CN110593925A - 一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆及施工方法，属隧道锚杆支护施工领域。包括锥形固定件和中空注浆锚杆，锥形固定件包括锥形部和圆筒部，锥形部和圆筒部内均设有空腔，圆筒部上设有位于侧壁上的第一安装槽和位于端部的内螺纹，第一安装槽内转动连接有第一限位件，中空注浆锚杆上开设有溢浆孔，中空注浆锚杆的一端设有限位结构，限位结构延伸至空腔内并与第一限位件匹配，中空注浆锚杆上设有锚固结构，中空注浆锚杆的另一端螺纹连接有锚杆托盘和锁紧件。有效地对周围破碎的岩体进行固结，锚杆拉拔力满足要求，加强了围岩的整体稳定性，并能提高中空***锚杆的施工效率。
Description
技术领域
本发明属于隧道锚杆支护施工领域，具体的涉及一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆及施工方法。
背景技术
山岭隧道初期锚杆支护是新奥法隧道衬砌核心，而中空注浆锚杆技术能最大限度地保持围岩的完整性、稳定性，能有效地控制岩体变形、位移和裂缝地发展，充分发挥围岩自身的支撑作用。尤其在处理喀斯特地貌破碎岩体时结构时，稳定效果显著。但是传统的中空径向锚杆不易挂设，尤其在进行隧道拱顶施工时，***锚杆孔的中空锚杆往往在注浆之前或者注浆的过程中发生掉落、移位现象，严重地影响了中空锚杆注浆加固岩体的效果，并导致施工效率极大地降低。
发明内容
本发明所要解决现有技术中的不足，故此提出一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆及施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下方案：
一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆，包括锥形固定件和中空注浆锚杆，所述锥形固定件包括锥形部和圆筒部，所述锥形部和圆筒部内均设有空腔，所述圆筒部上设有位于侧壁上的第一安装槽和位于端部的内螺纹，所述第一安装槽内转动连接有第一限位件，所述中空注浆锚杆上开设有若干个溢浆孔，所述中空注浆锚杆的一端设有限位结构，所述限位结构延伸至空腔内并与第一限位件匹配，所述中空注浆锚杆上设有锚固结构，所述中空注浆锚杆的另一端螺纹连接有锚杆托盘和锁紧件。
进一步的，所述第一限位件的内侧设有三角限位块，所述三角限位块上开设有定位槽。
进一步的，所述限位结构包括第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，所述第一连接杆的一端铰接连接在中空注浆锚杆的端部，所述第一连接杆的另一端与第二连接杆的一端铰接连接，所述第二连接杆与定位槽匹配，所述第二连接杆的另一端与第三连接杆的一端铰接连接，所述第三连接杆的内侧固定设有第一弹性件，所述第一弹性件远离第三连接杆的一侧固定连接在中空注浆锚杆上，所述第三连接杆的另一端铰接连接在中空注浆锚杆上。
进一步的，所述锚固结构包括滑套、固定块、第四连接杆和锚件，所述滑套滑动连接在中空注浆锚杆的外侧，所述滑套上开设有槽口，所述固定块固定连接在滑套内侧的中空注浆锚杆上，所述固定块背对锥形固定件的一侧固定设有第二弹性件，所述第二弹性件远离固定块的一端固定连接在滑套上，所述第四连接杆的一端铰接连接在固定块上，所述第四连接杆的另一端通过铰链与锚件的一端连接，所述锚件的另一端铰接连接在滑套上，所述第四连接杆和锚件与槽口位于同一平面内。
进一步的，所述滑套的两端均为锥形设置，所述滑套的直径等于锥形固定件的直径。
进一步的，所述圆筒部上还开设有第二安装槽，所述第二安装槽内通过弹簧连接有第二限位件，所述第二限位件为楔形结构。
本发明还公开了一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆的施工方法，包括以下步骤，
