大孔徑預張拉底板中空注漿裝置的製作方法

2023-07-27 18:53:46

專利名稱：大孔徑預張拉底板中空注漿裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種注漿裝置，尤其是適用於採礦工程、隧道、地下工程及水利工程領域的大孔徑預張拉底板中空注漿裝置。
背景技術：
深井高地壓軟巖支護一直是煤礦開採中的重大技術難題，也是國內外地下開採專業數十年來重點研究的對象。而軟巖巷道的底臌問題，是影響高地應力軟巖巷道支護成敗的關鍵技術難題。作為煤礦安全生產的通道，巷道的底板治理重要性不言而喻。實踐證明， 採用錨注支護是對鬆軟破碎圍巖加固的有效途徑，即採用注漿錨杆(索)加固圍巖，將錨固與注漿加固相結合，利用注漿加固來實現圍巖改性，使錨固的作用得以發揮。但在現場施工過程中，存在以下幾方面的問題
(1)底板鑽孔施工機具主要有旋轉式、衝擊式以及旋轉衝擊式三種形式，旋轉式鑽機可以實現鑽孔與目前小孔徑錨索(直徑30mm以下)相匹配，但同時也存在遇硬巖鑿孔困難，小孔徑易被孔內掉渣堵塞的問題；衝擊式鑽機僅用於淺部孔施工，對於底板強烈變形巷道，使用上受到限制；目前使用的旋轉衝擊式鑽機，造孔速度快(僅為前兩者的25% -30%)，成孔效果好，但同時存在鑽孔孔徑過大的問題(一般鑽孔50mm-75mm)。(2)目前採用的小孔徑注漿錨杆(索)，在注漿過程中由於受到孔徑制約，注漿工序耗費時間長且出漿孔較小易於被孔內鬆散巖土堵塞，從而導致出漿孔周圍裂隙親水膨脹飽和，漿液無法沿原裂隙通道繼續滲透，因而注漿量較少，導致圍巖體加固工作受阻，對於底板內部裂隙不能很好的粘結修復，仍然存在隱患。(3)在底板錨索施工過程中採用樹脂錨固劑進行錨固，存在著錨固劑無法準確下放至孔底，此外由於施工水的影響，不能保證錨索與孔壁的粘結質量，錨索的注漿前預張拉對於底板的控制作用不明顯。目前，施工中採用的小孔徑注漿錨索注漿後形成的錨固環厚度過大，影響錨固效果；此外小孔徑注漿錨索漿液擴散範圍也受到制約；同時由於施工水以及底板施工隱蔽性的因素，採用樹脂錨固影響到錨索的有效錨固，無法保證錨索的預張拉效果，上述問題都嚴重製約著底板治理技術的發展。

發明內容
為了克服現有的注漿技術無法達到較好的錨固效果的問題，本發明提供一種大孔徑預張拉底板中空注漿裝置，該大孔徑預張拉底板中空注漿裝置採用機械錨固的方式， 利用倒槍刺釘可根據錨杆孔的直徑大小而開合且只進不退的結構特點，實現錨索的有效錨固，同時可在注漿前施加預拉力。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是該注漿裝置包括緊固段A、注漿段B 及錨固段C，所述的錨固段C包括倒槍刺釘、限位塊、銷釘、內錨段鎖具及夾片，所述的錨固段C有一段管狀的內錨段鎖具套裝在索體上，內錨段鎖具上端開有倒槍刺釘槽，槽內通過銷釘與倒槍刺釘鉸連接，倒槍刺釘槽的外部焊接有限位塊，限制倒槍刺釘最終張開的角度為60度，內錨段鎖具的下部設有內錐孔，錐孔與索體之間吻合裝設有三片圓錐形夾片，夾片內夾緊索體，夾片外貼緊內錨段鎖具的內錐孔面，使索體與內錨段鎖具牢固連接在一起； 