內錨外注式錨杆的製作方法

2023-12-10 03:36:01

專利名稱：內錨外注式錨杆的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及地下井巷、隧道工程支護用的錨杆，特別是一種鬆軟破碎、節理及層理髮育的圍巖支護、加固用的內錨外注式錨杆。
背景技術：
在各類地下工程中普遍存在著軟弱圍巖、斷層破碎帶、高應力區、大變形等複雜地質條件，此時圍巖的整體性受到了破壞，可錨性差，採用普通錨杆加固效果不佳。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，即採用注漿錨杆或注漿錨索加固圍巖，將錨固、注漿加固一體化，通過注漿改變圍巖鬆散結構，為錨杆提供著力基礎，使錨杆的錨固作用得以發揮。
奧地利、前蘇聯、德國等國在上世紀八十年代開始採用空心錨杆作為注漿錨杆實現錨注，並得到了廣泛應用。奧地利GD-Anker研製的IBO型自鑽錨杆是一種帶有一次性鑽頭的空心鑽杆，用自帶鑽頭鑽孔，然後通過鑽杆中心孔進行高壓注漿。施工後，鑽頭和鑽杆留在鑽孔內作為錨杆。前蘇聯在煤礦的錨注支護中，採用的注漿錨杆用止漿塞封孔。在錨注支護中，注漿材料除了常用的水泥漿以外，德國還開發了樹脂類材料聚亞氨樹脂。
我國開發的注漿錨杆主要有兩種內注漿錨杆和外注漿錨杆。內注漿錨杆採用中空錨杆，將錨固和注漿合二為一；外注漿錨杆是利用注漿管進行杆體外注漿。內注漿錨杆有外錨內注和內錨外注兩種。外錨內注是利用錨固劑在孔口將注漿錨杆固定並起封孔的作用，這種錨杆雖然操作簡單、將密封和錨固融為一體，但孔內氣體不易排出。內錨外注是通過錨固劑或機械機構先將注漿錨杆錨固，起到端錨作用，對錨杆施加預應力後再進行注漿，這種錨杆將錨杆支護與注漿加固有機地結合，支護效果好。
中國《實用新型專利公報》第14卷、第37號公開了名稱是「一種內錨外注式錨杆」的專利，專利號ZL 97235670.3、公告號CN 2291449Y。其目的是提供一種滿足錨杆注漿機理要求和實際應用的內錨外注式錨杆。其構成包括杆體、託盤、螺母；杆體為鋼管，分為三部分，即錨固段、注漿段、封孔段，每段用擋環隔開，錨固段為彎曲狀，用錨固劑錨固；注漿段上分布若干個注漿小孔；封孔段套有楔形環狀塞。不足之處是注漿段外表面光滑，杆體的錨固段採用錨固劑端錨，價格高，端錨和注漿需要兩種不同材料。

發明內容
為了克服現有內錨外注式錨杆杆體與注漿材料結合強度較低的不足，本實用新型提供一種內錨外注式錨杆，該錨杆可進一步提高其杆體與注漿材料的結合強度，使錨固段的端錨更加方便快捷、預緊快、承載快。
本實用新型為解決上述技術問題所採用的技術方案是在由錨杆杆體、止漿塞、託板及螺母構成的內錨外注式錨杆中，錨杆杆體採用中空鋼管，且分為三部分，即錨固段、注漿段和緊固段。杆體的錨固段又稱為漲殼段，該段加工成魚鱗管狀或表面有螺紋或表面有棘刺、並有楔縫。漲殼段的端頭內安裝漲楔。注漿段的表面加工有螺紋。
本實用新型為解決上述技術問題所採用的技術方案還可以是內錨外注式錨杆的注漿段的內、外表面均加工成連續的波形螺紋，且內外起伏相對應。其漲殼段的內、外表面加工有與注漿段相同且相銜接的連續波形螺紋。緊固段也加工有與注漿段相同且相銜接的連續波形螺紋，緊固段上的螺母與波形螺紋相配合。
本實用新型的有益效果是①實現了錨——注有效地結合。錨杆端部採用漲殼式錨頭，當錨杆施工後，通過錨杆的預緊，對錨杆施加預應力，實現立即支護，立即承載，同時又能固定錨杆。然後利用錨杆中空杆體進行注漿，加固圍巖，將端錨轉化為全錨，實現了錨——注有效地結合。
②錨杆採用全螺紋結構。一是有利於錨杆與注漿材料的結合。例如採用水泥漿做為注漿材料，水泥漿硬化後，體積減小，因水泥的抗壓強度高，抗拉強度低，利用全螺紋結構，可以使硬化後的注漿材料與注漿錨杆緊密地結合在一起，提供給巷道圍巖更有效地約束；二是有利於提高錨杆的強度。
③錨杆實現等強。錨杆加工全部採用滾絲加工工藝，使錨杆的各個部位沒有弱面，實現了錨杆的等強。


