一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿及其使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿及其使用方法，屬于錨桿支護領域。其解決了現有技術中注漿及錨桿支護效果差的問題，本發明注漿錨桿包括錨桿體、托盤、螺母和套管，其套管是由套管一、套管二以及套管三依次連接而成，其中，在套管一的尾部設置有環形狀凸緣一，在套管二的頭部設置有開口槽二，尾部設置有環形狀凸緣二，在套管三的頭部和尾部均設置有開口槽三，在擰螺母的過程中螺母與托盤、套管相互接觸，對錨桿桿體施加拉力，套管受軸向壓力作用，布置的多段開口槽脹開，擠壓在孔壁上，增加了與孔壁的摩擦力，使整體具有較高的錨固作用。
【專利說明】一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于水電工程、隧道工程、礦山工程等地下工程中的支護用錨桿領域，具體涉及一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿。
【背景技術】
[0002]在隧道、水利、礦山巷道等領域工程建設過程中，錨桿成為應用最廣泛的支護設備，錨桿支護是通過圍巖內部的錨桿改變圍巖本身的力學狀態，在巷道周圍形成一個整體而又穩定的巖石帶，利用錨桿與圍巖共同作用，達到維護巷道穩定的目的。錨桿可以提高巖體自身的力學性能、充分發揮巖體自承能力、保證巖坡體和圍巖的整體穩定和安全、改善工程環境和工程質量、節約工程材料和造價、縮短工期；錨桿支護不僅用于初期支護，也是永久支護的一部分。在礦山巷道支護中基本取代了被動支撐或臨時支護結構成為基本的臨時支護技術，并與鋼筋網、噴射混凝土聯合使用后有時成為永久支護結構，但在圍巖存在裂隙及巖石松散的情況下，單靠錨桿單一的錨固作用還達不到提高圍巖自身承載壓力的目的。
[0003]目前市面上出現了多種注漿錨桿，由中空錨桿體、托盤和螺母組成，注漿錨桿通過中空腔體將漿液注入松散巖石中，從而使錨桿體有效地與圍巖結合成一體，提高圍巖承載自身壓力的目的；但是，上述注漿錨桿無初錨力，只有漿液凝固到一定強度后才產生錨固作用，而且錨固效果較差，專利CN102877867A公開了一種新型膨脹式讓壓預應力注漿錨桿，該錨桿能夠具備一定的初錨力，針對圍巖裂隙及巖石松散的情況，為了獲得更好的錨固效果，增加錨桿的錨固力，急需一種多段膨脹、多段注漿讓壓預應力錨桿。
【發明內容】
[0004]針對圍巖裂隙及巖石松散的情況，為了獲得更好的錨固效果，本發明提出了一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿，該錨桿可以實現多段注漿，并且具備高初錨力。
[0005]本發明技術方案包括:
[0006]一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿，其包括錨桿體、托盤、螺母和套管，所述錨桿體包括桿體、頭部和尾部，所述頭部加工有大于桿體直徑的錐度頭，所述套管套置在所述桿體上，所述托盤、螺母順次套置在尾部，所述套管是由套管一、套管二和套管三依次連接而成，所述套管一、套管二、套管三直徑相同且小于所述錐度頭的直徑，所述套管一的頭部頂在所述螺母上，尾部設置有環形狀的凸緣一；所述套管二的頭部設置有開口槽二，尾部設置有環形狀的凸緣二，所述套管二通過開口槽二與套管一的尾部卡合在一起，所述套管三頭部和尾部均設置有開口槽三，其頭部處的開口槽三與套管二的尾部卡合在一起，尾部處的開口槽三頂在所述錐度頭上；所述開口槽一、開口槽二、開口槽三相對應處的桿體外圍上設置有一圈注漿孔。
[0007]作為本發明的一個優選方案，上述托盤是由兩個重疊相扣的盤體組成，其中一個盤體是起讓壓作用的碟形狀盤體，另一個盤體是用于堵塞鉆孔口的喇叭頭狀盤體。
[0008]作為本發明的另一個優選方案是，上述桿體內設有導氣管，所述桿體的外露端設置有導氣孔，所述導氣管與所述導氣孔連通。
