一種錨杆的製作方法

2023-06-14 11:38:41

專利名稱：一種錨杆的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工程支護用杆件，尤其是一種錨杆，可用於加固和穩定巖土體，防止挖掘隧道時巖土體產生坍塌或變形。
背景技術：
目前在工程支護領域，挖掘隧道時粘土中常常會遇到工作面穩定性的嚴重問題，這個難題是由於移走了部分巖土體，使整個巖土體喪失了承受壓力的能力而產生的，而進一步的挖掘會引起壓力的增加。
通常為了在挖掘期間穩定巖土體，工作面上需要打上鑽孔，將合成材料的噴射管作為錨杆插入鑽孔進行加固，然後在鑽孔裡灌裝水泥砂漿充當粘合劑和固定元件。上述這套工藝儘管應用廣泛，但因為該工藝不一定能形成很好均勻分布的水泥砂漿，而且也不會產生局部高壓噴射，因此至今沒有完全證實其有效性；而傳統工藝的這兩個缺點正好可以加固和重新壓實巖土體。
錨杆傳統的加固工藝的缺點還有以下兩點1、噴射管和水泥砂漿的小面積接觸以及噴射管表面的低粘附係數不能保證錨杆的抵抗力能完全傳遞給巖土體，因而噴射管的剩餘部分沒有被利用。
2、錨杆在有限的空間工作或鑽孔長度超過運送到現場的管狀錨杆時，必須用膠將錨杆粘接起來，而這未必能保證管狀錨杆的強度沿著整個鑽孔保持恆定。

發明內容
本發明中提供的這種錨杆克服以上所列出的缺點，該錨杆用於穩定工作面進而防止隧道中巖土體的坍塌或變形，並確保錨杆具有高的抵抗力。
本發明中的錨杆具有以下4個優點1、在錨固長度很短的狀況下，通過錨杆的傳遞可確保噴射混合物具有很高的抗拉強度。
2、通過方便地安裝有閥門的噴射管，保證鑽孔內的水泥混合物完全均勻分布。
3、任意長度的錨杆均可以插入鑽孔中對巖土體進行加固，即使在很小的空間和無法運送的困難條件下，沿著整個鑽孔錨杆的強度都不會減弱。
4、錨杆在鑽孔附近很容易裝配。
本發明中的錨杆包括噴射管、護腕式閥門、加固元件、定位板和緊箍元件。其中噴射管可以插入巖土體的各個鑽孔之中，噴射管上可方便地安裝護腕式閥門；一組高強度加固元件布置在噴射管的周圍，加固元件主要是玻璃纖維等材料製成的帶或者圓棒，這些加固元件依靠定位板而環繞在塑料噴射管周圍安裝；定位板安裝在噴射管上，加固元件外部的緊箍元件將整個錨杆緊固在一起。
本發明中的錨杆通過帶有護腕式閥門的噴射管，可以擴展傳統的局部重複噴射化學或水泥混合物錨固劑的方法，壓力可高於12MPa。這種方法可以進行巖土體的加固以及低滲透性材料的再壓縮。
此錨杆憑藉定位板可很好地位於噴射混合物中心，錨杆表面的加固元件的四周完全有水泥環繞，而且表面處理石英砂帶能保證錨杆和噴射混合物之間完全粘結，進而保證錨杆的加固能力完全傳遞到巖土體上。
本發明中的錨杆能在鑽孔附近直接裝配形成連續加固，並在超過100米的正常狀態長度上不會有任何強度降低。
本發明中用於加固工作面的錨杆包含一根噴射管，噴射管由塑料等合成材料製成。噴射管帶有護腕式閥門，噴射管周圍布置著通過定位板來定位的一組加固元件。定位板安裝在噴射管上，同時加固元件安裝在它們的外部，並通過緊箍元件來固定錨杆。
護腕式閥門和噴射管相匹配，該護腕式閥門包含環繞在噴射管局部開著孔處的彈性環形帶。顯然，當護腕式閥門承受噴射管的內壓時，允許噴射混合物通過孔溢出，完全環繞在加固元件的外部以及填充已插入錨杆的鑽孔。然後噴射混合物返回到帶栓塞的噴射管內並完成局部噴射，局部噴射到其它護腕式閥門，這樣消除了噴射的缺點，可以加固周圍的巖土體。
噴射管上安裝護腕式閥門，可以形成水泥砂漿單一的均勻噴射，並從噴射管的前末端開口噴出來填充鑽孔。安裝在噴射管的前末端開口處的錐形帽僅僅用於引導錨杆插入鑽孔，並不會阻塞噴射管的前末端開口。
加固元件可確保與噴射混合物有較大面積的接觸，並具有同樣抵抗面積的管狀橫截面。另外在結構形成期間，石英砂可方便地噴塗於加固元件的表面，與噴射混合物結合時獲得很高的摩擦係數和優良的化學兼容性。因此即使錨固長度非常有限，也有可能將錨杆的所有強度傳遞給巖土體，以防止坍塌或巖土體的沉降。
按預定長度製造的噴射管兩個末端均車有外螺紋，噴射管完全可通過螺紋與車有內螺紋的連接套筒連接起來並擰緊。


