CN111560952A - 伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,将伞状扩大头技术与易切削锚杆或可回收锚杆索技术进行多种变化的结构融合,不仅使得伞状扩大头能够与易切削锚杆或可回收锚索相互挂载、引用,还使得原来作为摩擦型的易切削锚杆、可回收锚杆索改造成为端承型锚杆索,大幅度地提高了易切削锚杆、可回收锚杆索的承载能力、抗变形能力;突破了伞状扩大头原来单一的承载结构,改变了内锚头只能设置在拉筋盘前侧的保守模式,增加了多种伞状扩体结构类型,包括内锚头位于拉筋盘与穿筋盘之间、位于穿筋盘之后两种情形,为各种各样的可回收锚索找寻与伞状扩大头的结合部提供了充分自由的选择。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程领域,具体涉及伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构。
背景技术
随着各大城市轨道交通建设的迅猛发展,由于长大、密集的钢材构件比如钢管、钢筋、钢绞线制作的锚杆、锚索对盾构机而言有着较大的切削难度,容易造成螺旋输送机、刀盘驱动***的故障,进而引发掘进施工和环境安全事故,为解决这个矛盾,部分省会城市已经禁止使用基坑锚杆锚索,这使得岩土锚固技术朝向环境友好方向发展,从而衍生出锚筋可回收和锚筋易切削两大类型。
易切削锚杆是指盾构机的切削齿能够轻易将锚杆材料切断或切碎,不会造成输送管路堵塞、刀盘卡死或伤害切削齿等,一般指玻璃纤维、陶瓷纤维或玄武岩纤维等的树脂基复合材料或钢纤维水泥基复合材料等制作的锚杆。可回收锚杆索是指在基坑或边坡的锚固任务完成后,通过专门设计的回收手段将锚筋悉数抽出岩土体,从而使得盾构机在经过原锚杆索区域时不再受到困扰。
但是,易切削锚杆作为脆性材料,在横向上容易剪切破坏,尤其是当钻孔外的钢垫板、钢质锚具、混凝土结构(包括联系梁、肋柱、钢筋砼面板等)、伞状扩大头结构内的钢板(包括拉筋盘、穿筋盘、先导板、后托板等)容易对易切削锚杆筋体构成横向剪切破坏;以及易切削锚杆仅仅是单纯的筋体强度很高,而岩土体介质却不能相应发挥出很高的抗拉力,由于该两个问题尚未得到很好解决,故目前的易切削锚杆尤其是玄武岩纤维锚杆,虽然其筋体拥有超高抗拉强度,也拥有锚筋无需回收、盾构机可以直接切削的优势,但却仍未能得到较多推广,即使是在低承载力的锚固工程中也尚未得到大规模应用。
而可回收锚杆索,仅是在传统锚杆索的基础上发展出了回收锚筋的功能。
对于属于摩擦型(包括拉力型与压力型)锚杆索的易切削锚杆、可回收锚杆索而言,内锚头将锚筋拉力转换给承载板承担,承载板将荷载传递给锚固体(水泥浆固结体)承担,最终的目的是通过摩阻力将荷载传递给锚固体周围的岩土体承担,但理论与实践均证明,除了大深度的硬岩锚索能够提供高承载力(事实上钻孔孔道呈弓形或蛇形弯曲产生了与扩大头承载原理相类似的嵌固效应)以外,摩擦型锚杆索在锚筋与锚固体的粘结、锚固体与周围岩土体的粘结、锚固体本身的强度与刚度等各方面均不足以提供高承载能力,即便是国内最为成功的苏州能工可回收锚索,做了钻孔扩孔处理,其承载力也只能达到伞状扩大头锚杆索的一半或更低;究其原因在于:作为传统的摩擦型锚杆索--易切削锚杆、可回收锚索的水泥浆锚固体,因为不具备配筋扩大结构,其根本无法或只能够在较小程度上利用岩土体端承力;换言之,即便是在锚固体较长(4.5米~6米以上)的情况下,在不具备高刚度扩大头结构的情况下,完全或较大程度上只能利用原来的易失难得、若有若无、力值较小的摩阻力,仍然无法真正发挥扩孔段后端岩土体的高承载潜力。这是摩擦型锚杆索先天固有的缺陷。
另外,之前的各种扩大头锚杆索,为了成为扩大头锚以增加承载力,不惜做了多种扩孔措施,但由于只是单纯扩了孔,尽管有的还做了一些无效配筋,这样不仅承载力增加得不多,而且无法像非锚固段那样设置对中支架,从而引起内锚头的坠头问题,无论是何种方法的回收,坠头均使得锚筋回收难度增加,降低了锚筋回收率,以机械式回收法尤甚。
从伞状扩大头角度而言,虽然作为岩土锚固技术的另一个发展方向,伞状扩大头系列锚固技术已经解决了传统拉力型、压力型、分散压力型等锚固类型或囊式等无筋或无效筋扩大头锚固类型的承载力低、变形大、蠕变大、可靠度低等问题,如本案申请人的在先申请(CN109518690A、CN209585034U、CN110552348A),但随着城市基坑锚固领域面临的环境友好问题日益突出,各类可回收锚索的应用日益普遍,面临在应用伞状扩大头技术时在结构上应如何衔接的问题,之前一直未有具体的实施方案,同时,伞状扩大头自身结构也需要进行相应调整,以完全达到盾构机施工的相应前置条件。
发明内容
针对前述问题,本发明提出伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其中伞状扩体装置、易切削锚杆、可回收锚杆索均为现有技术;本申请的核心发明点在于将伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索进行融合。具体地:
伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,包括带有拉筋盘、穿筋盘的伞状扩体装置,其特征在于,还包括带有承载板的易切削锚杆或可回收锚杆索;
所述伞状扩体装置的拉筋盘与易切削锚杆或可回收锚杆索的承载板合并为一体;或所述拉筋盘设置于承载板的后方且拉筋盘与承载板接触;或所述拉筋盘设置于承载板的后方,但拉筋盘与承载板不接触;或所述承载板与穿筋盘合并为一体;或承载板设置于拉筋盘的后方、穿筋盘的前侧;或承载板设置于穿筋盘的后方。其中,所述接触,包括仅接触但未固定连接,或接触且固定连接两种接触方式。
进一步的,还包括支架折叠杆组,所述支架折叠杆组串联于伞状折叠杆组的前方,或与伞状折叠杆组并联;所述支架折叠杆组用于使伞状折叠杆组前方的结构在扩孔段内的对中;所述支架折叠杆组包括若干根支架折叠杆,每一根支架折叠杆包括相互铰接的支架长杆、支架短杆。
伞状折叠杆组的现有结构中包括承载板、拉筋盘、锚筋回收装置、内锚头或筋头、先导板、导向帽、复位弹簧或液压活塞缸、固定件Ⅰ等,由于伞状折叠杆组的结构特点是长杆在前、短杆在后,使得整个伞状扩体装置的中心位于中铰接之前,故伞状折叠杆组所能提供的对中作用有限,往往还需要设置专门的扩孔段对中支架。对中支架可以将就伞状折叠杆组的折叠杆进行反向安装并和伞状折叠杆组并联,也可以单独安装在伞状折叠杆组的前方即和伞状折叠杆组串联。当对中支架和伞状折叠杆组串联时,支架折叠杆组既可以和伞状折叠杆组共用构造构件(即构造构件通长设置),同时共用拉筋盘、穿筋盘等部件或单独配置各自的拉筋盘、穿筋盘等部件,并通过构造构件和/或承载板、拉筋盘、压力传递装置等实现和伞状折叠杆组的串联连接;也可以不共用构造构件,同时单独配置各自的拉筋盘、穿筋盘等部件。构造构件既可以是筒形,也可以是杆状、管状,既可以位于中轴位置,也可以位于周边位置,可以是圆形截面,也可以是多边形截面,可以仅仅作为拉筋盘、穿筋盘的滑轨使用,也可以作为多功能的锚筋及管线和/或旋喷钻杆的通道,还可以作为三铰静定结构中的承压构件,或作为拉力传递装置中的拉筋,或者压力传递装置中的承压构件。
进一步的,伞状扩体装置中的箍筋由易切削材料制作,每一层箍筋都分开为互不直接连接的若干段,且各段之间的箍筋定位装置由易切削材料制作;箍筋定位装置与伞状扩体装置的长杆和/或短杆固定连接,或箍筋定位装置与支架长杆和/或支架短杆固定连接;箍筋定位装置用于将每一层、每一段箍筋从纵、横两个方向固定在长杆和/或短杆和/或支架长杆和/或支架短杆上。
进一步的,当拉筋盘与易切削锚杆或可回收锚杆索的承载板合并为一体时:伞状扩体装置的荷载转换装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的内锚头合并为一体,和/或伞状扩体装置的导向帽与内锚头合并为一体;当拉筋盘设置于承载板的后方且拉筋盘与承载板接触时:锚筋及防护套管、导线、密封装置、注浆管从拉筋盘活动穿过;伞状扩体装置的荷载转换装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的内锚头合并为一体,和/或导向帽与内锚头合并为一体;当伞状扩体装置的荷载转换装置与易切削锚杆的内锚头合并为一体,且当易切削锚杆为螺纹筋材时:荷载转换装置与锚筋固定连接;当伞状扩体装置的荷载转换装置与易切削锚杆的内锚头合并为一体,且当易切削锚杆为光面筋材时:荷载转换装置包括套管与套设在套管外面的锚具,套管与锚具固定连接,锚筋进入套管内或穿过套管且与套管固定连接;锚具无法穿过承载板;当伞状扩体装置的荷载转换装置与可回收锚杆索的内锚头合并为一体时:荷载转换装置与锚筋为可拆卸连接;当拉筋盘设置于承载板的后方但不接触时:拉筋盘与承载板通过压力传递装置间接连接,伞状扩大头的荷载转换装置包括内锚头、承载板、压力传递装置;压力传递装置用于将内锚头施加给承载板的压力传递给拉筋盘;锚筋及防护套管、导线、密封装置、注浆管均从拉筋盘、压力传递装置中活动穿过;当承载板设置于拉筋盘的后方、穿筋盘的前侧时:拉筋盘与穿筋盘通过拉力传递装置间接连接,锚筋及防护套管、导线、密封装置、注浆管均从穿筋盘中活动穿过;导向帽与拉筋盘合并为一体;当承载板与穿筋盘合并设置时:拉筋盘与承载板或穿筋盘通过拉力传递装置间接连接;导向帽与拉筋盘合并为一体;当承载板设置于穿筋盘的后方时:拉筋盘与承载板通过拉力传递装置间接连接,拉力传递装置用于将穿筋盘或承载板所承受的锚筋拉力传递给拉筋盘;承载板与后托板合并为一体;使用时,将伞状扩体装置推进钻孔及扩孔段内,采用直接顶推法或间接顶推法;顶推工具为注浆管或锚筋,或注浆管与锚筋合并为一体;当注浆管或锚筋未直接连接伞状扩体装置时,通过拉力传递装置或压力传递装置或构造构件或荷载转换装置连接伞状扩体装置并实现推进;当利用注浆管进行推进时,注浆管与被顶推部位固定连接或可拆卸连接,或将变径台阶设置于被顶推部位的后侧;当利用锚筋进行推进时,锚筋与被顶推部位固定连接或可拆卸连接;当注浆管或锚筋通过拉力传递装置或压力传递装置或构造构件连接伞状扩体装置时,拉力传递装置或压力传递装置或构造构件的一端与注浆管或锚筋连接,另一端与伞状扩体装置的被顶推部位连接。