所述的注漿段B包括索體及鳥籠式注漿段，鳥籠式注漿段是由多股鋼絞線和包含鋼絞線內的注漿芯管組合而成，注漿芯管內每隔IOOmm鑽有出漿孔，各孔交叉成60度，便於漿液可注入杆體四周的巖體，鳥籠式注漿段的直徑大於索體的直徑且小於鑽孔的內徑，該結構利於注漿芯管順利的反向出漿，增加索體與孔壁間的摩擦力，增加錨固力；所述的緊固段A包括外錨段鎖具、墊圈、託盤及封孔器，所述的外錨段鎖具套裝在索體上，下部固定設有墊圈、中間向上拱起的盤狀託盤及倒椎體形狀的封孔器，封孔器牢固壓在錨固鑽孔的口部，實現對整個鑽孔深度內的全錨和錨索的封閉。在現場施工過程中，具體的施工步驟如下
(1)利用旋轉衝擊式鑽機對巖層實現快速成孔；
(2)將該大孔徑預張拉底板中空注漿裝置迅速下放至孔徑的底部；
(3)上提注漿裝置上部錨固段中的倒槍刺釘，使倒槍刺釘牢固錨固在孔底，形成有效生根點；
(4)安裝外錨段鎖具，然後利用張拉儀對裝置進行張拉，達到設計張拉力後停止張拉。(5)對孔徑進行注漿，達到設計注漿參數後停注漿，待漿液初凝後進行二次張拉。本發明的有益效果是，該注漿裝置中的錨索索體為中空結構，自帶注漿芯管，採用反向注漿方式，不僅消除了產生氣穴空洞的可能，保證錨固漿液充滿鑽孔，而且無須在現場綁匝注漿管、排氣管以及封堵注漿孔，使施工步驟大為簡化，同時該裝置採用大孔徑錨索， 解決了傳統小孔徑錨索注漿量少、易堵孔、注漿工序耗時較長的問題；另外，該裝置結構簡單，成本較低，容易被市場接受，易於機械或人工安裝，可有效提高巖體加固的工作效率和可靠性，為解決
深部軟巖巷道支護難題和礦井的安全生產提供重要的技術保障，且方法簡單，易實施， 省時省力，效率高，具有廣泛的實用性。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1是本發明的結構原理示意圖。圖2是錨固段的局部結構放大示意圖。圖中，1.外錨段鎖具，2.墊圈，3.託盤，4.封孔器，5.索體，6.鳥籠式注漿段，7.倒槍刺釘，8.限位塊，9.銷釘，10.內錨段鎖具，11.夾片，12.孔壁。
具體實施例方式在圖中，該注漿裝置包括緊固段A、注漿段B及錨固段C，所述的錨固段C包括倒槍刺釘7、限位塊8、銷釘9、內錨段鎖具10及夾片11，所述的錨固段C有一段管狀的內錨段鎖具10套裝在索體5上，內錨段鎖具10上端開有倒槍刺釘槽，槽內通過銷釘與倒槍刺釘7鉸連接，倒槍刺釘槽的外部焊接有限位塊8，限制倒槍刺釘7最終張開的角度為60度，內錨段鎖具10的下部設有內錐孔，錐孔與索體5之間吻合裝設有三片圓錐形夾片11，夾片11內夾緊索體5，夾片11外貼緊內錨段鎖具10的內錐孔面，使索體5與內錨段鎖具10牢固連接在一起；所述的注漿段B包括索體5及鳥籠式注漿段6，鳥籠式注漿段6是由多股鋼絞線和包含鋼絞線內的注漿芯管組合而成，注漿芯管內每隔IOOmm鑽有出漿孔，各孔交叉成60度，便於漿液可注入杆體四周的巖體，鳥籠式注漿段6的直徑大於索體5的直徑且小於鑽孔的內徑，該結構利於注漿芯管順利的反向出漿，增加索體5與孔壁間的摩擦力，增加錨固力；所述的緊固段A包括外錨段鎖具1、墊圈2、託盤3及封孔器4，所述的外錨段鎖具1套裝在索體5上，下部固定設有墊圈2、中間向上拱起的盤狀託盤3及倒椎體形狀的封孔器4，封孔器 4牢固壓在錨固鑽孔的口部，實現對整個鑽孔深度內的全錨和錨索的封閉。在現場施工過程中，具體的施工步驟如下