[0009]上述多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿的使用方法，其包括以下步驟:
[0010]a打孔，在圍巖上打巖孔，所述巖孔與套管外徑一致； [0011]b安裝，依次將套管三、套管二、套管一套在錨桿桿體上，裝進步驟a所述巖孔內，然后裝托盤，擰緊螺母；
[0012]c將專用的注漿設備連接在錨桿桿體外露端上，對圍巖裂隙進行注漿，使漿液向圍巖裂隙滲透。
[0013]上述的套管二的個數根據錨桿桿體的長度來定量，通過增加套管二的個數來使得套管一的頭部頂在螺母上，套管三的尾部頂在錐度頭上。
[0014]本發明公開了一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿及其使用方法，與現有技術相t匕，其桿體上套置的套管包括套管一、套管二和套管三，在套管一、套管二的尾部分別設置環形狀凸緣一、環形狀凸緣二，在套管二、套管三上分別設有開口槽二、開口槽三，在擰螺母的過程中螺母與托盤、套管相互接觸，對錨桿桿體施加拉力，套管受軸向壓力作用，套管二、套管三上布置的開口槽二、開口槽三與螺母、凸緣或者錐度頭進行擠壓，布置的開口槽二和開口槽三脹開，擠壓在孔壁上，增加了與孔壁的摩擦力，使整體具有較高的錨固作用?’另外，在開口槽二、開口槽三處的錨桿桿體上設有注漿孔，可以實現多段注漿，增加錨桿的錨固力；同時托盤受螺母軸向壓力作用，蝶形狀盤體受到壓縮，對整體錨桿支護起讓壓作用，喇口八頭狀盤體擠入巖孔內，堵住巖孔，起堵衆塞的作用；巖孔及巖隙內的空氣從導氣孔內導出，防止注漿不實。
[0015]本發明注漿錨桿安裝方便，具備高初錨力及讓壓作用，在圍巖出現大變形時具有較好的支護效果；本發明碟形狀托盤不僅起到讓壓作用，而且還可以作為注漿塞堵漿，節省工序。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖對本發明做進一步清楚、完整的說明:
[0017]圖1為本發明注漿錨桿沿錨桿長度方向的剖面圖；
[0018]圖2為本發明套管一的結構示意圖；
[0019]圖3為本發明套管二的結構示意圖；
[0020]圖4為本發明套管三的結構示意圖；
[0021]圖5為本發明錨桿部分結構示意圖；
[0022]圖中，1、螺母，2、托盤、3、桿體；4、錐度頭，5、開口槽三，6、注漿孔，7、導氣孔，8、導
氣管，9、套管一，10、套管二，11、套管三。
【具體實施方式】
[0023]本發明公開了一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿及其使用方法，為了使本發明的優點、技術方案更加清楚、明確，下面結合具體實施例對本發明做進一步清楚、完整的說明。
[0024]結合圖1、圖5所示，本發明，一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿，其包括螺母1、托盤2、中空錨桿體和錐度頭4，錨桿體分為桿體3、前部和尾部，錐度頭4位于前部,錐度頭4的直徑大于桿體3的直徑,且小于鉆孔或者巖孔的直徑，使用時，錐度頭4和桿體伸入到巖孔內，螺母I和托盤2位于尾部，螺母I在靠近尾部的一側；
[0025]套管套置在桿體3上，與現有技術中套管不同的是:本發明套管不僅僅只在其頭部的開口槽處注漿，本發明套管分為多段，從錨桿體的尾部側開始，分別為套管一 9、套管二10和套管三11，套管一 9的頭部頂在螺母I上，尾部設置有環形狀的凸緣一，套管二 10和套管一 9、套管三11和套管二 10分別卡合在一起，套管三11的尾部頂在錐度頭4上，其具體結構結合圖2、圖3、圖4所示，從圖中可以看到:套管二 10的頭部設置有開口槽二，尾部設置有環形狀的凸緣二，套管二 10通過開口槽二與套管一 9的尾部卡合在一起,套管三11頭部和尾部均設置有開口槽三，其頭部處的開口槽三與套管二 10的尾部卡合在一起，尾部處的開口槽三頂在錐度頭4上；開口槽二、開口槽三5相對應處的桿體上均設置有注漿孔，如圖1中示出了開口槽三處的注漿孔6 ;