进一步的,所述拉力传递装置由拉筋和两端的筋头组成,拉筋与筋头固定连接,筋头包括前筋头和后筋头,其中前筋头位于拉筋盘前侧且无法穿过拉筋盘,荷载转换装置与前筋头合并设置,后筋头位于穿筋盘或承载板后侧且无法穿过穿筋盘或承载板;后筋头用于将穿筋盘或承载板所承受的压力传递给拉筋,前筋头用于将拉筋的拉力转换为对拉筋盘的压力。;或前筋头与拉筋盘、导向帽合并为一体。
进一步的,对易切削锚杆的内锚头和外锚头:
当易切削锚杆筋材从金属材质构件(如筋头、锚头、构造构件前端的连接件、构造构件后端的连接件、长杆短杆的铰接点)的锚筋通道活动穿过时,锚筋通道的迎送两端均为向外扩张的弧形段,中间为平直段;当易切削锚杆筋材从易切削材料构件的锚筋通道中活动穿过时,锚筋通道的迎送两端与中间均为平直段;或在易切削锚杆筋材和金属材质构件之间设置衬垫,且衬垫长度延伸至伸出锚筋通道两端;
当由易切削材料制作的构造构件从金属材质构件的构造构件通道活动穿过时,构造构件通道的迎送两端均为向外扩张的弧形段,中间为平直段;当易切削材料制作的构造构件从易切削材料构件的构造构件通道中活动穿过时,构造构件通道的迎送两端与中间均为平直段;或在易切削材料制作而成的构造构件和金属材质构件之间设置衬垫,且衬垫长度延伸至伸出构造构件通道两端;
易切削材料制作而成的构件与金属材质构件的固定连接采用承插式连接加粘结的方法,或粘结与螺纹连接方式结合的方法,或采用螺纹连接并在金属螺母内侧或金属螺杆外侧加衬垫的方法;易切削材料构件与易切削材料构件的固定连接采用螺纹连接的方法,或承插式连接加粘结的方法。
进一步的,采用复位弹簧和/或活塞缸作为伞状折叠杆组复张的动力;当采用活塞缸复张伞状折叠杆组和/或支架折叠杆组时,活塞缸为空心或实心,活塞缸包括缸套与活塞;活塞的内壁与缸套的外壁密封配合或活塞的外壁与缸套的内壁密封配合,活塞底部与缸套之间形成封闭的液压腔,在缸套底部设有与液压腔连通的灌浆管Ⅰ;活塞缸无法穿过拉筋盘、穿筋盘、先导板和后托板;锚筋及防护套管、导线、注浆管均从缸套、活塞的外侧或中孔活动穿过;当活塞缸设置于拉筋盘与穿筋盘之间时,缸套与承载板或拉筋盘连接,活塞与穿筋盘连接;或活塞与承载板或拉筋盘连接,缸套与穿筋盘连接;当活塞缸设置于承载板或拉筋盘之前时:活塞与承载板或拉筋盘连接,缸套与构造构件或先导板固定连接,先导板固定在构造构件前端,或先导板通过固定件Ⅰ单向固定在构造构件前端;或缸套与承载板或拉筋盘连接,活塞与构造构件或先导板固定连接,先导板固定在构造构件前端,或先导板通过固定件Ⅰ单向固定在构造构件前端;所述固定件Ⅰ固定在构造构件前端;当活塞缸设置于穿筋盘之后时:缸套与构造构件固定连接,活塞与穿筋盘固定连接;或缸套与穿筋盘固定连接,活塞与构造构件固定连接;或活塞缸设置于后托板之前,缸套与穿筋盘连接,活塞与后托板连接,后托板与构造构件后端或拉筋后端或锚筋固定连接;或后托板通过固定件Ⅴ单向固定在构造构件后端或拉筋后端或锚筋上;或活塞缸设置于后托板之前,活塞与穿筋盘连接,缸套与后托板连接,后托板与构造构件后端或拉筋后端或锚筋固定连接;或后托板通过固定件Ⅴ单向固定在构造构件后端或拉筋后端或锚筋上;其中固定件Ⅴ固定在构造构件后端或拉筋后端或锚筋上。
进一步的,所述活塞缸为单向活塞缸,还包括活塞和缸套之间的密封装置,密封装置包括相互配合的方槽、弧形槽、位于方槽和弧形槽之间的O型密封圈;密封装置设置在活塞缸的顶端和/或底端;当密封装置位于活塞缸顶端时,活塞侧为弧形槽,缸套侧为方槽;当密封装置位于活塞缸底端时,活塞侧为方槽,缸套侧为弧形槽;当采用空心的单向活塞缸时,设置有两道密封装置,其中一道位于活塞内侧、缸套外侧,另一道位于活塞外侧、缸套内侧;当采用实心的单向活塞缸时,设置一道密封装置,所述密封装置位于活塞外侧、缸套内侧。
进一步的,所述融合结构套设膜袋和/或设置内膜袋。
进一步的,伞状扩体装置的前铰接杆与长杆之间、长杆与短杆之间、短杆与后铰接杆之间均通过铰链连接;所述支架长杆、支架短杆之间通过铰链连接。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,将伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索技术进行多种变化的结构融合,不仅使得伞状扩大头能够与易切削锚杆或可回收锚索相互挂载、引用,还使得原来作为摩擦型(包括拉力型和压力型)的易切削锚杆、可回收锚杆索改造成为端承型锚杆索,大幅度地提高了易切削锚杆、可回收锚杆索的承载能力、抗变形能力;
2、本发明伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,突破了伞状扩大头原来单一的承载结构,改变了内锚头只能设置在拉筋盘前侧的保守模式,增加了多种伞状扩体结构类型,包括内锚头位于拉筋盘与穿筋盘之间、位于穿筋盘之后两种情形,为各种各样的可回收锚索找寻与伞状扩大头的结合部提供了充分自由的选择;
3、本发明伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,改变了伞状扩大头原来几乎仅使用复位弹簧的单一复张方法,增加了活塞缸锁定与复张方法、气囊或液囊复张方法,尤其是实心活塞缸的复数法使用、气囊或液囊的使用,使扩体结构及其预收缩、锁定、复张程序变得更加简单、高效;
4、本发明伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,还解决了易切削锚杆作为脆性材料,在横向上容易剪切破坏,尤其是当钻孔外的钢垫板、钢质锚具、混凝土结构(包括联系梁、肋柱、钢筋砼面板等)、伞状扩大头结构内的钢板(包括拉筋盘、穿筋盘、先导板、后托板等)容易对易切削锚杆筋体构成横向剪切破坏的问题;
5、本发明伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,还满足了各种扩大头锚索设置扩孔段对中支架的需要,解决了之前各种扩大头无法设置扩孔段对中支架造成内锚头坠头使得锚筋回收率降低的问题。
6、本发明伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,还将长杆、短杆、支架长杆、支架短杆与铰链分体设置,从而实现将伞状扩大头的折叠杆、构造构件等长大构件均采用易切削材料进行制作,从而得以精细化、完完全全满足盾构机施工的所有前置条件。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明具体实施方式的融合结构示意图;图2为承载板与拉筋盘合并设置示意图;图3为易切削材料锚杆示意图;图4为易切削材料锚杆示意图;图5为易切削材料锚杆示意图;图6为复张动力位于拉筋盘、穿筋盘之间时的融合结构示意图;图7为复张动力位于拉筋盘、穿筋盘之间时的融合结构示意图;图8为复张动力位于拉筋盘、穿筋盘之间时的融合结构示意图;图9为复张动力位于穿筋盘之后时的融合结构示意图;图10为复张动力位于穿筋盘之后时的融合结构示意图;图11为复张动力位于穿筋盘之后时的融合结构示意图;图12为复张动力位于穿筋盘之后时的融合结构示意图;图13为复张动力位于穿筋盘之后时的融合结构示意图;图14为复张动力位于穿筋盘之后时的融合结构示意图;图15为复张动力位于穿筋盘之后时的融合结构示意图;图16为复张动力位于拉筋盘之前,且配置并联或串联的支架折叠杆组时的融合结构示意图;图17为复张动力位于拉筋盘之前,且配置并联或串联的支架折叠杆组时的融合结构示意图;图18为复张动力位于拉筋盘之前,且配置并联或串联的支架折叠杆组时的融合结构示意图;图19为复张动力位于拉筋盘之前,且配置并联或串联的支架折叠杆组时的融合结构示意图;图20为复张动力位于拉筋盘之前,且配置并联或串联的支架折叠杆组时的融合结构示意图;图21为承载板位于拉筋盘之后,且二者通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图22为承载板位于拉筋盘之后,且二者通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图23为承载板位于拉筋盘之后,且二者通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图24为承载板位于拉筋盘之后,且二者通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图25为承载板位于拉筋盘之后,且二者通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