步骤一、将钻杆和锥形固定件的圆筒部的内螺纹固定，钻出锚杆安装孔，后取出钻头且锥形固定件留在安装孔内；
步骤二、使用高压风清孔，切忌使用清水冲洗；
步骤三、中空注浆锚杆带有限位结构的一端***锚杆安装孔内，至第二连接杆完全穿过三角限位块，在中空注浆锚杆上匹配连接锚杆托盘和锁紧件；
步骤四、调节锁紧件和锚杆托盘，中空注浆锚杆向外拔出，带动限位结构中的第二连接杆挤压第一限位件的定位槽，推动第一限位件向外展开卡紧锚杆安装孔，同时中空注浆锚杆上的固定块将推动第四连接杆使锚件转动至水平位置锚固中空注浆锚杆的杆身；
步骤五、向中空注浆锚杆内注浆，浆液通过中空注浆锚杆的溢浆孔扩散渗透入周围围岩内。
与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：
本发明中设有锥形固定件和中空注浆锚杆，中空注浆锚杆上还设有锚固结构、锚杆托盘和锁紧件。锥形固定件上设有第二限位件防止在钻杆取出后锥形固定件脱落下来同时还能保持相应的锚固力。利用中空注浆锚杆的限位结构穿入过程中将在第一弹性件作用下，第二连接杆与第一限位件上的定位槽匹配，利用锚杆托盘和锁紧件将中空注浆锚杆向外拔出时，第二连接杆将推动第一限位件使其向外张开锚固在锚杆安装孔内防止在注浆时发生移位，还增大中空注浆锚杆的锚固力。当穿入中空注浆锚杆时于此同时还将带动固定块将带动第四连接杆转动进而将锚件水平锚固在锚杆安装孔内，在注浆后可以增强中空注浆锚杆的锚固力和加强了围岩的整体稳定性，并能提高中空***锚杆的施工效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为图1中C处的局部放大图。
图中：1、锥形固定件；11、锥形部；12、圆筒部；13、空腔；14、第一安装槽；15、内螺纹；16、第一限位件；17、三角限位块；18、定位槽；19、第二安装槽；110、第二限位件；2、中空注浆锚杆；21、溢浆孔；22、锚杆托盘；23、锁紧件；24、第一连接杆；25、第二连接杆；26、第三连接杆；27、第一弹性件；28、滑套；29、固定块；210、第四连接杆；211、锚件；212、槽口；213、第二弹性件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1至图4所示，一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆2，包括锥形固定件1和中空注浆锚杆2，锥形固定件1包括一体连接且外壁均为螺旋纹状的锥形部11和圆筒部12，锥形部11和圆筒部12内均设有空腔13，圆筒部12上设有位于侧壁上的第一安装槽14和位于端部的内螺纹15，第一安装槽14内转动连接有第一限位件16，中空注浆锚杆2上开设有若干个溢浆孔21，利用溢浆孔21将实现注浆功能。中空注浆锚杆2的前端设有限位结构，限位结构延伸至空腔13内并与第一限位件16匹配，中空注浆锚杆2上设有锚固结构，中空注浆锚杆2的后端螺纹连接有锚杆托盘22和锁紧件23，通过调节锚杆托盘22和锁紧件23使中空注浆锚杆2向外移动进而将限位结构与第一限位件16在第一安装槽14内向外张开并锚固在锚杆安装孔内，提高锚固力同时防止在注浆时发生移位造成工程质量的下降，同时还将锚固结构将中空注浆锚杆的杆身锚固在锚杆安装孔内，进一步增强锚固力，加强了围岩的整体稳定性，并能提高中空***锚杆的施工效率。
在本实施例中进一步优选地方案，第一限位件16的内侧设有三角限位块17，三角限位块17上开设有定位槽18，便于第一限位件16向外张开。
