[发明专利]条形抗滑键管式锚杆

说明书

技术领域

本发明涉及岩土锚固技术，尤其涉及条形抗滑键管式锚杆。

背景技术

岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆，将地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆-注浆体-孔壁岩土体力的相互作用，调动和提高岩土体的自身强度和自稳能力，改善被锚固岩土体的应力状态以使之稳定，从而确保工程安全的技术。岩土锚固技术的工程应用源于19世纪末，随着其理论研究和技术的发展，已在矿山、水利、水电、公路、铁路、市政、城建、地质、军工等领域获得广泛应用，作为一种较为理想的支护形式，在地下工程、边坡工程、深基坑工程等的稳定中发挥重要作用。

岩土锚固不仅受到地层岩性、岩土体结构、地质构造、水文地质等的影响，还可能受到强烈地震的作用，它们均对岩土锚固的安全构成威胁。

在岩土锚固的施工和运营期间，锚杆从注浆体中拔出、锚杆连同注浆体从锚孔中拔出是两种最基本的岩土锚固破坏形式，它们均会导致岩土锚固失效，给工程安全带来隐患。为了确保工程安全，必须限制锚杆的锚固力。当需要提供的锚固力较大时，普通锚杆锚固已不能满足工程的需要，这无疑制约岩土锚固技术的应用和发展，如何改善岩土锚固的荷载传递机制，克服普通锚杆锚固的弊端，成为提高锚杆锚固力，推动岩土锚固技术发展的根本途径。

此外，岩土锚固中的注浆体固结前几乎不能提供锚固力，故不能适应软弱岩土体开挖后要求立即提供锚固力的要求。虽然已有的管缝式锚杆对上述缺点有所克服，锚杆安装后能立即提供锚固力，有利于及时控制岩土体的变形，但所能提供的锚固力不大；同时，由于软弱岩土体会从管缝式锚杆的管缝中挤入管腔，还将造成锚固力的进一步下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能立即提供锚固力以控制岩土体变形，同时改善岩土锚固的荷载传递机制以提高锚杆锚固力的条形抗滑键管式锚杆。

为解决上述问题，本发明所述的条形抗滑键管式锚杆，其特征在于：它包括两端开口、中空的管式杆体及挡环和垫板；所述管式杆体的管壁上分布有多个长方形口，其顶端填充炮泥并设有带所述垫板的所述挡环；所述管式杆体底端的管壁内设有装有雷管的起爆药包；设有所述长方形口的所述管壁内设有柱状装药。

所述雷管连有雷管脚线。

所述长方形口的长边沿所述管式杆体的轴向，其短边沿所述管式杆体的周向。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本发明中管式杆体的管壁内装有安装了雷管的起爆药包和柱状装药。首先，锚杆杆体内起爆药包和柱状装药的爆炸，对管壁产生强烈作用，使管式杆体发生塑性变形，导致管壁径向扩张挤压岩土体，能立即提供锚固力，阻止岩土体与锚杆的相对滑动，达到即刻锚固的效果；尤其重要的是，柱状装药的爆炸所产生的爆轰气体直接地对管式杆体管壁的长方形口所对的钻孔壁上的岩土体强烈地冲击压缩，致使孔壁岩土体粉碎，并且使更深处的岩土体因径向受压、环向受拉而破碎，在管壁的长方形口处形成条形凹坑，随之对管式杆体管腔和条形凹坑中充注浆体，条形凹坑中的注浆体形成条形抗滑键，使管式杆体与岩土体紧密结合，亦即借助于深深地栓塞于孔壁岩土体和管式杆体之间的条形抗滑键，从根本上改变了锚固荷载传递机制，构建了摩擦-抗滑键新型复合锚固，显著地改善了岩土锚固效果，更好地调动了岩土体的自稳能力，有效地防止了锚杆锚固的失效，从而提高了岩土体的稳定性，使锚固工程的安全性得到大大加强。

2、本发明结构简单、便于加工、施工方便、成本低廉，可显著地加快工程进度，改善岩土锚固效果。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明爆破前装药轴截面图示意图。

图3为本发明爆破前管式杆体和长方形口示意图。

图中：1—岩土体 2—注浆体 3—钻孔 4—管式杆体 5—管式杆体底端   6—条形抗滑键 7—挡环 8—垫板 9—起爆药包 10—雷管 11—雷管脚线   12—柱状装药   13—炮泥   14—管壁   15—长方形口。

具体实施方式

如图1~3所示，条形抗滑键管式锚杆，它包括两端开口、中空的管式杆体4及挡环7和垫板8。管式杆体4的管壁14上分布有多个长方形口15，其顶端填充炮泥13并设有带垫板8的挡环7；管式杆体底端5的管壁14内设有装有雷管10的起爆药包9；设有长方形口15的管壁14内设有柱状装药12。

其中：雷管10连有雷管脚线11。

长方形口15的长边沿管式杆体4的轴向，其短边沿管式杆体4的周向。

使用时，⑴按设计要求对软弱岩土体1布置钻孔3；⑵将外径比钻孔3孔径小1~2mm的管式杆体4顶入钻孔3中，在管式杆体4顶端填充炮泥13；⑶利用柱状装药12药卷之间间隔小于殉爆距离，通过殉爆即刻起爆爆破所有柱状装药12；⑷爆炸作用驱使管式杆体4的管壁14发生塑性变形，径向扩张挤压岩土体1，立即提供锚固力，控制岩土体1的变形；同时，柱状装药12的爆炸所产生的爆轰气体直接地对管式杆体4管壁14的长方形口15所对的钻孔壁上的岩土体1强烈地冲击压缩，致使孔壁岩土体1粉碎，并且使更深处的岩土体1因径向受压、环向受拉而破碎，在管壁14的长方形口15处形成条形凹坑；⑸对管式杆体4充填注浆体2，使注浆体2不仅充满管式杆体4的管腔，而且通过管壁14的长方形口15对条形凹坑充注浆体2，直至部分注浆体2充填到岩土体1的裂隙之中，条形凹坑中的注浆体2形成的条形抗滑键6使管式杆体4与岩土体1紧密结合，亦即借助于深深地栓塞于孔壁岩土体1和管式杆体4之间的条形抗滑键6，从根本上改变了锚固荷载传递机制，建成了摩擦-抗滑键新型复合锚固，显著地改善了岩土锚固效果，更好地调动了岩土体1的自稳能力，有效地防止了锚杆锚固的失效，从而提高了岩土体1的稳定性，使锚固工程的安全性得到大大提高。