图26为承载板位于拉筋盘之后,且二者通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图27为承载板位于拉筋盘之后,且二者通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图28为承载板位于拉筋盘之后,且二者通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图29为承载板位于穿筋盘之后,且承载板与拉筋盘通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图30为承载板位于穿筋盘之后,且承载板与拉筋盘通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图31为承载板位于穿筋盘之后,且承载板与拉筋盘通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图32为承载板位于穿筋盘之后,且承载板与拉筋盘通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图33为承载板位于穿筋盘之后,且承载板与拉筋盘通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图34为承载板位于穿筋盘之后,且承载板与拉筋盘通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图35为承载板位于穿筋盘之后,且承载板与拉筋盘通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图36为承载板位于穿筋盘之后,且承载板与拉筋盘通过拉力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图37为承载板位于拉筋盘之前,且承载板与拉筋盘通过压力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图38为承载板位于拉筋盘之前,且承载板与拉筋盘通过压力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图39为承载板位于拉筋盘之前,且承载板与拉筋盘通过压力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图40为承载板位于拉筋盘之前,且承载板与拉筋盘通过压力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图41为承载板位于拉筋盘之前,且承载板与拉筋盘通过压力传递装置间接连接时的融合结构示意图;图42为压力传递装置横截面示例图;图43为具有融合结构的伞状扩大头锚杆索全长范围纵断面示意图;图44为融合结构中的箍筋沿周向展开示例图;图45为融合结构中的箍筋示例图;图46为融合结构中的箍筋定位装置、箍筋示例图;图47为融合结构中的中铰接处箍筋示例图;图48为易切削材料锚杆示意图;图49为具有融合结构的伞状扩体装置复张时拉筋盘向前滑移示例图;图50为复合材料衬垫结构示例图;图51为实心单向活塞缸应用示例图;图52为串联配置短行程活塞缸应用示例图;图53为以气囊或液囊复张伞状扩体装置示例图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-内锚头,2-承载板,3-拉筋盘,4-锚筋,5-防护套管,6-密封装置,7-支架折叠杆组,8-伞状折叠杆组,9-前铰接杆,10-铰链,11-后铰接杆,12-销钉,13-长杆,14-短杆,15-支架长杆,16-支架短杆,17-膜袋,18-构造构件,19-前限位装置,20-后限位装置,21—箍筋定位装置,22-箍筋,23-套管,24-植筋胶,25-荷载转换装置,26-光面易切削锚杆,27-中心筒式构造构件,28-螺纹易切削锚杆,29-锚筋通道,30-活塞,31-缸套,32-流体介质,33-连接管,34-灌浆管Ⅰ,35-灌浆管Ⅱ,36-弧形槽,37-方槽,38-O型密封圈,39-船形件,40-张开复位弹簧,41-后托板,42-前顶推件,43-导向帽,44-固定件Ⅰ,45-先导板,46-旋喷钻杆大径段,47-介质喷嘴,48-拉紧复位弹簧,49-变径台阶,50-平面轴承,51-泄浆孔,52-浆液通道,53-螺纹连接,54-后止退装置,55-后反向限位装置,56-穿筋盘,57-先导板中孔,58-内膜袋,59-前反向限位装置,60-旋喷喷头,61-排气口,62-垫块,63-连接件,64-辐条,65-套环,66-液压腔,67-旋喷钻杆小径段,68-筋头,69-拉筋,70-整体式限位装置,71-后顶推件Ⅰ,72-支架止退装置,73-支架构造构件,74-支架拉筋盘,75-支架穿筋盘,76-压力传递装置,77-支架反向限位装置,78-顶推板,79-膜袋开孔,80-连接构造构件,81-衬垫,82-易切削材料,83-橡塑或树脂材料,84-锚筋通道弧形段,85-锚筋通道平直段,86-加强箍,87-纵肋板,88-固定件Ⅸ,89-筒柱,90-注浆管通道,91-外锚头,92-钢筋砼构件,93-垫板,94-岩土介质,95-夹片,96-夹片锚具,97-连接器,98-链环,99-卡套,100-定位件,101-钢绳,102-绳结,103-碇片,104-螺母,105-固定件Ⅴ,106-固定件Ⅵ,107-固定连接,108-后筋头,109-固定件Ⅳ,110-固定件Ⅲ,111-前止退装置,112-螺纹锚具,113-固定件Ⅱ,114-后顶推件Ⅱ,115-固定件Ⅶ,116-固定件Ⅷ,117-P型锚具,118-气囊或液囊,119-安全阀,120-构造构件通道。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1:
本实施例中融合结构中的相关部件既采用了伞状扩体装置、易切削锚杆、可回收锚杆索中的现有技术,又按照不同的融合方法增加了各种结构部件及设置方法、使用方法。
伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,伞状扩体装置的拉筋盘3与易切削锚杆或可回收锚杆索的承载板2合并设置;或拉筋盘3设置于承载板2的后方且拉筋盘3与承载板2接触连接;或拉筋盘3设置于承载板2的后方但拉筋盘3与承载板2不接触连接;或承载板2与穿筋盘56合并设置;或承载板2设置于拉筋盘3的后方、穿筋盘56的前侧;或承载板2设置于穿筋盘56的后方;接触连接包括两种情况:仅接触但未固定连接,或接触且固定连接。
拉筋盘与易切削锚杆或可回收锚杆索的承载板合并设置,例如附图2、3、4、5、7、10、13、14、15、16、17、18、20所示;拉筋盘设置于承载板的后方且拉筋盘与承载板接触连接,例如附图1、6、8、9、11、12、19所示;拉筋盘设置于承载板的后方但拉筋盘与承载板不接触连接,例如附图37、38所示;承载板设置于拉筋盘的后方、穿筋盘的前侧,例如附图21、23、24、27所示;承载板与穿筋盘合并设置,例如附图22、25、26、28所示;承载板设置于穿筋盘的后方,例如附图29、30、31、32、33、34、35、36所示,包括承载板还可以和后托板合并设置的情况,例如附图29、30、31、33所示。由于锚索的锚筋为钢绞线,故拉筋盘也名为拉线盘;此外,现有技术中的可回收锚杆例如精轧螺纹钢锚杆,因其承载力很低,回收的成本占比太高,因而其价值度不高,应用很少,但仍在本实施例的适用范围内。
本实施例中设置有支架折叠杆组7,支架折叠杆组串联于伞状折叠杆组8的前方,或与伞状折叠杆组8并联;支架折叠杆组7用于伞状折叠杆组8前方的若干结构在扩孔段内的对中;支架折叠杆组7包括若干根支架折叠杆,每一根支架折叠杆包括相互铰接的支架长杆15与支架短杆16。
伞状折叠杆组前方的结构包括承载板、拉筋盘、锚筋回收装置、内锚头或筋头、先导板、导向帽、复位弹簧或液压活塞缸、固定件Ⅰ等,由于伞状折叠杆组的结构特点是长杆在前、短杆在后,使得整个伞状扩体装置的中心位于中铰接之前,故伞状折叠杆组所能提供的对中作用有限,往往还需要设置专门的扩孔段对中支架。对中支架可以将就伞状折叠杆组的折叠杆进行反向安装并和伞状折叠杆组并联,例如附图1、2、16所示,也可以单独安装在伞状折叠杆组的前方即和伞状折叠杆组串联,例如附图17、18、19、20、37、38所示;
其中对中支架可以正向折叠,也可以反向折叠,可以正向安装例如图38所示,也可以反向安装例如图37所示;
当对中支架和伞状折叠杆组串联时,支架折叠杆组既可以和伞状折叠杆组共用构造构件即构造构件通长设置,同时共用拉筋盘、穿筋盘等部件例如附图17、18、19、20所示,或单独配置各自的拉筋盘、穿筋盘等部件例如附图39所示,并通过构造构件和/或承载板、拉筋盘、压力传递装置等实现和伞状折叠杆组的串联连接;也可以不共用构造构件即构造构件分开设置,同时单独配置各自的拉筋盘、穿筋盘等部件,例如附图37、38所示图38中拉筋盘与导向帽合并设置。构造构件既可以是筒形,也可以是杆状、管状,既可以位于中轴位置,也可以位于周边位置,可以是圆形截面,也可以是多边形截面,可以仅仅作为拉筋盘、穿筋盘的滑轨使用,也可以作为多功能的锚筋及管线和/或旋喷钻杆的通道,还可以作为三铰静定结构中的承压构件,或作为拉力传递装置中的拉筋,或者压力传递装置中的承压构件。
