推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆的製作方法
2023-12-10 05:52:51 4
本實用新型專利涉及隧道及地下工程圍巖支護，特別涉及一種應用於隧道及地下工程圍巖支護的一種推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆。
背景技術：
錨杆是結構錨固或巖土體加固的一種受拉杆繫結構，分為預應力錨杆和非預應力錨杆。預應力錨杆是一種主動支護型式，可將張拉力傳遞到穩定的或適宜的巖土體中，從而將結構與巖土體錨固在一起或加固巖土體。非預應力錨杆是一種被動支護型式，通過與巖土體共同變形，從而起到加固巖土體的作用。錨杆支護已廣泛應用於隧道及地下工程、邊坡、基坑等工程。錨杆支護是錨噴支護的重要組成部分，提高了圍巖的支護效率，優化了各種支護的承載比例，保障了工程施工安全，節省了工程造價。
全長粘結型錨杆廣泛應用於隧道及地下工程。全長粘結型錨杆是錨杆孔內杆體絕大部分或全部被錨固劑包裹，錨固劑的主要作用有兩點，其一是起膠結作用，將錨杆杆體與巖土體膠結在一起；其二是起防護作用，將錨杆杆體全長包裹可對錨杆防腐進行防護。根據錨固劑的不同，全長粘結型錨杆分為樹脂錨杆和水泥砂漿錨杆，錨杆杆體有鋼質杆體(實心、中空和錨索)和纖維增強塑料杆體(實心和中空)。
樹脂錨杆主要應用於煤巷支護。樹脂(卷)錨固劑由樹脂膠泥與固化劑兩部分分隔包裝成卷形，混合後能使錨杆杆體與巖土體粘結在一起。超快速型樹脂錨固劑有兩種類型，即CKa型和CKb型。樹脂膠泥和固化劑混合後，CKa型樹脂錨固劑的凝膠時間為8～25秒，錨杆等待安裝時間為10～30秒；CKb型樹脂錨固劑的凝膠時間為26～40秒，錨杆等待安裝時間為30～60秒。煤巷錨杆支護，樹脂錨杆一般在60秒內完成墊板和螺母的安裝，並且可以施加一定的預緊力。目前，樹脂錨杆是煤巷錨杆支護的主導型式，主要由以下幾方面因素：(1)煤炭及煤質地層巖石硬度較小，氣動錨杆鑽機鑽孔比較容易；(2)樹脂錨杆孔徑比(錨孔內徑與錨杆杆體外徑之比值)較小，錨杆長度一般為1.6m～2.6m，樹脂藥卷使用量不多，有成本優勢；(3)煤質礦粉本身就是很好的固體潤滑物質，保障了樹脂藥卷及錨杆杆體順利地插入小孔徑比的錨孔；(4)樹脂錨固劑中樹脂膠泥與固化劑混合後凝固時間較短，適合快速安裝工藝；(5)樹脂凝膠體強度較高，樹脂錨杆抗拔力較高。
雖然目前樹脂錨杆是煤巷錨杆支護的主導型式，但是在公路/鐵路隧道、水工隧洞及地下洞室中應用較少，尤其是鐵路隧道，主要原因如下：(1)鐵路隧道圍巖地質條件複雜多變，軟弱、破碎地層中難以形成小孔徑比的錨孔；(2)鐵路隧道系統錨杆一般長2.5m～5.0m，樹脂藥卷及錨杆可能不能順利地插入小孔徑比的錨孔中；(3)大孔徑比的錨孔需要更多的樹脂錨固劑，樹脂錨杆成本較高。
水泥砂漿錨杆(杆體實心和中空)是公路/鐵路隧道和水工隧洞及地下洞室錨杆支護的主導型式。鐵路隧規規定砂漿錨杆用的水泥砂漿強度等級不應低於M20。全長粘結型錨杆的墊板和螺母安裝應在水泥砂漿的強度達到10MPa後進行，因此，水泥砂漿漿體的終凝及初期強度的增長總體上決定了錨杆支護施作花費時間。M20水泥砂漿強度達到10Mpa，估計要1～2天，也就是錨杆螺母最終擰緊需要等待1～2天，因此，解決隧道工程縮短系統錨杆施作時間，提高錨杆施工質量，優化隧道施工工序的關鍵是錨杆快速錨固安裝。
技術實現要素：
本實用新型專利所要解決的技術問題是提供一種推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆，以實現圍巖快速主動或被動支護，提高錨杆施工效率和施工質量，有效控制支護工程成本。
本實用新型專利解決其技術問題所採用的技術方案如下：
本實用新型的推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆，包括中空錨杆杆體和連接於其後端的由墊板、螺母組成的錨頭，其特徵是：所述中空錨杆杆體的前端安裝有壓推螺杆、轉換器組件，袋裝錨固劑安裝在壓推螺杆上；所述壓推螺杆具有非自鎖外螺紋，與轉換器相配合形成絲杆螺母機構；所述轉換器的前端為具有若干錐齒的齒盤。