[0026]上述的套管二 10的個數根據錨桿桿體的長度來定量，通過增加套管二 10的個數來使得套管一 9的頭部定在螺母上，套管三11的尾部頂在錐度頭上，所以，本發明套管二的個數不僅僅限于圖中所示出的一個，還可以有多個；
[0027]上述托盤2是由兩個重疊相扣的盤體組成，其中一個盤體是起讓壓作用的碟形狀盤體，另一個盤體是用于堵塞鉆孔口的喇叭頭狀盤體；
[0028]為了便于排氣，在錨桿中空腔體內設有導氣管8，在錨桿桿體的孔外露端上設有導氣孔7，導氣管8與導氣孔7連通；
[0029]上述多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿的使用方法，其包括以下步驟:
[0030]首先，打孔步驟，在圍巖上打巖孔，巖孔與套管外徑保持一致；
[0031]其次，安裝步驟，依次將套管三、套管二、套管一套在錨桿桿體上，裝進步驟a所述巖孔內，然后裝托盤，擰緊螺母；
[0032]最后，注漿步驟，將專用的注漿設備連接在錨桿桿體外露端上，對圍巖裂隙進行注漿，使漿液向圍巖裂隙滲透，其具體注漿步驟為本領域公知常識，在此，不做詳細冗述。
[0033]本發明多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿的工作原理為:
[0034]在擰螺母的過程中螺母與托盤、每段套管相互接觸，對錨桿桿體施加拉力，套管受軸向壓力作用，開口槽二、開口槽三分別脹開，擠壓在孔壁上，增加了與孔壁的摩擦力，使整體起到較高的錨固作用；另外在開口槽二、開口槽三處的錨桿桿體上設有注漿孔，可以從注漿孔進行注漿，實現了多段注漿，增加錨桿的錨固力。
【權利要求】
1.一種多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿，其包括錨桿體、托盤、螺母和套管，所述錨桿體包括桿體、頭部和尾部，所述頭部加工有大于桿體直徑的錐度頭，所述套管套置在所述桿體上，所述托盤、螺母順次套置在尾部，其特征在于:所述套管是由套管一、套管二和套管三依次連接而成，所述套管一、套管二、套管三直徑相同且小于所述錐度頭的直徑，所述套管一的頭部頂在所述螺母上，尾部設置有環形狀的凸緣一；所述套管二的頭部設置有開口槽二，尾部設置有環形狀的凸緣二，所述套管二通過開口槽二與套管一的尾部卡合在一起，所述套管三頭部和尾部均設置有開口槽三，其頭部處的開口槽三與套管二的尾部卡合在一起，尾部處的開口槽三頂在所述錐度頭上；所述開口槽一、開口槽二、開口槽三相對應處的桿體外圍上設置有注漿孔。
2.根據權利要求1所述的多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿，其特征在于:所述托盤是由兩個重疊相扣的盤體組成，其中一個盤體是起讓壓作用的碟形狀盤體，另一個盤體是用于堵塞鉆孔口的喇叭頭狀盤體。
3.根據權利要求1所述的多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿，其特征在于:所述桿體內設有導氣管，所述桿體的外露端設置有導氣孔，所述導氣管與所述導氣孔連通。
4.根據權利要求2或3所述的多段膨脹讓壓預應力注漿錨桿的使用方法，其特征在于:包括以下步驟: a打孔，在圍巖上打巖孔，所述巖孔與套管外徑一致； b安裝，依次將套管三、套管二、套管一套在錨桿桿體上，裝進步驟a所述巖孔內，然后裝托盤，擰緊螺母； c將專用的注漿設備連接在錨桿桿體外露端上，對圍巖裂隙進行注漿，使漿液向圍巖裂隙滲透。
【文檔編號】E21D21/00GK104018863SQ201410205225
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】朱祝武, 文志杰, 韓作振, 賈傳洋, 文金浩, 安超, 王曉 申請人:山東科技大學