当对中支架与伞状折叠杆组串联且单独配置各自的拉筋盘、穿筋盘等部件时,承载板与拉筋盘通过锚筋和/或通长构造构件实现纵向连结,并通过锚筋和/或通长构造构件与压力传递装置之间的穿销作用实现横向固定,也可以通过压力传递装置与承载板、拉筋盘进行螺纹连接、粘结等方式进行固定例如图37、38所示,也可以通过将构造构件和/或支架构造构件延长到承载板或拉筋盘进行固定例如图40所示,或通过在承载板与拉筋盘之间单独设置连接构造构件进行固定例如图41所示。
本实施例中,伞状折叠杆组中的箍筋22由易切削材料制作,和/或每一层箍筋22都分开为互不直接连接的若干段且各段之间的箍筋定位装置21由易切削材料制作;箍筋定位装置21与长杆13和/或短杆14固定连接,和/或箍筋定位装置21与支架长杆15和/或支架短杆16固定连接;箍筋定位装置21用于将每一层、每一段箍筋从纵、横两个方向固定在长杆13和/或短杆14和/或支架长杆15和/或支架短杆16上。
箍筋定位装置与箍筋的形式可以是多种多样的,箍筋可以采用金属材料或易切削材料制作;但连续较长的钢绳箍筋仍属于盾构机的掘进障碍,故当箍筋采用金属材料制作时相应进行分段设置;箍筋定位装置包括了之前伞状扩大头系列专利中箍筋定位件与绳卡或卡套的功能,其与折叠杆之间的固定连接可以采用螺纹连接加粘结或承插式连接加粘结,也可以采用通过两个螺母相向拧紧的方法以实现其在折叠杆上的固定例如附图5、46所示,同时铰接也可以作为箍筋定位装置,以实现在长杆、短杆的转折部位布设箍筋例如附图7、33所示;当采用钢丝绳制作箍筋时,箍筋定位装置包括由易切削材料制作的定位件和每一段箍筋两端的卡套例如附图44所示,相邻的箍筋段在定位件处进行间接连接;金属材料制作的箍筋还可以采用以链环形式或绳结形式例如附图45所示,通过以易切削材料制作的销钉固定在以易切削材料制作的定位件上;还可以采用柔韧度适中的易切削材料制作箍筋,当伞状扩体装置收缩时箍筋折叠例如附图47所示,伞状扩体装置打开时箍筋恢复原状。
本实施例中,当拉筋盘3与易切削锚杆或可回收锚杆索的承载板2合并设置时,伞状扩体装置的荷载转换装置25与易切削锚杆或可回收锚杆索的内锚头1合并设置,和/或导向帽43与内锚头1合并设置;
当拉筋盘3设置于承载板2的后方且拉筋盘3与承载板2接触连接时,锚筋4及防护套管5、导线、密封装置6、注浆管从拉筋盘3活动穿过;伞状扩体装置的荷载转换装置25与易切削锚杆或可回收锚杆索的内锚头1合并设置,和/或导向帽43与内锚头1合并设置;
导线是用于热熔回收、检测应力、传输信号等功能的电导线、光导线等,一般设置在专门或多用途的防护套管内,例如苏州能工的可回收锚索,是将电导线封闭在钢绞线的防护套管内。密封装置是在锚筋进入承载板的节点用于针对地下水、汽雾、浆液等的密封,可以是多种形式,例如苏州能工可回收锚索的密封装置较长,且异化为连接器、套管等多个部件。注浆管包括旋喷钻杆、灌浆管Ⅰ、灌浆管Ⅱ等,灌浆管Ⅰ通过连接液压活塞缸从而用于伞状折叠杆组打开及伞状折叠杆组灌浆,灌浆管Ⅱ仅用于伞状折叠杆组灌浆,旋喷钻杆用于钻孔、扩孔及伞状折叠杆组灌浆或旋喷注浆;对于可回收锚杆索而言,其内锚头与承载板之间是固定连接的;内锚头可以是整体式例如图2所示,也可以是分体式例如图7所示。
当伞状扩体装置的荷载转换装置25与易切削锚杆的内锚头1合并设置,且当易切削锚杆为螺纹筋材时,荷载转换装置25与锚筋4固定连接;
当伞状扩体装置的荷载转换装置25与易切削锚杆的内锚头1合并设置,且当易切削锚杆为光面筋材时,荷载转换装置25包括套管23与套设在套管外面的锚具112,套管23与锚具112固定连接,锚筋4进入套管23内或穿过套管23且与套管23固定连接;锚具112无法穿过承载板2;
当伞状扩体装置的荷载转换装置25与可回收锚杆索的内锚头1合并设置时,荷载转换装置25与锚筋4为可拆卸的固定连接;
伞状扩体装置的荷载转换装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的内锚头合并设置如附图1、2、3、4、5、6、7、26、27、28、43、48所示;
当易切削锚杆为螺纹筋材时,内锚头与锚筋固定连接,例如附图3、4、5、48所示;易切削锚杆的内锚头与易切削螺纹筋材的固定连接一般采用螺纹连接,但对钢质内锚头与易切削螺纹筋材的固定连接则可以采用承插式连接加粘结,或螺纹连接加粘结或螺纹连接加内衬等方式;
当易切削锚杆为光面筋材时,内锚头包括套管与套管外的锚具,套管与锚具固定连接,锚筋进入套管内或穿过套管且与套管固定连接,例如附图3、4、5、48所示;套管与锚具的固定连接可以采用螺纹连接、粘结等;
对可回收锚杆索,内锚头与锚筋为可拆卸的固定连接,例如附图6、7、26、27、28所示;锚筋的拆卸方法在市场上已有插压式、敲击式、热熔式、旋转式等等,任意现有拆卸方式均可适用于本申请中。
当拉筋盘3设置于承载板2的后方但不接触连接时,拉筋盘3与承载板2通过压力传递装置76间接连接,伞状扩大头的荷载转换装置25包括内锚头1、承载板2、压力传递装置76;压力传递装置76的作用是将内锚头25施加给承载板2的压力传递给拉筋盘3;锚筋4及防护套管5、导线、密封装置6、注浆管从拉筋盘3、压力传递装置76活动穿过;
压力传递装置可以是连接承载板和拉筋盘的连接构造构件例如图39、40、41所示,也可以是与构造构件同时设置例如附图39、40所示或唯一设置例如附图37、38所示的各种形状的实心或空心承压构件,例如图42所示的压力传递装置呈筒柱状或其横截面呈蜂窝状。
当承载板2设置于拉筋盘3的后方、穿筋盘56的前侧时,拉筋盘3与穿筋盘56通过拉力传递装置间接连接,锚筋4及防护套管5、导线、密封装置6、注浆管从穿筋盘56活动穿过,和/或导向帽43与拉筋盘3合并设置;例如附图21、23、24、27所示;
当承载板2与穿筋盘56合并设置时,拉筋盘3与承载板2或穿筋盘56通过拉力传递装置间接连接,和/或导向帽43与拉筋盘3合并设置;例如附图22、25、26、28所示;
当承载板2设置于穿筋盘56的后方时,拉筋盘3与承载板2通过拉力传递装置间接连接;拉力传递装置的作用是将穿筋盘56或承载板2所承受的锚筋拉力传递给拉筋盘3;和/或承载板2与后托板41合并设置;承载板设置于穿筋盘的后方、采用拉力传递装置例如附图29、30、31、32、33、34、35、36所示;承载板2与后托板41合并设置例如附图29、30、31、33所示。
将伞状扩体装置推进钻孔及扩孔段内,采用直接顶推法或间接顶推法;顶推工具为注浆管或锚筋4,或注浆管与锚筋4合并设置;当注浆管或锚筋4未直接连接伞状扩体装置时,通过拉力传递装置或压力传递装置76或构造构件18或荷载转换装置25连接伞状扩体装置并实现推进;
当利用注浆管进行推进时,注浆管与被顶推部位固定连接或为可拆卸的固定连接,或将变径台阶49设置于被顶推部位的后侧;当利用锚筋4进行推进时,锚筋4与被顶推部位固定连接或为可拆卸的固定连接;
当注浆管或锚筋4通过拉力传递装置或压力传递装置76或构造构件18连接伞状扩体装置时,拉力传递装置或压力传递装置76或构造构件18的一端与注浆管或锚筋4连接,另一端与伞状扩体装置的被顶推部位连接;或构造构件18与注浆管合并设置。
直接顶推法与间接顶推法的含义同申请人已申报的预收式全工况伞状扩大头,旋喷注浆管和灌浆管均可设置变径台阶,对伞状扩体装置进行顶推,顶推的部位可以是融合结构中任何一个部件,从后面推动伞状扩体装置前进包括顶推拉筋盘在内为直接顶推法,从前面拉动伞状扩体装置前进为间接顶推法;例如附图37、39、40中注浆管顶推顶推板前进,顶推板与导向帽固定连接或合并设置,顶推板拉动后面的伞状扩体装置前进,属于间接顶推法;附图9当承载板与拉筋盘未固定连接时为间接顶推法,否则为直接顶推法;附图8中采用锚筋顶推且承载板与拉筋盘未固定连接时为间接顶推法,否则为直接顶推法;而附图3、4、5、6、7、14、15、16、17、18、19、20、21、24、25、27、29、32、33、34、36、38、41、48、49均属于直接顶推法;注浆管、锚筋既可以前端与被顶推部位连接,也可以在中间某个部位与被顶推部位连接,例如附图3、33所示;图3中如果不设置后托板和/或后顶推件,而是将荷载转换装置与拉筋盘连接,则属于间接顶推法;构造构件还可以和注浆管合并设置,例如附图8所示。
光面筋材易切削锚杆的内锚头例如附图4、5所示;套管可以采用金属套管或易切削材料制作的套管;荷载转换装置也可采用金属或易切削材料制作;套管与荷载转换装置的固定连接可采用螺纹连接、焊接、粘结等方式;套管与易切削光面筋材的固定连接一般采用植筋胶粘结,但也可以采用其他方法与粘结结合进行固定;前顶推件、后顶推件也可以是螺帽、垫块例如附图24中内锚头和拉筋盘之间设置的垫块、焊缝、粘结、螺纹连接例如附图15中中心筒式构造构件与拉筋盘的螺纹连接等,苏州能工可回收锚索位于承载板后侧的连接器同时也是前顶推件例如附图8、41中所示的连接器;当未设置构造构件时,以锚筋自身作为拉筋盘、穿筋盘前后移动的滑轨,并在锚筋上安装限位装置、固定件、顶推件等。
本实施例中,拉力传递装置由拉筋69和两端的筋头组成,拉筋69与筋头固定连接,筋头包括前筋头68和后筋头108,其中前筋头68位于拉筋盘3前侧且无法穿过拉筋盘3,荷载转换装置25与前筋头68合并设置,后筋头108位于穿筋盘56或承载板2后侧且无法穿过穿筋盘56或承载板2;后筋头108的作用是将穿筋盘56或承载板2所承受的压力传递给拉筋69,前筋头68的作用是将拉筋69的拉力转换为对拉筋盘3的压力;和/或前筋头68与拉筋盘3、导向帽43合并设置;
