後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆的製作方法

2023-08-08 22:28:56

專利名稱：後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於對巖土支護或加固領域，可用於隧道、邊坡、基坑的支護或加固。
背景技術：
現在廣泛採用的普通砂漿錨杆，屬被動承載，控制巖石變形能力很差；而二次注漿預應力錨索構造複雜，施工期長，價格高，推送難度大。
水利部發布的「水工預應力錨固設計規範SL212-98」中推薦的機械式錨頭，是一種先脹開的內錨頭，它對鑽孔清孔的質量要求高，鑽孔內不能有空洞、臺階、或大的裂紋。在推送時用繩索做個活結臨特捆住，到位後鬆開活結，安裝很不可靠。如果中途活結鬆開，錨頭被卡住，進退都十分困難。

發明內容
本實用新型的目的在於為隧道工程，特別是水利隧道和邊坡工程提供一種推送方便、價格較低、能早期承載的後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆。
為達到上述目的，本實用新型的辦法是內錨頭為一個整體，它具有足夠自我保護力，因而推送方便，安裝到位後，通過較大外力才能打開，在孔內鎖定；外錨頭充分利用孔壁的承載力，或孔壁承載力和快硬現澆混凝土墩的綜合承載效果達到孔外鎖定，以實現早期快速承載。
後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆也稱TZL系列預應力錨杆，其中T代表發明人姓氏、ZL為脹裂二字漢語拼音第一字母，表達了本實用新型的基本特徵。它由預應力杆體、內錨頭、外錨頭、排氣管、注漿體等組成。
預應力杆體為主要傳力元件。可用精軋螺紋鋼，冷輥壓螺紋鋼，中空管材和低松馳鋼鉸線。它們與內外錨頭的結合，除鋼絞線用夾片連接外，其它的均採用等強螺紋連接技術。杆體材料除採用合金鋼外，還可以採用高強度非金屬材料。
它的特點是內錨頭由脹殼(5)、倒楔(4)、脹開器組成。
其中脹殼由兩片以上弧形脹片(20)構成的一個柱狀結構，片與片之間用節點(21)連接，節點外側為豎向槽(22)供排氣管通過。脹殼外表面為環狀突起(23)，並設有環形槽(24)，槽內設O形環(25)。脹殼內表面為錐形，除設有導向槽(26)外，還可以布設增韌溝(27)。
倒楔前端設有不少於兩個突起(30)，該突起與脹殼導向槽配合。對採用脹架式的內錨頭，倒楔前端還可以開設豎向槽(31)，倒楔尾端可設內螺紋(32)，該螺紋與杆體螺紋配合。
脹開器採用脹架的，脹架由墊片(40)和弧型薄板(41)組成柱狀結構，要求薄板之間至少有一條間隙能使螺母進出順利，脹架要能在杆體前端縱向自由滑動。
脹開器採用燃爆式脹開器的，燃爆式脹開器由環形活塞缸(50)、環形活塞(51)、保險蓋(52)、燃燒藥餅(53)、點火球(54)、導線(55)組成。要求藥餅點燃後，能使環形活塞沿軸向在設計行程內產生所需推力。上述脹殼、倒楔、脹架、燃爆脹開器可用金屬製作，對於小噸位的預應力錨杆也可以用高強度工程塑料製作。
外錨頭由三角形墊墩(7)、墊板(10)、止漿活門(8)組成，預應力錨杆孔口採用三角形墊墩，能簡化外錨頭結構型式，而且安裝方便。三角形墊墩的上段為扁三角形錐體，下段為圓錐體，通過橡膠套與鑽孔密合。墊板(10)上開有杆體孔、注漿孔(18)和排氣管孔(19)。墊板與墊墩之間用橡膠板密封，在注漿孔處設有單向活門(8)。
本實用新型與現在二次注漿預應力錨杆相比具有以下顯著優點(1)結構簡單，價格低廉；(2)推送方便，可鎖定於孔內任一位置；(3)視巖層情況可串接兩個以上內錨頭，靈活方便；(4)安裝後即可鎖定、張拉，發揮作用迅速。
本實用新型還是對水工預應力錨固設計規範中推薦的機械式內錨頭的一個改進，使機械式錨頭對鑽孔的要求降低，推送方便，即使卡住也可通過外力強行通過，安裝效率和可靠性大幅提高，適用範圍擴大。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明


圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖；圖2是本實用新型實施例二的結構示意圖；圖3是本實用新型脹殼的結構示意圖；圖4是本實用新型倒楔的結構示意圖；圖5是本實用新型脹架的結構示意圖；圖6是本實用新型燃爆脹開器的結構示意圖。
具體實施方式
實施例一小噸位後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆
圖1是它的結構示意圖，由一根冷輥壓螺紋鋼杆體(1)、脹架(2)、螺母(3)、倒楔(4)、脹殼(5)、墊片(6)、三角形墊墩(7)、單向活門(8)、橡膠套(9)、墊板(10)、排氣管(11)組成。其安裝、張拉、注漿程序為鑽孔、清孔，順序將墊片、脹殼、倒楔、脹架、螺母組合到杆體上，排氣管沿杆體間隔固定後一起送入鑽孔，離孔底約20釐米時用力向孔底衝擊，脹架沿杆體滑動，脹架推送倒楔，打開脹殼節點，脹殼貼壁，內錨頭鎖定。在孔口順序戴上三角形墊墩，將排氣管從墊板排氣管孔中穿出，戴上墊板，鎖緊螺母。用扳手或千斤頂張拉至預定噸位。連接注漿管注漿，漿滿後停泵卸下注漿管，單向活門逆止漿液外洩。
實施例二大噸位後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆圖2是它的結構示意圖，由一根精軋螺紋鋼杆體(1)、倒楔(4)、脹殼(5)、墊片(6)、燃爆式脹開器(12)、扁螺母(13)、排氣管(11)、三角墊墩(7)、墊板(10)、止漿活門(8)、橡膠套(9)、注漿孔(18)、排氣管孔(19)組成。其安裝、張拉、注漿程序為鑽孔、清孔，順序將扁螺母、燃爆式脹開器、墊片、脹殼、倒楔結合到杆體。O形環出廠前已套入脹殼，倒楔的三個突起應進入脹殼的三個導向槽，將排氣管固定在杆體前端，並順脹殼外側豎向槽引出，連同燃爆脹開器的電線間隔固定在杆體上，將給合好內錨頭的杆體送入鑽孔達預定位置。將導線導通，通電後，燃爆脹開器起動將脹殼節點打開，內錨頭鎖定孔壁。外錨頭的安裝、張拉、注漿同實施例一。
權利要求1.一種後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆，它由杆體、內錨頭、外錨頭、排氣管、注漿體組成；杆體可用精軋螺紋鋼、冷輥壓螺紋鋼製作；它們與內外錨頭的結合，採用等強螺紋連接技術；其特徵是內錨頭由脹殼(5)、倒楔(4)、脹開器組成；外錨頭由三角形墊墩(7)、墊板(10)、止漿活門(8)組成。
2.根據權利要求1所述後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆，其特徵是脹殼由兩片以上弧形脹片(20)構成的一個柱狀結構，片與片之間用節點(21)連接，節點一側為豎向槽(22)，脹殼外表面為環狀突起(23)，並設有環形槽(24)，槽內設O形環(25)，脹殼內表面為錐形，除設有導向槽(26)外，還設有增韌溝(27)。
3.根據權利要求1所述後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆，其特徵是倒楔外表面為圓錐形，錐度與脹殼內表面配合，倒楔前端設有不少於兩個突起(30)，該突起與脹殼導向槽配合；對採用脹架式的內錨頭，倒楔前端還可以開設豎向槽(31)，倒楔尾端可以設內螺紋(32)，該螺紋與杆體螺紋配合。
4.根據權利要求1所述後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆，其特徵是脹開器採用脹架的，脹架由墊片(40)和弧形薄板(41)組成柱狀結構，薄板之間至少有一條間隙能使螺母進出順利。
5.根據權利要求1所述後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆，其特徵是脹開器採用燃爆式脹開器的，燃爆式脹開器由環形活塞缸(50)、環形活塞(51)、保險蓋(52)、燃燒藥餅(53)、點火球(54)、導線(55)組成。
6.根據權利要求1所述後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆，其特徵是由三角形墊墩、墊板、止漿活門組成的外錨頭，三角形墊墩(7)的上段為扁三角形錐體，下段為圓錐體，通過橡膠套與鑽孔壁密合；墊板(10)上開有杆體孔、注漿孔(18)、排氣管孔(19)，墊板與墊墩之間用橡膠板密封，在注漿孔處設有止漿活門(8)。
7.根據權利要求1所述後脹開脹裂式速效預應力注漿錨杆，其特徵是其脹殼、倒楔、脹架、燃爆脹開器、三角形墊墩可用金屬製作，也可以用高強度工程塑料製作。
專利摘要一種脹裂式速效預應力注漿錨杆。它由杆體(1)、螺母(3)、倒楔(4)、脹殼(5)、墊片(6)、墊板(10)、排氣管(11)、燃爆脹開器(12)、扁螺母(13)、三角形墊墩(7)、止漿活門(8)、橡膠套(9)、注漿孔(18)、排氣管孔(19)組成。其特點是內錨頭為一個整體，具有足夠的自我保護力。安裝到位後，用燃爆脹開器將其打開，鎖定孔壁，故安裝方便可靠。本實用新型與現在的二次注漿預應力錨杆相比，推送方便，可鎖定於孔內任一位置，視巖層情況還可串聯兩個以上內錨頭，靈活方便，安裝後即可張拉，發揮作用迅速。本實用新型與水工預應力錨固設計規範中推薦的機械式內錨頭相比，對鑽孔、清孔的要求降低，容許鑽孔中有空洞裂紋出現。推送省力，安裝效率和安裝可靠性大幅提高，適用巖層範圍擴展。
文檔編號E02D5/74GK2756707SQ20032010977
公開日2006年2月8日 申請日期2003年11月17日 優先權日2003年11月17日
發明者陶紀南 申請人:陶紀南