本實用新型專利的有益效果是，袋裝錨固劑安裝在壓推螺杆上，便於袋裝錨固劑送達錨孔內頂端，用力推壓中空錨杆杆體的尾端，壓推螺杆逐漸進入中空錨杆杆體的中孔內，對袋裝錨固劑形成擠壓，同時帶動轉換器旋轉，由其前端的齒盤攪碎袋裝錨固劑的外包裝，使錨固劑漿液混合，從而錨杆前錨固段快速錨固，在不超過60秒的錨杆等待安裝時間後即可安裝墊板及螺母，並可先行施加一定的預應力，隨後通過中空錨杆杆體注漿，實現錨杆後錨固段全長粘結，快速地完成整根錨杆錨固安裝，實現圍巖快速主動或被動支護，提高錨杆施工效率和施工質量；可作為低預應力錨杆和非預應力錨杆的系統錨杆，適用地層廣，可大大縮短系統錨杆施作時間，提高錨杆施工質量，充分發揮圍巖的強度及自承能力，為隧道及地下工程施工提供安全保障，還可優化施工工序；錨杆前錨固段由錨固劑錨固，後錨固段採用注漿錨固，可有效控制支護工程成本。
附圖說明
本說明書包括如下五幅附圖：
圖1是本實用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆的結構示意圖；
圖2是本實用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆中錨固劑包裝的安裝方式示意圖；
圖3是本實用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆中轉換器的前端面視圖；
圖4是本實用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆中轉換器的結構示意圖；
圖5是本實用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆的使用狀態參考圖。
圖中示出構件名稱及所對應的標記：中空錨杆杆體單元11、連接器13、墊板14、螺母15、壓推螺杆21、錐頭22、轉換器30、齒盤31、套筒32、傳遞銷33、袋裝錨固劑40、前錨固段L1、後錨固段L2。
具體實施方式
下面結合附圖和實施方式對本實用新型專利/實用新型進一步說明。
參照圖1和圖2，本實用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆，包括中空錨杆杆體和連接於其後端的由墊板14、螺母15組成的錨頭。所述中空錨杆杆體的前端安裝有壓推螺杆21、轉換器30組件，袋裝錨固劑40安裝在壓推螺杆21上。所述壓推螺杆21具有非自鎖外螺紋，與轉換器30相配合形成絲杆螺母機構。所述轉換器30的前端為具有若干錐齒的齒盤31。所述壓推螺杆21的前端具有錐頭22，袋裝錨固劑40安裝在錐頭22底面與齒盤31前端面之間。在錐頭22的保護下，便於袋裝錨固劑送達錨孔內頂端。
參照圖5，施工時，用力推壓中空錨杆杆體的尾端，壓推螺杆21逐漸進入中空錨杆杆體的中孔內，對袋裝錨固劑40形成擠壓，同時帶動轉換器30旋轉，由其前端的齒盤31攪碎袋裝錨固劑40的外包裝，使錨固劑漿液混合，從而錨杆前錨固段L1快速錨固，在不超過60秒的錨杆等待安裝時間後即可安裝墊板14、螺母15，並可先行施加一定的預應力，隨後通過中空錨杆杆體注漿形成後錨固段L2，實現錨杆後錨固段全長粘結，快速地完成整根錨杆錨固安裝，實現圍巖快速主動或被動支護，提高錨杆施工效率和施工質量。
參照圖3和圖4，所述轉換器30由前部的齒盤31和後部的套筒32構成，套筒32空套於中空錨杆杆體的前端部上，齒盤31的中孔上設周向間隔設置傳遞銷33，傳遞銷33與壓推螺杆21具有非自鎖外螺紋相配合，將壓推螺杆21沿中空錨杆杆體的直線運動轉換成轉換器30的旋轉運動。所述齒盤31前端面上錐齒按徑向、周向間隔設置。
參照圖5，所述中空錨杆杆體全長具有連續外螺紋，後錨固段L2的中空錨杆杆體上有1對出漿孔。可以為整體式，也可以是拼裝式。參照圖5，所述中空錨杆杆體由至少兩個中空錨杆杆體單元11通過帶孔或不帶孔和連接器13對接構成。
以上所述只是用圖解說明本實用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結型中空錨杆的一些原理，並非是要將本實用新型專利局限在所示和所述的具體結構和適用範圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬於本實用新型專利所申請的專利範圍。