拉筋可以是钢筋、钢管、钢绞线、高性能纤维、复合材料构件等,基于与易切削锚杆、可回收锚杆索融合的需要,拉筋优选玄武岩纤维复合材料制品,例如附图29、30、31所示的拉筋为易切削筒形管材且在筒管中提供旋喷钻杆通过;与内锚头相同,筋头可以是锚具与锚夹片,可以是内螺纹连接器,可以是套管及螺纹连接器,可以是挤压套,可以是粘结在锚筋上的套筒等等;拉筋与筋头的固定连接包括套筒冷挤压、夹片锚、螺纹连接、卡扣连接、焊接、粘结、销轴等多种连接方式;前筋头与拉筋盘、导向帽合并设置例如附图27、28所示。当未设置构造构件时,以拉筋自身作为拉筋盘、穿筋盘前后移动的滑轨,并在拉筋上安装限位装置、固定件、顶推件等。
本实施例中,对易切削锚杆的内锚头1和外锚头91,当易切削锚杆筋材从金属材质构件中的锚筋通道29活动穿过时,锚筋通道29的迎送两端均为向外扩张的弧形段84,中间为平直段85;当易切削锚杆筋材从易切削材料构件的锚筋通道29中活动穿过时,锚筋通道29的迎送两端与中间均为平直段85;和/或在易切削锚杆筋材和金属材质构件之间设置衬垫81,且衬垫81长度延伸超出锚筋通道29两端;当由易切削材料制作的构造构件18从金属材质构件中的预留通道活动穿过时同样按此方法;
易切削材料构件与金属构件的固定连接采用承插式连接加粘结的方法,或粘结与螺纹连接方式结合的方法,或采用螺纹连接并在金属螺母内侧或金属螺杆外侧加衬垫的方法;易切削材料构件与易切削材料构件的固定连接采用螺纹连接的方法,或承插式连接加粘结的方法;例如易切削材料制作的长杆、支架长杆与钢质铰链的固定连接等。
衬垫安装在施加横向剪切力的一侧或者承受横向剪切力的一侧均可;当中心筒式构造构件采用玄武岩纤维复合材料制作,而拉筋盘、穿筋盘、承载板采用钢材制作时,可以在拉筋盘、穿筋盘、承载板提供中心筒式构造构件活动穿过的中心孔内侧固定安装衬垫,例如附图29、31所示;也可以在中心筒式构造构件的外侧固定安装通长衬垫,例如附图30所示;固定安装方法可以采用粘结、卡榫、铆钉固定、螺纹或螺栓连接等均可。由易切削材料制作的构造构件从金属材质构件中的锚筋通道活动穿过,与易切削锚杆筋材从金属材质构件中的预留通道活动穿过时的处置方法相同,例如附图49所示。衬垫可以采用高强纤维复合材料或单一的皮革、橡塑或树脂等材料制作,也可以由高强纤维的树脂基复合材料再与橡塑材料构成的复合材料制作,例如图50所示的双层或三层或多层复合材料,或由橡塑材料与金属构成的复合材料等制作;橡塑材料例如改性PVC、PE、硫化橡胶、聚氨酯等,高强纤维材料包括易切削材料玄武岩纤维、玻璃纤维等和非易切削材料碳纤维、尼龙、芳纶纤维等;衬垫还可以是长条形易切削材料和钢质固定件之间增设的钢管,例如长条形构造构件和固定件Ⅰ的固定连接,可以采用在钢质固定件和玄武岩纤维构造构件之间增设钢管,钢管长度超过相邻的拉筋盘及顶推件,钢管与固定件Ⅰ之间螺纹连接,钢管与长条形构造构件之间粘结连接。
本实施例中,采用复位弹簧或活塞缸或气囊或液囊作为伞状折叠杆组复张的动力,复位弹簧或活塞缸或气囊或液囊以单个、单种设置,或单种多个设置,或取2种以上同时设置;复位弹簧可以是拉紧复位弹簧、张开复位弹簧,具体包括螺旋弹簧、扭簧、弹簧片等各种类型;活塞缸可以是单向活塞缸,也可以是双向活塞缸,从造价角度考虑,优选单向活塞缸;复张动力以复数设置时既可在横向多个并联,也可在纵向多个间接式串联连接或首尾连接式叠加;气囊或液囊复张法的输气管或输液管可以和灌浆管Ⅱ分开或合并设置,图53所示为合并情形,输气管或输液管与灌浆管Ⅱ之间可拆卸的固定连接例如螺纹连接、卡扣连接等。当采用活塞缸复张伞状折叠杆组8和/或支架折叠杆组7时,活塞缸为空心或实心,活塞缸包括缸套31与活塞30;
活塞30的内壁与缸套31的外壁密封配合,和/或活塞30的外壁与缸套31的内壁密封配合,活塞30底部与缸套31之间形成封闭的液压腔66,在缸套31底部设有与液压腔66连通的灌浆管Ⅰ34;活塞缸无法穿过拉筋盘3、穿筋盘56、先导板45、后托板41;锚筋4及防护套管5、导线、注浆管从缸套31、活塞30的外侧或中孔活动穿过;缸套、活塞的中孔是指空心活塞缸即筒形活塞缸情况,外侧则是指实心活塞缸情况,如图51所示;
当活塞缸设置于拉筋盘3与穿筋盘56之间时,缸套31与承载板2或拉筋盘3连接,活塞30与穿筋盘56连接;或活塞30与承载板2或拉筋盘3连接,缸套31与穿筋盘56连接;
缸套或活塞与承载板或拉筋盘的连接,可以是直接连接,也可以是间接连接,可以是仅仅接触连接而非固定连接,也可以是固定连接,例如附图21所示缸套与承载板之间以垫块进行间接连接、非固定连接;附图22所示缸套与穿筋盘之间以连接件进行间接连接、固定连接;缸套可以是筒形,也可以是筒身加底板;活塞可以是柱形或筒形,也可以是筒身加底板。
当活塞缸设置于承载板2或拉筋盘3之前时,活塞30与承载板2或拉筋盘3连接,缸套31与构造构件18固定连接,或缸套31与先导板45连接,先导板45固定在构造构件18前端,或先导板45通过固定件Ⅰ44单向固定在构造构件18前端;或缸套31与承载板2或拉筋盘3连接,活塞30与构造构件18固定连接,或活塞30与先导板45连接,先导板45固定在构造构件18前端,或先导板45通过固定件Ⅰ44单向固定在构造构件18前端;固定件Ⅰ44固定在构造构件18前端;或先导板45与导向帽43合并设置;
缸套与构造构件固定连接例如附图20所示;活塞通过先导板与构造构件连接例如附图19所示。先导板通过固定件Ⅰ单向固定在构造构件前端,是指先导板在构造构件上自由滑动但被前端的固定件Ⅰ阻挡而无法通过或滑脱。缸套或活塞或固定件Ⅰ与构造构件的固定,可以采用螺纹连接、焊接、承插式连接加粘结、卡销等方式,根据实际情况和需要而定。活塞缸设置于拉筋盘之前,且先导板与导向帽合并设置例如附图51所示;
当活塞缸设置于穿筋盘56之后时,缸套31与构造构件18固定连接,活塞30与穿筋盘56固定连接;或缸套31与穿筋盘56固定连接,活塞30与构造构件18固定连接;或活塞缸设置于后托板41之前,缸套31与穿筋盘56连接,活塞30与后托板41连接,后托板41与构造构件18后端或拉筋69后端或锚筋4固定连接,或后托板41通过固定件Ⅴ105单向固定在构造构件18后端或拉筋69后端或锚筋4上;或活塞缸设置于后托板41之前,活塞30与穿筋盘56连接,缸套31与后托板41连接,后托板41与构造构件18后端或拉筋69后端或锚筋4固定连接,或后托板41通过固定件Ⅴ105单向固定在构造构件18后端或拉筋69后端或锚筋4上;固定件Ⅴ105对应固定在构造构件18后端或拉筋69后端或锚筋4上;
活塞缸设置于穿筋盘之后,缸套与构造构件固定连接,活塞与穿筋盘固定连接例如附图3所示;活塞缸设置于后托板之前,缸套与穿筋盘连接,活塞与后托板连接,后托板与构造构件后端固定连接例如附图11所示;活塞缸设置于后托板之前,活塞与穿筋盘连接,缸套与后托板连接,后托板通过固定件Ⅴ单向固定在构造构件后端例如附图31所示固定件Ⅴ与后筋头、后顶推件Ⅰ合并设置。缸套或活塞或固定件Ⅴ与构造构件或拉筋或锚筋的固定,可以采用螺纹连接、焊接、承插式连接加粘结、卡销等方式,根据实际情况和需要而定。后托板通过固定件Ⅴ单向固定在构造构件后端或拉筋后端或锚筋上,是指后托板在构造构件或拉筋或锚筋上自由滑动但被后端或中部的固定件Ⅴ阻挡而无法滑脱或通过。
后托板直接固定在构造构件后端例如附图11、12、13所示,后托板直接固定在锚筋上例如附图5所示,后托板通过固定件Ⅴ单向固定在构造构件后端例如附图4所示,后托板通过固定件Ⅴ单向固定在锚筋上例如附图3所示,后托板通过固定件Ⅴ单向固定在拉筋后端例如附图32所示。
本实施例中当采用单向活塞缸复张伞状扩体结构时,还包括活塞30和缸套31之间的一道或两道密封装置,每一道密封装置均包括相互配合的方槽37、弧形槽36、O型密封圈38;密封装置设置在活塞缸的顶端和/或底端;当密封装置位于活塞缸顶端时,活塞30侧为弧形槽36,缸套31侧为方槽37;当密封装置位于活塞缸底端时,活塞30侧为方槽37,缸套31侧为弧形槽36;当采用空心的单向活塞缸时,设置有两道密封装置,其中一道位于活塞30内侧、缸套31外侧,一道位于活塞30外侧、缸套31内侧;该两道密封装置可以均设置于活塞缸的顶端,也可以均设置于活塞缸的底端,也可以活塞内侧的设置于顶端、外侧的设置于底端,也可以活塞内侧的设置于底端,外侧的设置于顶端;
当采用实心的单向活塞缸时,设置有一道密封装置,位于活塞30外侧、缸套31内侧。该道密封可以设置于活塞缸的顶端,也可以设置于活塞缸的底端。
本实施例套设有膜袋17和/或内膜袋58。膜袋/内膜袋可以根据实际的灌浆质量需要或部分钢构件防腐需要确定套设范围、套设位置、固定位置、材质、形状等;膜袋套设在伞状扩体装置外侧,内膜袋套设在伞状扩体装置的中孔内侧、旋喷钻杆外侧。
优选的,伞状扩体装置的前铰接杆9与长杆13之间、长杆13与短杆14之间、短杆14与后铰接杆11之间均通过铰接10连接,和/或支架长杆15、支架短杆16之间通过铰接10连接,且长杆13、短杆14、支架长杆15、支架短杆16均由易切削材料制作,和/或压力传递装置76或拉力传递装置由易切削材料制作,和/或构造构件18由易切削材料制作,和/或复位弹簧由易切削材料制作,和/或膜袋17由易切削材料制作,和/或拉筋盘3、穿筋盘56由易切削材料制作,和/或先导板45、后托板41由易切削材料制作,和/或缸套、活塞由易切削材料制作;和/或限位装置和/或固定件和/或顶推件和/或铰接10由易切削材料制作,和/或导向帽43由易切削材料制作,和/或灌浆管由易切削材料制作,和/或内锚头1和/或套管23和/或锚具96和/或外锚头91和/或垫板93由易切削材料制作。