(1)利用旋轉衝擊式鑽機對巖層實現快速成孔；
(2)將該大孔徑預張拉底板中空注漿裝置迅速下放至孔徑的底部；
(3)上提注漿裝置上部錨固段中的倒槍刺釘7，使倒槍刺釘7牢固錨固在孔底，形成有效生根點；
(4)安裝外錨段鎖具1，然後利用張拉儀對裝置進行張拉，達到設計張拉力後停止張拉。(5)對孔徑進行注漿，達到設計注漿參數後停注漿，待漿液初凝後進行二次張拉。
權利要求
1.大孔徑預張拉底板中空注漿裝置，該注漿裝置包括緊固段A、注漿段B及錨固段C； 其特徵是所述的錨固段C包括倒槍刺釘(7)、限位塊(8)、銷釘(9)、內錨段鎖具(10)及夾片(11)；注漿段B包括索體(5)及鳥籠式注漿段(6)；緊固段A包括外錨段鎖具(1)、墊圈 (2)、託盤(3)及封孔器(4)。
2.根據權利要求1所述的大孔徑預張拉底板中空注漿裝置；其特徵是所述的錨固段 C有一段管狀的內錨段鎖具(10)套裝在索體( 上，內錨段鎖具(10)上端開有倒槍刺釘槽，槽內通過銷釘與倒槍刺釘(7)鉸連接，倒槍刺釘槽的外部焊接有限位塊(8)，限制倒槍刺釘(7)最終張開的角度為60度，內錨段鎖具(10)的下部設有內錐孔，錐孔與索體(5)之間吻合裝設有三片圓錐形夾片(11)，夾片(11)內夾緊索體(5)，夾片(11)外貼緊內錨段鎖具(10 )的內錐孔面，使索體(5 )與內錨段鎖具(10 )牢固連接在一起。
3.根據權利要求1所述的大孔徑預張拉底板中空注漿裝置；其特徵是鳥籠式注漿段 (6)是由多股鋼絞線和包含鋼絞線內的注漿芯管組合而成，注漿芯管內每隔IOOmm鑽有出漿孔，各孔交叉成60度，鳥籠式注漿段(6)的直徑大於索體(5)的直徑且小於鑽孔的內徑。
4.根據權利要求1所述的大孔徑預張拉底板中空注漿裝置；其特徵是所述的外錨段鎖具(1)套裝在索體(5)上，下部固定設有墊圈(2)、中間向上拱起的盤狀託盤C3)及倒椎體形狀的封孔器(4)，封孔器(4)牢固壓在錨固鑽孔的口部。
全文摘要
本發明涉及一種大孔徑預張拉底板中空注漿裝置，該注漿裝置包括緊固段A、注漿段B及錨固段C，該大孔徑預張拉底板中空注漿裝置採用機械錨固的方式，利用倒槍刺釘可根據錨杆孔的直徑大小而開合且只進不退的結構特點，實現錨索的有效錨固，同時可在注漿前施加預拉力。該裝置結構簡單，成本較低，容易被市場接受，易於機械或人工安裝，可有效提高巖體加固的工作效率和可靠性，為解決深部軟巖巷道支護難題和礦井的安全生產提供重要的技術保障，且方法簡單，易實施，省時省力，效率高，具有廣泛的實用性。
文檔編號E21D11/10GK102418536SQ201210005588
公開日2012年4月18日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者姚亞虎, 張農, 李桂臣, 闞甲廣, 陳亮, 韓昌良 申請人:中國礦業大學