在本实施例中进一步优选地方案，限位结构包括第一连接杆24、第二连接杆25和第三连接杆26，第一连接杆24的一端铰接连接在中空注浆锚杆2的端部，第一连接杆24的另一端与第二连接杆25的一端铰接连接，第二连接杆25与定位槽18匹配，第二连接杆25的另一端与第三连接杆26的一端铰接连接，第三连接杆26的内侧固定设有第一弹性件27，第一弹性件27远离第三连接杆26的一侧固定连接在中空注浆锚杆2上，第三连接杆26的另一端铰接连接在中空注浆锚杆2上。当***锚杆安装孔时，三角限位块17将挤压第一连接杆24，后通过三角限位块17时，第三连接杆26在第一弹性件27的作用下将第二连接杆25和第一连接杆24向外推开，调节锁紧件23和锚杆托盘22时，第二连接杆25与定位槽18匹配将推动第一限位件16向外张开锚固在锚杆安装孔内，保证锚固力。
在本实施例中进一步优选地方案，锚固结构包括滑套28、固定块29、第四连接杆210和锚件211，滑套28滑动连接在中空注浆锚杆2的外侧，滑套28上开设有槽口212，固定块29固定连接在滑套28内侧的中空注浆锚杆2上，固定块29背对锥形固定件1的一侧固定设有第二弹性件213，第二弹性件213远离固定块29的一端固定连接在滑套28上，第四连接杆210的一端铰接连接在固定块29上，第四连接杆210的另一端通过铰链与锚件211的一端连接，锚件211的另一端铰接连接在滑套28上，第四连接杆210和锚件211与槽口212位于同一平面内。当中空注浆锚杆2***时，滑套28在第二弹性件213的作用下将随中空注浆锚杆2一同***，当锚杆托盘22和锁紧件23调节时，中空注浆锚杆2向外移动，固定块29将推动第四连接杆210进而将锚件211水平张开锚固在锚杆安装孔内，加强了围岩的整体稳定性，并能提高中空***锚杆的施工效率。
在本实施例中进一步优选地方案，滑套28的两端均为锥形设置，便于滑套28的***工作，滑套28的直径等于锥形固定件1的直径，同时保证其外拔时滑套28无支撑面出现松脱。
在本实施例中进一步优选地方案，圆筒部12上还开设有第二安装槽19，第二安装槽19内通过弹簧连接有第二限位件110，第二限位件110为楔形结构，当锥形固定件1钻进时，第二限位件110被挤压至第二安装槽19内，当停止钻进时第二限位安11将在弹簧作用下推动第二限位块110卡紧围岩防止脱落下来。
实施例2：
一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆的施工方法，包括以下步骤，
步骤一、将钻杆和锥形固定件1的圆筒部12的内螺纹15固定，钻出锚杆安装孔，后取出钻头且锥形固定件1留在安装孔内；
步骤二、使用高压风清孔，切忌使用清水冲洗；
步骤三、中空注浆锚杆2带有限位结构的一端***锚杆安装孔内，至第二连接杆25完全穿过三角限位块17，在中空注浆锚杆2上匹配连接锚杆托盘22和锁紧件23；
步骤四、调节锁紧件23和锚杆托盘22，中空注浆锚杆2向外拔出，带动限位结构中的第二连接杆25挤压第一限位件16的定位槽18，推动第一限位件16向外展开卡紧锚杆安装孔，同时中空注浆锚杆2上的固定块29将推动第四连接杆210使锚件211转动至水平位置锚固中空注浆锚杆2的杆身；
步骤五、向中空注浆锚杆2内注浆，浆液通过中空注浆锚杆2的溢浆孔21扩散渗透入周围围岩内。
这种方法可以有效地对周围破碎的岩体进行固结，保证锚杆拉拔力满足要求，加强了围岩的整体稳定性，并能提高中空***锚杆的施工效率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆，其特征在于，包括锥形固定件(1)和中空注浆锚杆(2)，所述锥形固定件(1)包括锥形部(11)和圆筒部(12)，所述锥形部(11)和圆筒部(12)内均设有空腔(13)，所述圆筒部(12)上设有位于侧壁上的第一安装槽(14)和位于端部的内螺纹(15)，所述第一安装槽(14)内转动连接有第一限位件(16)，所述中空注浆锚杆(2)上开设有若干个溢浆孔(21)，所述中空注浆锚杆(2)的一端设有限位结构，所述限位结构延伸至空腔(13)内并与第一限位件(16)匹配，所述中空注浆锚杆(2)上设有锚固结构，所述中空注浆锚杆(2)的另一端螺纹连接有锚杆托盘(22)和锁紧件(23)。