实施例2:图1所示为可回收锚杆索,分体式内锚头1与承载板2固定连接,承载板2安设在拉筋盘3的前侧;图2所示为可回收锚杆索,整体式内锚头1与承载板2固定连接,承载板2与拉筋盘3合并设置;图1所示的伞状扩大头在组装时,密封装置6从拉筋盘的预留孔中活动穿过,密封装置6处于锚筋4与承载板2的交接点,其作用是将汽雾、气流、水流、水泥浆等锈蚀因素隔绝在锚筋孔道之外,锚筋孔道是指锚筋4穿过承载板2进入内锚头1的通道,防护套管5包裹在锚筋4的外面,密封装置6则围裹在防护套管5的外面,通常可回收锚索的防护套管5其前端抵达承载板2内,苏州能工可回收锚其密封装置6则异化为抵达连接器97内,连接器97与承载板2固定且密封连接。
实施例3:图3所示为以直接顶推法推进的预扩孔后植预收式膜袋型有构造伞状扩大头易切削锚杆,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,并设置有膜袋内灌浆管Ⅱ,采用中心筒式构造构件提供锚筋、灌浆管Ⅱ通过。
实施例4:图4所示为以直接顶推法推进的预扩孔后植扶壁式有构造伞状扩大头易切削锚杆,配置有导向帽,以复位弹簧复张伞状扩体装置。
实施例5:图5所示为预扩孔后植扶壁式无构造伞状扩大头易切削锚杆,箍筋定位装置采用了两个螺母相向拧紧将碇片固定在折叠杆上的办法,箍筋固定在碇片上,未配置构造构件。
实施例6:图48所示为反折叠预扩孔后植扶壁式无构造伞状扩大头易切削锚杆,未配置构造构件。
实施例7:图6所示为反折叠旋喷自携预收式有构造伞状扩大头可回收锚索,以单向活塞缸复张伞状扩体装置。
实施例8:图7所示为反折叠旋喷自携主动式有构造伞状扩大头可回收锚索,以复位弹簧复张伞状扩体装置。
实施例9:图8所示为反折叠预扩孔后植扶壁式有构造伞状扩大头可回收锚索,灌浆管兼做构造构件,配置有导向帽,以复位弹簧复张伞状扩体装置,当以灌浆管Ⅱ推进时为直接顶推法,当以锚筋推进且承载板与拉筋盘之间未固定连接时为间接顶推法。
实施例10:图9所示为预扩孔后植扶壁式有构造伞状扩大头可回收锚索,配置有导向帽,以复位弹簧复张伞状扩体装置,以锚筋推进,当承载板与拉筋盘之间未固定连接时为间接顶推法,当承载板与拉筋盘之间固定连接时为直接顶推法。
实施例11:图10所示为旋喷自携被动式有构造伞状扩大头可回收锚索,配置有导向帽,以复位弹簧复张伞状扩体装置。
实施例12:图11所示为预扩孔后植预收式膜袋型有构造伞状扩大头可回收锚索,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,承载板与拉筋盘固定连接,以锚筋推进,设置有膜袋。
实施例13:图12所示为旋喷自携预收式膜袋型有构造伞状扩大头可回收锚索,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,以旋喷钻杆推进,设置有膜袋、内膜袋及膜袋内灌浆管Ⅱ。
实施例14:图13所示为旋喷自携预收式膜袋型有构造伞状扩大头可回收锚索,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,以旋喷钻杆推进,设置有膜袋、内膜袋及膜袋内灌浆管Ⅱ,设置有导向帽,承载板与拉筋盘合并设置。
实施例15:图14所示为预扩孔后植预收式膜袋型有构造伞状扩大头可回收锚索,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,以锚筋推进,设置有中心筒式构造构件、膜袋、膜袋内灌浆管Ⅱ,中心筒式构造构件作为锚筋、灌浆管Ⅱ的通道,膜袋内灌浆管Ⅱ可同时完成中心筒式构造构件内灌浆。
实施例16:图15所示为预扩孔后植扶壁式膜袋型有构造伞状扩大头可回收锚索,以复位弹簧复张伞状扩体装置,以锚筋推进,设置有导向帽、中心筒式构造构件,中心筒式构造构件作为锚筋、灌浆管Ⅱ的通道,灌浆管Ⅱ可同时完成中心筒式构造构件内、外的灌浆。
实施例17:图49所示为反折叠旋喷自携主动式伞状扩大头可回收锚索,以复位弹簧复张伞状扩体装置,穿筋盘被固定在构造构件后端,当伞状扩体装置复张时,拉筋盘向前滑动并在滑动到位后被前反向限位装置59与前止退装置111固定;前反向限位装置59之间设置环形连接以增强其整体性。
实施例18:图16所示为旋喷自携主动式伞状扩大头可回收锚索,以复位弹簧复张伞状扩体装置,设置有支架折叠杆组与伞状折叠杆组并联,支架折叠杆组为正向折叠、反向组装,在先导板前侧设置有导向帽。
实施例19:图17所示为预扩孔后植扶壁式有构造伞状扩大头可回收锚索,整体式内锚头,内锚头与拉筋盘固定连接,以复位弹簧复张伞状扩体装置,在先导板与拉筋盘之间设置有支架折叠杆组与伞状折叠杆组串联,支架折叠杆组为反向折叠、正向组装,在先导板前侧设置有导向帽。
实施例20:图18所示为预扩孔后植扶壁式有构造伞状扩大头可回收锚索,整体式内锚头,内锚头与拉筋盘固定连接,以复位弹簧复张伞状扩体装置,在先导板与拉筋盘之间设置有支架折叠杆组与伞状折叠杆组串联,支架折叠杆组为反向折叠、反向组装,在先导板前方的构造构件前端设置有导向帽。
实施例21:如图19所示,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,在先导板与拉筋盘之间设置有支架折叠杆组与伞状折叠杆组串联,支架折叠杆组为反向折叠、正向组装。
实施例22:图20所示为旋喷自携预收式膜袋型有构造伞状扩大头可回收锚索,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,在先导板与拉筋盘之间设置有支架折叠杆组与伞状折叠杆组串联,支架折叠杆组为反向折叠、正向组装,设置有中心筒式构造构件提供旋喷钻杆通过。
实施例23:图21所示为反折叠旋喷自携预收式有构造伞状扩大头可回收锚索,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,设置有构造构件。
实施例24:图22所示为反折叠旋喷自携预收式膜袋型无构造伞状扩大头可回收锚索,以单向活塞缸预收和复张伞状扩体装置,未设置构造构件。
实施例25:图23所示为反折叠旋喷自携主动式有构造伞状扩大头可回收锚索,以复位弹簧复张伞状扩体装置,设置有构造构件。
实施例26:图24所示为反折叠预扩孔后植预收式无构造伞状扩大头可回收锚索,预收缩状态锁定采用注浆管锁定法,灌浆管Ⅱ35穿过若干个套环65固定在穿筋盘56上,各套环65分别与各自对应的辐条64内端固定连接,各辐条64外端分别与对应的长杆13与短杆14之间的铰接10固定连接,伞状扩体装置推进到位后,以退行法灌浆的同时撤出灌浆管Ⅱ35从而解除锁定,以张开复位弹簧40复张伞状扩体装置,设置有导向帽,未设置构造构件。
实施例27:图25所示为反折叠预扩孔后植预收式膜袋型无构造伞状扩大头可回收锚索,预收缩状态锁定采用螺栓锁定法,旋喷钻杆67的中部设置螺纹段,螺纹段前端与拉筋盘3螺纹连接,螺纹段后端与穿筋盘56螺纹连接,使得伞状扩体装置在旋喷钻进的过程中一直保持收缩状态且整体与旋喷钻杆固定,可回收锚索的内锚头1也与穿筋盘56保持固定,从而旋喷钻杆可以携带着伞状扩体装置在扩孔段反复进、退进行扩孔;伞状扩体装置推进到位后,旋喷钻杆在注浆的同时后退,脱离与拉筋盘、穿筋盘的螺纹连接53,从而解除对伞状扩体装置的收缩状态锁定,伞状扩体装置在张开复位弹簧的复位弹力作用下复张;设置有导向帽、膜袋,未设置构造构件。
实施例28:图26所示为反折叠预扩孔后植扶壁式无构造伞状扩大头可回收锚索,整体式内锚头,内锚头与穿筋盘固定连接,以张开复位弹簧复张伞状扩体装置,设置有导向帽,未设置构造构件。
实施例29:图27所示为反折叠旋喷自携主动式无构造伞状扩大头可回收锚索,分体式内锚头,内锚头与承载板固定连接,以张开复位弹簧复张伞状扩体装置,设置有导向帽,导向帽与拉筋盘、前反向限位装置合并设置,未设置构造构件。
实施例30:图28所示为反折叠旋喷自携主动式无构造伞状扩大头可回收锚索,分体式内锚头,内锚头与穿筋盘固定连接,以张开复位弹簧复张伞状扩体装置,设置有导向帽,导向帽与拉筋盘、前反向限位装置合并设置,未设置构造构件。
实施例31:图29所示为旋喷自携被动式无构造伞状扩大头可回收锚索,以张开复位弹簧40复张伞状扩体装置,设置有导向帽43、中心筒式拉筋69,未设置构造构件,由中心筒式拉筋提供旋喷钻杆通过。
实施例32:图30所示为旋喷自携被动式有构造伞状扩大头可回收锚索,以张开复位弹簧40复张伞状扩体装置,设置有导向帽43、中心筒式拉筋69,另外专门设置有构造构件18,由中心筒式拉筋69提供旋喷钻杆通过。
实施例33:图31所示为旋喷自携被动式有构造伞状扩大头可回收锚索,以张开复位弹簧40复张伞状扩体装置,设置有导向帽43、中心筒式拉筋69,另外专门设置有构造构件18,由中心筒式拉筋69提供旋喷钻杆通过。
实施例34:图32所示为旋喷自携被动式无构造伞状扩大头可回收锚索,以拉筋复位弹簧48复张伞状扩体装置,设置有导向帽43、整体式限位装置70,未设置构造构件。