圖1是本實用新型內錨外注式錨杆的結構示意圖圖2是本實用新型的漲殼段表面有連續波形螺紋時的結構示意圖圖3是本實用新型的緊固段採用普通螺母時的結構示意圖圖中1-漲楔、2-杆體的漲殼段、3-注漿孔、4-杆體的注漿段、5-止漿塞、6-拱形託板、7-波形螺紋螺母、8-杆體的緊固段、9-有連續波形螺紋的漲殼段、10-普通螺母具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
在圖1所示的實施例中，本實用新型由漲楔(1)、錨杆杆體、止漿塞(5)、拱形託板(6)和螺母(7)等構成。錨杆杆體採用空心鋼管，且分為三部分漲殼段(2)、注漿段(4)和緊固段(8)。漲殼段(2)位於錨桿頭部，加工成魚鱗管狀、並有楔縫，漲楔(1)由漲殼段(2)的端頭楔入，使漲殼段(2)漲開。注漿段(4)的內、外表面加工成連續的波形螺紋、且內外起伏相對應，該段上部加工若干個小注漿孔(3)。緊固段(8)位於杆體的尾部，其內、外表面加工成與注漿段(4)相同的連續波形螺紋、且相銜接。緊固段(8)上安裝止漿塞(5)、拱形託板(6)和螺母(7)。螺母(7)為特製的、波形螺紋螺母，與緊固段(8)匹配。
在圖2所示的另一實施例中，錨杆杆體的漲殼段(9)的內、外表面加工成與注漿段(4)相同且相銜接的連續波形螺紋，亦即，漲殼段(9)與注漿段(4)、緊固段(8)均用相同工藝，一次加工成型。其餘與實施例一相同。
在圖3所示的又一實施例中，錨杆杆體的緊固段端頭的外表面加工成普通螺紋、與普通螺母(10)配合使用。其餘與實施例一相同。
此外，漲殼段(2)除了加工成魚鱗管狀、表面有連續波形螺紋，也可以加工成其它形式的螺紋或表面有棘刺，以增大與孔壁的錨固力。錨杆杆體還可以採用只有外表面有連續波形螺紋而內表面無連續波形螺紋的形式，但需要用特種鋼管來加工。注漿段(4)上的注漿孔(3)也可以不用，注漿通過漲殼段上的楔縫進行。
工作原理當本內錨外注式錨杆安裝到鑽孔中以後，擊打錨杆的末端，讓錨桿頭部的漲楔(1)楔入錨杆的漲殼段(2)，使漲殼段(2)漲開與孔壁的圍巖緊密結合，起到端錨的作用；然後，在緊固段(8)裝上止漿塞(5)、託板(6)，上緊螺母；此時，注漿錨杆相當於一個機械式端錨錨杆，實現了立即支護的作用，並對錨杆施加預應力。之後，可根據巷道圍巖的裂隙發育情況和施工工序決定注漿。注漿時，利用錨杆的中空杆體作為注漿管壓入漿液，使漿液從杆體的漲殼段(2)的開縫、注漿孔(3)或從二者中流出，實現反向注漿，由漿液驅趕出的空氣從止漿塞(5)的小孔中排出，最後引導出漿液從小孔排出，使得錨杆與鑽孔孔壁的圍巖之間完全被漿液填滿。注漿段外表加工成連續的波形螺紋，可以與硬化後的注漿材料更緊密地結合在一起。
加工製造內錨外注式錨杆採用厚壁無縫鋼管加工製作，杆體加工採用滾絲加工工藝，表面採用特殊工藝加工成連續螺紋以便於與注漿材料更牢固結合。杆體直徑可以從φ16mm～φ38mm，長度根據現場需要確定，如果超過3.0m，可通過連接套將錨杆連接起來。
權利要求1.一種內錨外注式錨杆，包括錨杆杆體、止漿塞(5)、託板(6)及螺母，錨杆杆體為中空鋼管，且分為三部分，即錨固段、注漿段、緊固段，其特徵在於所說的錨固段為漲殼段，該段為魚鱗管狀或表面有螺紋或表面有棘刺、並有楔縫；漲殼段的端頭內裝有漲楔(1)；所說的注漿段的表面有螺紋。
2.根據權利要求1所述的內錨外注式錨杆，其特徵在於所說的注漿段表面的螺紋是指注漿段(4)的內、外表面均有連續的波形螺紋，且內外起伏相對應。
3.根據權利要求2所述的內錨外注式錨杆，其特徵在於所說的漲殼段表面的螺紋是指漲殼段(9)的內、外表面有與注漿段(4)相同的連續的波形螺紋、且相銜接。
4.根據權利要求2或3所述的內錨外注式錨杆，其特徵在於所說的緊固段的表面有與注漿段(4)相同的連續波形螺紋、且相銜接，其上螺母(7)的內螺紋與緊固段的波形螺紋相配合。
5.根據權利要求1所述的內錨外注式錨杆，其特徵在於所說的注漿段上分布有若干個注漿孔(3)。
專利摘要一種用於鬆軟破碎、節理及層理髮育圍巖支護加固的內錨外注式錨杆，由錨杆杆體、止漿塞(5)、託板(6)及螺母等構成。錨杆杆體採用中空鋼管，分為三部分，即漲殼段(2)、注漿段(4)和緊固段(8)。漲殼段(2)為魚鱗管狀或表面有螺紋或表面有棘刺、並有楔縫；漲殼段(2)端頭裝入有漲楔(1)。注漿段(4)的表面有螺紋。這種錨杆採用漲殼式錨頭，不僅實現了錨——注有效地結合，而且支護預緊快、承載快，實現立即支護；其後利用中空杆體注漿，將端錨轉化為全錨。杆體採用全螺紋結構，有利於杆體與注漿材料緊密結合，提高錨固強度；可實現杆體等強。
文檔編號E21D21/00GK2723681SQ20042005346
公開日2005年9月7日 申請日期2004年9月3日 優先權日2004年9月3日
發明者蔣敬平, 李明旭 申請人:蔣敬平