一種內錨外注式錨杆的製作方法

2023-12-10 03:34:56 2

專利名稱：一種內錨外注式錨杆的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於地下工程支護的錨杆，更具體地說是一種內錨外注式錨杆。這種錨杆能廣泛用於各類性質及各種斷面尺寸與形狀的地下工程支護，尤其適用於鬆軟破碎、節理及層理髮育的巖體支護。
錨杆和注漿都是地下巷道(隧道)工程圍巖加固的基本形式，如果利用錨杆兼作注漿管，對巷道(隧道)圍巖進行注漿，一方面可加固巷道(隧道)周邊的破裂巖體，提高圍巖的自承載能力；另一方面也可改善破裂巖體的結構及其力學性能，為錨杆提供可錨的物質基礎，最大限度地發揮錨杆的錨固作用，所以，如伺把錨杆支護與注漿加固有機地結合起來，取得巷道(隧道)圍巖加固的最佳效果，一直是人們研究的內容。前蘇聯、德國等在八十年代就採用空心圓管作為錨杆對圍巖實施注漿，國內山東礦業學院和中國礦業大學也有類似的科研成果。實踐證明，實施錨杆注漿支護的關鍵在於錨杆與鑽孔壁之間的密封，前蘇聯和山東礦業學院採用「止漿塞」進行密封，但「止漿塞」只起到了封孔作用，無錨固作用，錨杆結構也較複雜，影響了在實際中的運用，中國專利「一種密封錨固式外錨內注錨杆」，專利號95240055.3，在此基礎止有較大進步，這種錨杆採用空心式快硬、高強的密封錨固劑套在錨杆體的錨固段外而進行錨固，製作工藝簡單，很好地解決了高壓漿液的洩漏問題，而且封孔材料起到了一定的錨固作用，但仍存在以下許多問題①錨杆注漿的作用機理在於錨杆作為注漿管實施注漿後，使錨杆與注漿共同起作用，達到最佳的支護效果。但在實踐中，由於漿液具有一定的滲透性及凝固後體積收縮的特性，並且在注漿完畢後，圓管狀錨杆中的漿液會部分流失，錨杆與孔壁之間完全錨固在一起的設想無法實現，所以，現有的錨杆注漿技術，錨杆的錨固作用相對較小，降低了支護效果。②巷道圍巖的變形具有明顯的時控效應，圍巖的破裂範圍也是隨著時間與空間的變化而變化的。對於注漿加固而言，巷道深部巖體由於原生裂隙在高應力作用下多承閉合狀態，次生裂隙也很不發育，需要很高的注漿壓力才能注入，所以注漿效果很差，而巷道周邊的鬆動破裂巖體，由於處於低圍壓狀態，次生裂隙發育，原生裂隙也成敞開狀態，漿液很容易注入，正是注漿加固的主要對象，因此現有的注漿錨杆在支護初期沒有或僅有部分錨固力，此種支護在只有臨時支護或其它支護形式的情況下才能使用，不能單獨使用，事實上，尚沒有發現錨杆注漿技術單獨使用的報導；注漿的最佳範圍為巷道周邊的破裂巖體，故錨杆注漿的封孔部位不能太深，否則會影響注漿效果。
通過上述錨杆注漿機理及效果的分析，針對現有技術的不足，本實用新型的目的就是設計一種內錨外注式錨杆，使之完全滿足錨杆注漿機理上的要求和實際應用的需要。
本實用新型的目的可以通過如下方式實現如權利要求書所述，本實用新型的內錨外注式錨杆包括杆體、楔形環狀塞、檔環、託盤及螺母，其杆體採用金屬鋼管，它既是注漿管，又是承載的錨杆體，其長度根據工程需要確定，金屬鋼管杆體一端有外螺紋，用來擰緊螺母，整個金屬鋼管杆體分為三部分，即錨固段、注漿段和封孔段，每段之間用檔環隔開，錨固段為彎曲狀，用錨固劑來錨固，注漿段分布有若干出漿小孔，用來注漿時出漿用，封孔段採用楔形環狀塞來封孔注漿。
本實用新型與現有技術相比具有如下優點①在巷道剛剛掘出期間，本實用新型的錨杆為端錨錨杆，可作為普通錨杆使用，錨杆錨固以後，在錨杆端頭套上楔環狀塞，再上託盤，最後擰緊螺母，楔形環狀塞在擋環和託盤的擠壓下與鑽孔壁壓緊，起到封孔作用，如果再噴射混凝土，可增加封孔效果及支護效果，使封孔問題變得非常簡單。②當巷道變形量達到一定數值時，即在巷道周邊形成一定的鬆動破裂範圍時，再對巷道圍巖實施注漿，既能使巷道圍巖充分得到卸壓，又使注漿變得容易，達到最佳的支護效果。同時，安裝錨杆與注漿分為兩個工序進行，互不幹擾、不影響巷道的掘進速度。


