外套管2并通过螺纹段2a与中空锚杆的外螺纹锁紧在一起，从而实现注浆接头与中空锚杆的连接。注浆管的前端套入内套管1的后端，并通过钢丝绑扎固定在注浆管绑扎槽1b上，从而实现注浆接头与注浆管的连接。注浆接头与中空锚杆的连接既可以在注浆接头与注浆管的连接之前进行，也可以在注浆接头与注浆管的连接之后进行。

第五步、中空锚杆注浆。注浆时，注浆接头内的空气在浆液的压力下直接顺着中空锚杆内孔再经中空锚杆外壁流出，直至浆液饱满形成反浆，注浆完成。

第六步、注浆接头与中空锚杆的端头分离。注浆接头与中空锚杆的端头分离时，不需要将注浆管从注浆接头上取下，先向后拧动外套管2使螺纹段2a与中空锚杆的外螺纹分离，此时内套管1不转动，再将内套管1的锥形头1c从中空锚杆的端头内孔中取出即可。

第七步、进行下一中空锚杆的施工，直至所有中空锚杆施工完毕。进行下一中空锚杆的施工时，只需要注浆接头与对应的中空锚杆连接即可，不需要进行注浆接头与注浆管的连接。即除首个中空锚杆注浆前，需要进行注浆接头与注浆管的绑扎连接，其余中空锚杆施工时，均不再需要进行注浆接头与注浆管的绑扎连接，既能提高施工效率，又能避免反复绑扎中出现绑扎位置处的松动，只需要第一次绑扎稳固即可。

Claims (4)

1.一种中空锚杆注浆接头，其特征在于：包括内套管(1)和外套管(2)，所述内套管(1)的外壁上前后间隔设置有限位台阶(1a)和注浆管绑扎槽(1b)，所述外套管(2)的内壁前后依次分为螺纹段(2a)、光孔段(2b)和缩口段(2c)，所述螺纹段(2a)用于与中空锚杆的端头螺纹旋合固定，光孔段(2b)的直径大于螺纹段(2a)、缩口段(2c)的直径，所述外套管(2)套在内套管(1)上，限位台阶(1a)能在光孔段(2b)内滑动，实现外套管(2)相对内套管(1)的前后移动，所述内套管(1)的前端设置有锥形头(1c)，中空锚杆的内径介于锥形头(1c)的内径与外径之间，使得锥形头(1c)能局部***中空锚杆中实现对接密封。

2.按照权利要求1所述的中空锚杆注浆接头，其特征在于：所述外套管(2)采用前后两段焊接而成，且焊接面正好构成光孔段(2b)的前端面。

3.按照权利要求2所述的中空锚杆注浆接头，其特征在于：所述外套管(2)的外壁的左右两侧相对焊接有握持挡片(2d)，所述握持挡片(2d)的焊缝与外套管(2)前后两段的焊缝垂直相交。

4.一种中空锚杆施工工艺，包括以下步骤：

第一步、锚杆孔位放样；

第二步、锚杆孔钻进成孔；

第三步、安装中空锚杆；

第四步、通过注浆接头将中空锚杆与注浆管相连；

第五步、中空锚杆注浆；

第六步、注浆接头与中空锚杆的端头分离；

第七步、进行下一中空锚杆的施工，直至所有中空锚杆施工完毕；

其特征在于：

所述第四步中使用权利要求1—3中任一项所述的中空锚杆注浆接头，先将注浆接头的外套管(2)相对内套管(1)向后滑动，使内套管(1)的锥形头(1c)露出并局部***中空锚杆的端头内孔中实现对接密封，再向前拧动外套管(2)并通过螺纹段(2a)与中空锚杆的外螺纹锁紧在一起，从而实现注浆接头与中空锚杆的连接；所述注浆管的前端套入内套管(1)的后端，并通过钢丝绑扎固定在注浆管绑扎槽(1b)上，从而实现注浆接头与注浆管的连接；注浆接头与中空锚杆的连接既可以在注浆接头与注浆管的连接之前进行，也可以在注浆接头与注浆管的连接之后进行；

所述第五步中，注浆时注浆接头内的空气在浆液的压力下直接顺着中空锚杆内孔再经中空锚杆外壁流出，直至浆液饱满形成反浆，注浆完成；

所述第六步中，注浆接头与中空锚杆的端头分离时，不需要将注浆管从注浆接头上取下，先向后拧动外套管(2)使螺纹段(2a)与中空锚杆的外螺纹分离，此时内套管(1)不转动，再将内套管(1)的锥形头(1c)从中空锚杆的端头内孔中取出即可；

所述第七步中，进行下一中空锚杆的施工时，只需要注浆接头与对应的中空锚杆连接即可，不需要进行注浆接头与注浆管的连接。