实施例35:图33所示为预扩孔后植预收式有构造伞状扩大头可回收锚索,预收缩状态锁定采用螺栓锁定法,灌浆管Ⅱ35中部设置螺纹段,螺纹段前端与穿筋盘56螺纹连接,螺纹段后端与后托板41螺纹连接,后托板41与承载板2合并设置,设置有导向帽、构造构件、膜袋17,膜袋套设在伞状扩体装置的外面且从拉筋盘后侧套设至后托板后方的锚筋上(膜袋前端也可以套设在拉筋盘前侧,并以导向帽的后端施以防护),膜袋后端设置有提供锚筋、灌浆管Ⅱ活动穿过的开口;伞状扩体装置推进到位后,以退行法灌浆的同时撤出灌浆管Ⅱ从而解除锁定,以张开复位弹簧复张伞状扩体装置。
实施例36:图34所示为反折叠旋喷自携被动式无构造伞状扩大头可回收锚索,旋喷钻杆的变径台阶顶推拉筋盘,以张开复位弹簧复张伞状扩体装置,设置有导向帽,未设置构造构件。
实施例37:图35所示为反折叠旋喷自携主动式无构造伞状扩大头可回收锚索,旋喷钻杆的变径台阶顶推穿筋盘,以张开复位弹簧复张伞状扩体装置,设置有导向帽,未设置构造构件。
实施例38:图36所示为反折叠预扩孔后植扶壁式有构造伞状扩大头可回收锚索,旋喷钻杆的变径台阶顶推穿筋盘,以张开复位弹簧复张伞状扩体装置,设置有导向帽、构造构件。
实施例39:图37所示为预扩孔后植预收式膜袋型有构造伞状扩大头可回收锚索,以锚筋推进或以灌浆管Ⅱ推进整个装置,设置有膜袋、支架折叠杆组,支架折叠杆组为反折叠、反向组装,支架折叠杆组串联在伞状折叠杆组的前方且具有单独的支架构造构件并单独配置复位弹簧,支架折叠杆组与伞状折叠杆组通过压力传递装置76与锚筋4、承载板2进行连接,支架构造构件73的前端固定设置有顶推板78,顶推板78前侧设置有导向帽,支架折叠杆组、伞状折叠杆组的预收缩状态锁定均采用注浆管锁定法,灌浆管Ⅱ35从后向前分别穿过后托板41、穿筋盘56、伞状折叠杆组8、压力传递装置76、承载板2、支架拉筋盘74、支架折叠杆组7、支架穿筋盘75,灌浆管Ⅱ的前端以螺纹连接在顶推板78上,整个装置推进到位后,以退行法灌浆的同时撤出灌浆管Ⅱ从而解除对两个折叠杆组的锁定,支架折叠杆组、伞状折叠杆组均采用张开复位弹簧复张伞状扩体装置。
实施例40:图38所示为旋喷自携预收式伞状扩大头可回收锚索,以旋喷钻杆推进整个装置,支架折叠杆组为反折叠、正向组装,支架折叠杆组串联在伞状折叠杆组的前方,支架折叠杆组、伞状折叠杆组的预收缩状态锁定均采用注浆管锁定法,旋喷钻杆从后向前分别穿过伞状折叠杆组、支架折叠杆组,整个装置推进到位后,旋喷钻杆在旋喷注浆的同时后撤从而解除对两个折叠杆组的锁定,支架折叠杆组、伞状折叠杆组均以张开复位弹簧实施复张。
实施例41:图39所示为预扩孔后植预收式伞状扩大头可回收锚索,以锚筋或灌浆管Ⅱ推进整个装置,支架折叠杆组为反折叠、反向组装,支架折叠杆组串联在伞状折叠杆组的前方,支架折叠杆组、伞状折叠杆组的预收缩状态锁定均采用注浆管锁定法,整个装置推进到位后,灌浆管Ⅱ在退行法灌浆的同时解除对两个折叠杆组的锁定,两个折叠杆组均以张开复位弹簧实施复张,两个折叠杆组共用同一组前后贯通式构造构件。
实施例42:图40所示为预扩孔后植预收式伞状扩大头可回收锚索,以锚筋或灌浆管Ⅱ推进整个装置,支架折叠杆组为反折叠、反向组装,支架折叠杆组串联在伞状折叠杆组的前方,支架折叠杆组、伞状折叠杆组的预收缩状态锁定均采用注浆管锁定法,整个装置推进到位后,灌浆管Ⅱ在退行法灌浆的同时解除对两个折叠杆组的锁定,两个折叠杆组均以张开复位弹簧实施复张,两个折叠杆组的构造构件均延伸至承载板并分别固定在承载板上。
实施例43:图41所示为旋喷自携预收式伞状扩大头可回收锚索,以旋喷钻杆推进整个装置,支架折叠杆组为反折叠、正向组装,支架折叠杆组串联在伞状折叠杆组的前方,支架折叠杆组、伞状折叠杆组的预收缩状态锁定均采用注浆管锁定法,整个装置推进到位后,旋喷钻杆在注浆的同时后撤从而解除对两个折叠杆组的锁定,两个折叠杆组均以张开复位弹簧实施复张,两个折叠杆组通过压力传递装置与锚筋、承载板和/或连接构造构件进行连接。
实施例44:图51所示为预扩孔后植预收式有构造伞状扩大头可回收锚索,锚筋4外套PE防护套管5,其前端以冷挤压固定P型锚具117并安设在拉筋盘3前侧,导向帽43与先导板45合并设置,在导向帽43内安设实心单向活塞缸,缸套31后端连接灌浆管Ⅰ34,构造构件18前端与导向帽43固定连接;伞状扩体装置在收拢状态下被锚筋4以间接顶推法推进,推进到位后,通过灌浆管Ⅰ34向液压腔66内注入水泥浆液,活塞30在浆液压力作用下伸出,缸套31反推拉筋盘3向后滑动,从而复张伞状折叠杆组,活塞最终被水泥浆推挤出缸套,水泥浆外溢灌注伞状扩体装置;当伞状扩体装置与锚筋完成锚固任务后,锚筋以抽筋方式悉数被抽拔出P型锚具。
实施例45:图52所示为预扩孔后植预收式有构造伞状扩大头可回收锚索,当盾构机施工前置条件规定留置在岩土体内的金属构件尺寸不得超过20cm,但当拉筋盘或穿筋盘的滑动行程需要活塞缸的缸套、活塞长度均为30cm时;采用将缸套与活塞的长度均减小至15cm,且串联或叠加配置活塞缸的方法,例如既可在先导板45与拉筋盘3之间、穿筋盘56与后托板41之间各配置一个长度15cm活塞缸进行串联,也可仅在其中的一处叠加配置2个或多个短行程活塞缸并一对一配置灌浆管Ⅰ;当伞状扩体装置与锚筋完成锚固任务后,锚筋以抽筋方式悉数被抽拔出P型锚具,留置在孔内的伞状扩大头部件,要么为金属材质但其结构尺寸完全满足盾构机施工的前置条件,要么为易切削材料或低强度材料,从而不会对盾构机施工造成任何障碍。当钢质复位弹簧的长度超标时也可按此复数法处理。
实施例46:图53所示为采用气囊或液囊法复张反折叠预扩孔后植预收式无构造伞状扩大头的可回收锚索,且当输气管或输液管和灌浆管Ⅱ为合并设置时的情形;气囊或液囊118设置在拉筋盘3与内锚头1之间,灌浆管Ⅱ35的前端进入气囊或液囊118并与气囊或液囊118固定连接或为可拆卸的固定连接,灌浆管Ⅱ35固定连接在穿筋盘56上,推进时采用直接顶推法,即以灌浆管Ⅱ35顶推伞状扩体装置即可收缩并推进,推进到位后,以灌浆管Ⅱ35灌注空气或液体(可以是水或水泥浆),达到预先设定的压力后,气囊或液囊膨胀至设定状态,即可将内锚头1、承载板2、穿筋盘56向后反推抵达后筋头108,随即穿筋盘56被后反向限位装置55限制;随之以灌浆管Ⅱ35灌注水泥浆,在灌注的同时将灌浆管Ⅱ35撤离气囊或液囊118以及穿筋盘56,并边灌边撤出钻孔外;或灌浆管Ⅱ35在灌注水泥浆时主动增大压力将气囊或液囊118爆裂,使囊袋内与囊袋外同时被灌浆;或在气囊或液囊118上安装安全阀119,当穿筋盘56被后反向限位装置55限制锁定后,主动增大灌浆压力至安全阀119的额定压力,安全阀119被高压打开,囊袋内的水泥浆通过安全阀119向囊袋外灌注,待灌浆量达到预设目标或孔口返浆后,边灌边将灌浆管Ⅱ35和/或气囊或液囊118进行回收拉出。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,包括带有拉筋盘(3)、穿筋盘(56)的伞状扩体装置,其特征在于,还包括带有承载板(2)、内锚头(1)的易切削锚杆或可回收锚杆索;
所述伞状扩体装置的拉筋盘(3)与易切削锚杆或可回收锚杆索的承载板(2)合并为一体;
或所述拉筋盘(3)设置于承载板(2)的后方且拉筋盘(3)与承载板(2)接触;
或所述拉筋盘(3)设置于承载板(2)的后方,但拉筋盘(3)与承载板(2)不接触;
或所述承载板(2)与穿筋盘(56)合并为一体;
或承载板(2)设置于拉筋盘(3)的后方、穿筋盘(56)的前侧;
或承载板(2)设置于穿筋盘(56)的后方。
2.根据权利要求1所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,还包括支架折叠杆组(7),所述支架折叠杆组串联于伞状折叠杆组(8)的前方,或与伞状折叠杆组(8)并联;所述支架折叠杆组(7)用于使伞状折叠杆组(8)前方的结构在扩孔段内的对中;所述支架折叠杆组(7)包括若干根支架折叠杆,每一根支架折叠杆包括相互铰接的支架长杆(15)、支架短杆(16)。
3.根据权利要求2所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,伞状扩体装置中的箍筋(22)由易切削材料制作;或每一层箍筋(22)都分开为互不直接连接的若干段,且各段之间的箍筋定位装置(21)由易切削材料制作;箍筋定位装置(21)与伞状扩体装置的长杆(13)和/或短杆(14)和/或支架长杆(15)和/或支架短杆(16)固定连接;箍筋定位装置(21)用于将每一层、每一段箍筋从纵、横两个方向固定在长杆(13)和/或短杆(14)和/或支架长杆(15)和/或支架短杆(16)上。
4.根据权利要求1所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,
当拉筋盘(3)与易切削锚杆或可回收锚杆索的承载板(2)合并为一体时:伞状扩体装置的荷载转换装置(25)与易切削锚杆或可回收锚杆索的内锚头(1)合并为一体,和/或伞状扩体装置的导向帽(43)与内锚头(1)合并为一体;
当拉筋盘(3)设置于承载板(2)的后方且拉筋盘(3)与承载板(2)接触时:锚筋(4)及防护套管(5)、导线、密封装置(6)、注浆管从拉筋盘(3)活动穿过;伞状扩体装置的荷载转换装置(25)与易切削锚杆或可回收锚杆索的内锚头(1)合并为一体,和/或导向帽(43)与内锚头(1)合并为一体;
当伞状扩体装置的荷载转换装置(25)与易切削锚杆的内锚头(1)合并为一体,且当易切削锚杆为螺纹筋材时:荷载转换装置(25)与锚筋(4)固定连接;