附圖是本實用新型內錨外注式錨杆的結構示意圖。
下面將結合附圖給出的實施例，對本實用新型做進一步詳細描述。本實用新型的內錨外注式錨杆包括杆體1，楔形環狀塞2，託盤3，擋環4和螺母5，杆體1為鋼管，金屬鋼管杆體1的一端有外螺紋，用來擰緊螺母5，整個金屬鋼管杆體1分為三部分，即錨固段、注漿段和封孔段，錨固段與注漿段之間，注漿段與封孔段之間均設置有擋環4，錨固段為彎曲狀，用錨固劑6來錨固，注漿段上分布有若干個注漿小孔7，用來注漿時出漿之用，封孔段採用楔形環狀塞2封孔，楔形環狀塞2為軟木塞或橡膠圈，套在杆體1上，並配合噴射混凝土，增加封孔的效果。
巷道剛掘出期間，將該錨杆錨固段在前插入錨杆孔中，用錨固劑6錨固錨杆體1的錨固段，在錨杆的另一端頭套上楔形環狀塞2，再上託盤3，最後擰緊螺母5，楔形環狀塞2在擋環4和託盤3的擠壓下與鑽孔孔壁壓緊，起到封孔作用，配合噴射混凝土，增加封孔的效果。當巷道達到一定變形量時，把空心錨杆體1作為注漿管進行注漿，漿液從錨杆體1的注漿段出漿孔中排出，在巷道周邊形成的一定鬆動破裂範圍內莊漿，既使巷道圍巖得到充分卸壓，又使注漿變得容易，達到最佳支護效果。
權利要求1.一種用於鬆軟破碎，節理及層理髮育的巖體支護的內錨外注式錨杆，包括杆體(1)、託盤(3)和螺母(5)，杆體(1)的一端有外螺紋，其特徵在於杆體(1)為鋼管，既是承載杆體，又是注漿管，整個杆體(1)分為三部分，即錨固段、注漿段和封孔段，每段之間用擋環(4)隔開，錨固段為彎曲狀，以增加阻力，用錨固劑(6)錨固，注漿段上分布有若干個注漿小孔(7)，用來注漿時出漿之用，封孔段套有楔形環狀塞用來封孔。
專利摘要本實用新型公開了一種用於鬆軟破碎,節理與層理髮育的巖體支護的內錨外注式錨杆,包括杆體、託盤的螺母,其杆體既是承載杆體,又是注漿管,整個杆體分為三部分,即錨固段、注漿段和封孔段,錨固段為彎曲狀,注漿段分布若干注漿孔,封孔段套有楔形環狀塞,巷道剛掘出時,該錨杆可以做為普通錨杆單獨使用,封孔簡單,巷道變形後可做為注漿錨杆,注漿容易,並且安裝錨杆和注漿互不幹擾。
文檔編號E02D5/80GK2291449SQ97235670
公開日1998年9月16日 申請日期1997年4月3日 優先權日1997年4月3日
發明者陳慶敏 申請人:中國礦業大學