[发明专利]一种新型膨胀式让压预应力注浆锚杆及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山巷道、道路隧道、水利涵洞支护工程用的的注浆锚杆。

背景技术

目前，在矿山巷道支护、道路隧道支护、水利涵洞支护、山体加固、建筑桩基加固等工程大量地使用了各种锚杆，对周围的围岩起到加固作用，从而提高围岩自身承受压力的强度，是一种主动的支护形式。

但在围岩存在裂隙及岩石松散的情况下，单靠锚杆单一的锚固作用还达不到有效地使围岩有效地结合成一体，提高围岩自身承载压力的目的。因此市场上出现了各种注浆锚杆，注浆锚杆由中空锚杆体、托盘和螺母组成；注浆锚杆通过中空腔体可将浆液注入松散岩石中，从而使锚杆体有效地与围岩结合成一体，提高围岩承载自身压力的目的。但是，这种注浆锚杆无初锚力，只有浆液凝固到一定强度后才产生锚固作用；而且托盘属于平板形，当围岩变形时不能起到让压作用，虽然目前也有让压托盘，比如蝶状和半球状托盘，但是这种让压托盘不能起注浆塞堵浆的作用，注浆时浆体容易从孔口溢出，造成注浆压力不足，达不到注浆效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种成本低，安装方便，既具备初锚力，又具有注浆加固裂隙发育及松散围岩作用的膨胀式注浆锚杆。

本发明所采取的技术方案是：一种新型膨胀式让压预应力注浆锚杆，它包括中空锚杆杆体、托盘和螺母，其特征在于，所述的锚杆杆体的前端加工有大于杆体直径且小于钻孔直径的锥度头，锚杆杆体上套上一根直径小于锥度头直径的膨胀管，膨胀管前端设有开口槽，膨胀管的长度应满足前端顶在锥度头上、后端顶在螺母上；在开口槽处的锚杆杆体上设有一圈注浆孔；所述的托盘由两个重叠相扣的盘体组成，其中一个盘体是起让压作用的碟形状盘体，另一个盘体是用于堵塞在孔口上的喇叭头状盘体。

为了便于排气，在锚杆中空腔体内设有导气管，在锚杆杆体的孔外露端上设有导气孔，导气管与导气孔连通。

本发明的安装使用方法是，首先在围岩上打与膨胀管外径一致的岩孔，将膨胀管套在锚杆杆体上装进岩孔内，装上托盘，拧上螺母，安装托盘时，托盘碟形状盘体靠近螺母；安装锚杆后，将专用的注浆设备连接在锚杆杆体外露端上，对围岩裂隙进行注浆，使浆液向围岩裂隙渗透。

本发明的工作原理是：在拧螺母的过程中螺母与托盘、膨胀管相互接触，对锚杆杆体施加拉力，膨胀管产生轴向压力作用，膨胀管受锚杆杆体锥度头的影响，开口槽胀开，挤压在孔壁上，增加了与孔壁的摩擦力，使整体具有一定的锚固作用；同时托盘受螺母轴向压力作用，蝶形状盘体受到压缩，对整体锚杆支护起让压作用，喇叭头状盘体挤入岩孔内，堵住岩孔，起堵浆塞的作用；岩孔及岩隙内的空气从导气孔内导出，防止注浆不实。

本发明的积极效果是，具有成本低，安装方便的特点，既具备初锚力及让压作用，在围岩出现大变形时仍具有较好的支护效果，又具有注浆加固裂隙发育及松散围岩的作用。设置的托盘除了对整体锚杆起让压作用，还能起到注浆塞堵浆的作用，省去了现有锚杆注浆时需要另加注浆塞的麻烦。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是图1中托盘的示意图。

图例说明：1-螺母，2-托盘，3-膨胀管，4-锚杆杆体，5-开口槽，6-注浆孔，7-导气孔，8-导气管，9-锥度头，10-碟形状盘体，11-喇叭头状盘体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，一种膨胀式让压预应力注浆锚杆，它包括中空锚杆杆体4、托盘2和螺母1，所述的锚杆杆体4的前端加工有大于杆体直径且小于钻孔直径的锥度头9，锚杆杆体4上套上一根直径小于锥度头9直径的膨胀管3，膨胀管3前端设有开口槽5，膨胀管3的长度应满足前端顶在锥度头9上、后端顶在螺母1上；在开口槽5处的锚杆杆体4上设有一圈注浆孔6；所述的托盘2由两个重叠相扣的盘体组成，其中一个盘体是起让压作用的碟形状盘体10，另一个盘体是用于堵塞在孔口上的喇叭头状盘体11(见图2)。

为了便于排气，在锚杆中空腔体内设有导气管8，在锚杆杆体4的孔外露端上设有导气孔7，导气管8与导气孔7连通。

使用时，首先在围岩上打与膨胀管3外径一致的岩孔，将膨胀管3套在锚杆杆体4上装进岩孔内，装上托盘2，拧上螺母1，安装托盘2时，托盘的碟形状盘体10靠近螺母1；安装锚杆后，将专用的注浆设备连接在锚杆杆体4外露端上，对围岩裂隙进行注浆，使浆液向围岩裂隙渗透。

工作原理是：在拧螺母1的过程中螺母1与托盘2、膨胀管3相互接触，对锚杆杆体4施加拉力，膨胀管3产生轴向压力作用，膨胀管3受锚杆杆体锥度头9的影响，开口槽5胀开，挤压在孔壁上，增加了与孔壁的摩擦力，使整体具有一定的锚固作用；同时托盘2受螺母1轴向压力作用，蝶形状盘体10受到压缩，对整体锚杆支护起让压作用，喇叭头状盘体11挤入岩孔内，堵住岩孔，起堵浆塞的作用；岩孔及岩隙内的空气从导气孔7内导出，防止注浆不实。