当伞状扩体装置的荷载转换装置(25)与易切削锚杆的内锚头(1)合并为一体,且当易切削锚杆为光面筋材时:荷载转换装置(25)包括套管(23)与套设在套管外面的锚具(112),套管(23)与锚具(112)固定连接,锚筋(4)进入套管(23)内或穿过套管(23)且与套管(23)固定连接;锚具(112)无法穿过承载板(2);
当伞状扩体装置的荷载转换装置(25)与可回收锚杆索的内锚头(1)合并为一体时:荷载转换装置(25)与锚筋(4)为可拆卸连接;
当拉筋盘(3)设置于承载板(2)的后方但不接触时:拉筋盘(3)与承载板(2)通过压力传递装置(76)间接连接,伞状扩大头的荷载转换装置(25)包括内锚头(1)、承载板(2)、压力传递装置(76);压力传递装置(76)用于将内锚头(25)施加给承载板(2)的压力传递给拉筋盘(3);锚筋(4)及防护套管(5)、导线、密封装置(6)、注浆管均从拉筋盘(3)、压力传递装置(76)中活动穿过;
当承载板(2)设置于拉筋盘(3)的后方、穿筋盘(56)的前侧时:拉筋盘(3)与穿筋盘(56)通过拉力传递装置间接连接,锚筋(4)及防护套管(5)、导线、密封装置(6)、注浆管均从穿筋盘(56)中活动穿过;或导向帽(43)与拉筋盘(3)合并为一体;
当承载板(2)与穿筋盘(56)合并设置时:拉筋盘(3)与承载板(2)或穿筋盘(56)通过拉力传递装置间接连接;或导向帽(43)与拉筋盘(3)合并为一体;
当承载板(2)设置于穿筋盘(56)的后方时:拉筋盘(3)与承载板(2)通过拉力传递装置间接连接,拉力传递装置用于将穿筋盘(56)或承载板(2)所承受的锚筋拉力传递给拉筋盘(3);或承载板(2)与后托板(41)合并为一体;
使用时,将伞状扩体装置推进钻孔及扩孔段内,采用直接顶推法或间接顶推法;顶推工具为注浆管或锚筋(4),或注浆管与锚筋(4)合并为一体;当注浆管或锚筋(4)未直接连接伞状扩体装置时,通过拉力传递装置或压力传递装置(76)或构造构件(18)或荷载转换装置(25)连接伞状扩体装置并实现推进;
当利用注浆管进行推进时,注浆管与被顶推部位固定连接或可拆卸连接,或将变径台阶(49)设置于被顶推部位的后侧;
当利用锚筋(4)进行推进时,锚筋(4)与被顶推部位固定连接或可拆卸连接;
当注浆管或锚筋(4)通过拉力传递装置或压力传递装置(76)或构造构件(18)连接伞状扩体装置时,拉力传递装置或压力传递装置(76)或构造构件(18)的一端与注浆管或锚筋(4)连接,另一端与伞状扩体装置的被顶推部位连接。
5.根据权利要求4所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,
所述拉力传递装置由拉筋(69)和两端的筋头组成,拉筋(69)与筋头固定连接,筋头包括前筋头(68)和后筋头(108),其中前筋头(68)位于拉筋盘(3)前侧且无法穿过拉筋盘(3),荷载转换装置(25)与前筋头(68)合并设置,后筋头(108)位于穿筋盘(56)或承载板(2)后侧且无法穿过穿筋盘(56)或承载板(2),后筋头(108)用于将穿筋盘(56)或承载板(2)所承受的压力传递给拉筋(69),前筋头(68)用于将拉筋(69)的拉力转换为对拉筋盘(3)的压力;或前筋头(68)与拉筋盘(3)、导向帽(43)合并为一体。
6.根据权利要求1所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,对易切削锚杆的内锚头(1)和外锚头(91):
当易切削锚杆筋材从金属材质构件的锚筋通道(29)活动穿过时,锚筋通道(29)的迎送两端均为向外扩张的弧形段(84),中间为平直段(85);当易切削锚杆筋材从易切削材料构件的锚筋通道(29)中活动穿过时,锚筋通道(29)的迎送两端与中间均为平直段(85);或在易切削锚杆筋材和金属材质构件之间设置衬垫(81),且衬垫(81)长度延伸至伸出锚筋通道(29)两端;
当由易切削材料制作的构造构件(18)从金属材质构件的构造构件通道(120)活动穿过时,构造构件通道(120)的迎送两端均为向外扩张的弧形段(84),中间为平直段(85);当易切削材料制作的构造构件(18)从易切削材料构件的构造构件通道(120)中活动穿过时,构造构件通道(120)的迎送两端与中间均为平直段(85);或在易切削材料制作而成的构造构件(18)和金属材质构件之间设置衬垫(81),且衬垫(81)长度延伸至伸出构造构件通道(120)两端;
易切削材料制作而成的构件与金属材质构件的固定连接采用承插式连接加粘结的方法,或粘结与螺纹连接方式结合的方法,或采用螺纹连接并在金属螺母内侧或金属螺杆外侧加衬垫的方法;易切削材料构件与易切削材料构件的固定连接采用螺纹连接的方法,或承插式连接加粘结的方法。
7.根据权利要求2所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,采用复位弹簧、活塞缸、气囊、液囊(118)中的一种或多种作为伞状折叠杆组(8)复张的动力;或在气囊或液囊(118)上设置安全阀(119);或气囊或液囊(118)的输气管或输液管与灌浆管Ⅱ(35)合并为一体,且灌浆管Ⅱ(35)前端与气囊或液囊(118)固定连接或可拆卸连接;
当采用活塞缸复张伞状折叠杆组(8)和/或支架折叠杆组(7)时,活塞缸为空心或实心,活塞缸包括缸套(31)与活塞(30);活塞(30)的内壁与缸套(31)的外壁密封配合或活塞(30)的外壁与缸套(31)的内壁密封配合,活塞(30)底部与缸套(31)之间形成封闭的液压腔(66),在缸套(31)底部设有与液压腔(66)连通的灌浆管Ⅰ(34);活塞缸无法穿过拉筋盘(3)、穿筋盘(56)、先导板(45)和后托板(41);锚筋(4)及防护套管(5)、导线、注浆管均从缸套(31)、活塞(30)的外侧或中孔活动穿过;
当活塞缸设置于拉筋盘(3)与穿筋盘(56)之间时,缸套(31)与承载板(2)或拉筋盘(3)连接,活塞(30)与穿筋盘(56)连接;或活塞(30)与承载板(2)或拉筋盘(3)连接,缸套(31)与穿筋盘(56)连接;
当活塞缸设置于承载板(2)或拉筋盘(3)之前时:
活塞(30)与承载板(2)或拉筋盘(3)连接,缸套(31)与构造构件(18)或先导板(45)固定连接,先导板(45)固定在构造构件(18)前端,或先导板(45)通过固定件Ⅰ(44)单向固定在构造构件(18)前端;
或缸套(31)与承载板(2)或拉筋盘(3)连接,活塞(30)与构造构件(18)或先导板(45)固定连接,先导板(45)固定在构造构件(18)前端,或先导板(45)通过固定件Ⅰ(44)单向固定在构造构件(18)前端;
所述固定件Ⅰ(44)固定在构造构件(18)前端;或先导板(45)与导向帽(43)合并为一体;
当活塞缸设置于穿筋盘(56)之后时:
缸套(31)与构造构件(18)固定连接,活塞(30)与穿筋盘(56)固定连接;
或缸套(31)与穿筋盘(56)固定连接,活塞(30)与构造构件(18)固定连接;
或活塞缸设置于后托板(41)之前,缸套(31)与穿筋盘(56)连接,活塞(30)与后托板(41)连接,后托板(41)与构造构件(18)后端或拉筋(69)后端或锚筋(4)固定连接;或后托板(41)通过固定件Ⅴ(105)单向固定在构造构件(18)后端或拉筋(69)后端或锚筋(4)上;
或活塞缸设置于后托板(41)之前,活塞(30)与穿筋盘(56)连接,缸套(31)与后托板(41)连接,后托板(41)与构造构件(18)后端或拉筋(69)后端或锚筋(4)固定连接;或后托板(41)通过固定件Ⅴ(105)单向固定在构造构件(18)后端或拉筋(69)后端或锚筋(4)上;
其中固定件Ⅴ(105)固定在构造构件(18)后端或拉筋(69)后端或锚筋(4)上。
8.根据权利要求7所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,
所述活塞缸为单向活塞缸,还包括活塞(30)和缸套(31)之间的密封装置,密封装置包括相互配合的方槽(37)、弧形槽(36)、位于方槽(37)和弧形槽(36)之间的O型密封圈(38);密封装置设置在活塞缸的顶端和/或底端;当密封装置位于活塞缸顶端时,活塞(30)侧为弧形槽(36),缸套(31)侧为方槽(37);当密封装置位于活塞缸底端时,活塞(30)侧为方槽(37),缸套(31)侧为弧形槽(36);
当采用空心的单向活塞缸时,设置有两道密封装置,其中一道位于活塞(30)内侧、缸套(31)外侧,另一道位于活塞(30)外侧、缸套(31)内侧;
当采用实心的单向活塞缸时,设置一道密封装置,所述密封装置位于活塞(30)外侧、缸套(31)内侧。
9.根据权利要求1所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,所述融合结构套设膜袋(17)和/或设置内膜袋(58)。
10.根据权利要求2所述的伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构,其特征在于,伞状扩体装置的前铰接杆(9)与长杆(13)之间、长杆(13)与短杆(14)之间、短杆(14)与后铰接杆(11)之间均通过铰链(10)连接;所述支架长杆(15)、支架短杆(16)之间通过铰链(10)连接。
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