2.根据权利要求1所述的一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆，其特征在于，所述第一限位件(16)的内侧设有三角限位块(17)，所述三角限位块(17)上开设有定位槽(18)。
3.根据权利要求2所述的一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆，其特征在于，所述限位结构包括第一连接杆(24)、第二连接杆(25)和第三连接杆(26)，所述第一连接杆(24)的一端铰接连接在中空注浆锚杆(2)的端部，所述第一连接杆(24)的另一端与第二连接杆(25)的一端铰接连接，所述第二连接杆(25)与定位槽(18)匹配，所述第二连接杆(25)的另一端与第三连接杆(26)的一端铰接连接，所述第三连接杆(26)的内侧固定设有第一弹性件(27)，所述弹性件远离第三连接杆(26)的一侧固定连接在中空注浆锚杆(2)上，所述第三连接杆(26)的另一端铰接连接在中空注浆锚杆(2)上。
4.根据权利要求3所述的一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆，其特征在于，所述锚固结构包括滑套(28)、固定块(29)、第四连接杆(210)和锚件(211)，所述滑套(28)滑动连接在中空注浆锚杆(2)的外侧，所述滑套(28)上开设有槽口(212)，所述固定块(29)固定连接在滑套(28)内侧的中空注浆锚杆(2)上，所述固定块(29)背对锥形固定件(1)的一侧固定设有第二弹性件(213)，所述第二弹性件(213)远离固定块(29)的一端固定连接在滑套(28)上，所述第四连接杆(210)的一端铰接连接在固定块(29)上，所述第四连接杆(210)的另一端通过铰链与锚件(211)的一端连接，所述锚件(211)的另一端铰接连接在滑套(28)上，所述第四连接杆(210)和锚件(211)与槽口(212)位于同一平面内。
5.根据权利要求4所述的一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆，其特征在于，所述滑套(28)的两端均为锥形设置，所述滑套(28)的直径等于锥形固定件(1)的直径。
6.根据权利要求5所述的一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆，其特征在于，所述圆筒部(12)上还开设有第二安装槽(19)，所述第二安装槽(19)内通过弹簧连接有第二限位件(110)，所述第二限位件(110)为楔形结构。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种带锥形扩大头的中空注浆锚杆的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤一、将钻杆和锥形固定件(1)的圆筒部(12)的内螺纹(15)固定，钻出锚杆安装孔，后取出钻头且锥形固定件(1)留在安装孔内；
步骤二、使用高压风清孔，切忌使用清水冲洗；
步骤三、中空注浆锚杆(2)带有限位结构的一端***锚杆安装孔内，至第二连接杆(25)完全穿过三角限位块(17)，在中空注浆锚杆(2)上匹配连接锚杆托盘(22)和锁紧件(23)；
步骤四、调节锁紧件(23)和锚杆托盘(22)，中空注浆锚杆(2)向外拔出，带动限位结构中的第二连接杆(25)挤压第一限位件(16)的定位槽(18)，推动第一限位件(16)向外展开卡紧锚杆安装孔，同时中空注浆锚杆(2)上的固定块(29)将推动第四连接杆(210)使锚件(211)转动至水平位置锚固中空注浆锚杆(2)的杆身；
步骤五、向中空注浆锚杆(2)内注浆，浆液通过中空注浆锚杆(2)的溢浆孔(21)扩散渗透入周围围岩内。
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