圖1是錨杆的部件分解軸測圖；圖2是圖1沿著II-II線的橫截面；圖3是噴射期間描述鑽孔內錨杆工作的縱剖面圖；圖4是圖3中A部分的放大圖；圖5是隧道挖掘時使用此錨杆的典型實例的橫截面圖；圖6是類似於圖2而描述此錨杆的不同結構的橫截面圖。
圖中1、噴射管，2、護腕式閥門，3、帶(加固元件)，4、圓棒(加固元件)5、定位板，6、緊箍元件，7、孔，8、栓塞，9、前末端開口，10、外螺紋，11、錐形帽，12、連接套筒，13、巖土體，14、隧道15、工作面，16、鑽孔，17、噴射混合物。
具體實施例方式
本發明的實施例的描述可參考圖1～6。
實施例一將錨杆插入工作面(15)之中，用於加固和穩定巖土體(13)，以致於可防止挖掘隧道(14)時巖土體(13)發生的坍塌或變形。
本實施例中的錨杆包含一根噴射管(1)。如圖1～5所示噴射管(1)帶有護腕式閥門(2)，噴射管(1)周圍布置著通過定位板(5)來定位的一組帶(加固元件)(3)。定位板(5)安裝在噴射管(1)上，同時帶(加固元件)(3)安裝在它們的外部並通過緊箍元件(6)來固定錨杆，緊箍元件(6)的材質為鋼帶。
圖5說明巖土體(13)中正在挖掘的隧道(14)的工作面(15)。
護腕式閥門(2)和噴射管(1)相匹配，當護腕式閥門(2)承受噴射管(1)的內壓時，允許噴射混合物(17)通過孔(7)(參見圖4)溢出，完全環繞在帶(加固元件)(3)的外部以及填充已插入錨杆的鑽孔(16)。然後噴射混合物(17)返回到帶栓塞(8)的噴射管(1)內並完成局部噴射，局部噴射到其它護腕式閥門(2)，可以加固周圍的巖土體(13)。
噴射管(1)上安裝護腕式閥門(2)，可以形成水泥砂漿單一的均勻噴射，並從噴射管(1)的前末端開口(9)噴出來填充鑽孔(16)。安置在噴射管(1)的前末端開口(9)處的錐形帽(11)可以引導錨杆插入鑽孔(16)，不會阻塞噴射管(1)的前末端開口(9)。
帶(加固元件)(3)可確保與噴射混合物(17)有較大面積的接觸，並具有同樣抵抗面積的管狀橫截面。按預定長度製造的噴射管(1)兩個末端均車有外螺紋(10)，噴射管(1)完全可通過螺紋與車有內螺紋的連接套筒(12)連接起來並擰緊。
實施例二將錨杆插入工作面(15)之中，用於加固和穩定巖土體(13)，以致於可防止挖掘隧道(14)時巖土體(13)發生的坍塌或變形。
本實施例中的錨杆包含一根噴射管(1)。如圖1、3～5所示噴射管(1)帶有護腕式閥門(2)，噴射管(1)周圍布置著通過定位板(5)來定位的一組圓棒(加固元件)(4)。定位板(5)安裝在噴射管(1)上，同時圓棒(加固元件)(4)安裝在它們的外部並通過緊箍元件(6)來固定錨杆，緊箍元件(6)的材質為鋼帶。
圖6是實施例一的圖2中的帶(加固元件)(3)被圓棒(加固元件)(4)替換後的橫截面圖，外部的緊箍元件(6)緊箍在圓棒(加固元件)(4)外側。
護腕式閥門(2)和噴射管(1)相匹配，當護腕式閥門(2)承受噴射管(1)的內壓時，允許噴射混合物(17)通過孔(7)溢出，完全環繞在加固元件(3)或(4)的外部以及填充已插入錨杆的鑽孔(16)。然後噴射混合物(17)返回到帶栓塞(8)的噴射管(1)內並完成局部噴射，局部噴射到其它護腕式閥門(2)，可以加固周圍的巖土體(13)。
權利要求
1.一種錨杆，包括噴射管、護腕式閥門、加固元件、定位板和緊箍元件，其特徵在於所述噴射管(1)可以插入巖土體(13)的各個鑽孔(16)之中；所述加固元件(3)或(4)布置在噴射管的周圍(1)；定位板安裝在噴射管上，加固元件外部的緊箍元件將整個錨杆緊固在一起。
2.如權利要求1所述的錨杆，其特徵在於所述噴射管(1)上可方便地安裝護腕式閥門(2)，噴射管(1)由塑料等合成材料製成。
3.如權利要求2所述的噴射管，其特徵在於噴射管(1)的前末端開口(9)處設置一個錐形帽(11)。
4.如權利要求2所述的噴射管，其特徵在於噴射管(1)能通過螺紋和連接套筒(12)連接起來，連接套筒(12)在噴射管(1)的後末端螺紋處擰緊。
5.如權利要求1所述的錨杆，其特徵在於所述加固元件(3)或(4)是由玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維、聚乙烯醇纖維等材料製成的高強度帶或者圓棒，這些加固元件(3)或(4)依靠定位板(3)而環繞在噴射管周圍安裝。
6.如權利要求5所述的加固元件，其特徵在於加固元件(3)或(4)通過噴塗石英砂進行外表面處理。
7.如權利要求1所述的錨杆，其特徵在於所述緊箍元件(6)由鋼帶、玻璃纖維增強帶的捆綁物組成。
全文摘要
本發明公開了一種錨杆，用於加固巖土體以及增強穩定性，可防止隧道中工作面的坍塌或變形。該錨杆包括噴射管、護腕式閥門、加固元件、定位板和緊箍元件。其中噴射管可以插入巖土體的各個鑽孔之中，噴射管上可方便地安裝護腕式閥門；一組高強度加固元件布置在噴射管的周圍，加固元件主要是玻璃纖維等材料製成的帶或者圓棒，這些加固元件依靠定位板而環繞在塑料噴射管周圍安裝；定位板安裝在噴射管上，加固元件外部的緊箍元件將整個錨杆緊固在一起。
文檔編號E21D21/00GK1779210SQ200410052299
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月22日 優先權日2004年11月22日
發明者王慄萍, 張坤, 何唯平 申請人:深圳市海川實業股份有限公司