[发明专利]一种多级锥形同步膨胀锚杆

说明书

一、所属技术领域

本发明涉及一种锚固设施，具体是一种多级锥形同步膨胀锚杆。

二、背景技术

锚杆在地下工程中有着广泛的应用，但是随着工程条件复杂性的提高，对锚杆设计的要求也更加高，特别是增加锚杆锚固能力至关重要。传统锚杆在给定预应力之后，在锚杆以后的受力运动中就不会再增加锚杆的锚固力。中国国家知识产权局1996年10月30日公开的一项名称为“全长锚固倒楔膨胀式塑钢全长锚杆”，申请号为95245472.6的实用新型专利申请；以及2000年2月9日公开的一项名称为“可取任意锚固长度的倒楔膨胀式橡塑钢锚杆”，申请号为98233175.4的实用新型专利申请。其上两个专利有效解决了传统锚杆的存在的部分问题，但是在设计和安装上都很复杂。专利“全长锚固倒楔膨胀式塑钢全长锚杆”把管套分成多级，虽然可以自由安排锚杆长度，但是与其固定长杆体相比而言，多级分布安装管套相对复杂；专利“可取任意锚固长度的倒楔膨胀式橡塑钢锚杆”也是把杆套分成多个部件，分别安装后才构成真个完整锚杆。上述两个专利都没有设立独立的锚固端，当端头椎体运动后端头受力受到无法恢复的破坏，降低了锚杆的应力。同时，两个专利都需要复杂的安装步骤，工作耗时长，影响工作效率。

三、发明内容

本发明是一种多级锥形同步膨胀锚杆，由杆体、螺母、托盘、托盘垫片、套管垫片和套管组成。所述杆体由多个锥度体组成，杆体尾部设有锚固头，锚固头为圆柱体，杆体中心设有通长注浆管，锚固头内部设有出浆孔，出浆孔与注浆管联通。所述套管外部形状为圆柱体，内部形状与杆体的锥度体相配合，套管设有两条通长的套管缝，将套管分成两部分。

使用时，先将套管的两部分合拢于杆体周围，然后在本发明头部依次安装套管垫片、托盘、托盘垫片和螺母，安装完毕后将本发明整体送入岩体钻孔内，然后通过注浆管注浆。浆体达到一定强度后，拧紧螺母，杆体会相对于套管向外移动，移动过程中锥度体会导致套管膨胀，套管外壁与岩体产生挤压和摩擦，从而达到锚固效果。

作为改进，锥度体的锥面与杆体中心线的夹角为3-4度时，螺母拧紧时用力适中且套管膨胀明显。

作为改进，出浆孔的数量为3个，相互之间的夹角为120度时，出浆效果理想，浆体在岩孔内分布比较均匀。

作为改进，每节锥度体的长度为锥度体小头直径的5-7倍时，锥度体的大头与小头直径差异不大，同时套管壁的最薄与最厚处差异不大，既能达到理想锚固效果，又节省材料。

本发明的有意效果是，组成简单，安装方便，施工效率大大提高，同时增加锚固头后，在杆体合理的行程范围内，能够保证套管内部始终被锥度体或锚固头支撑，不会发生套管尾部被压扁，失去摩擦力的情况。

四、附图说明

图1  为本发明的构造示意图

图2  为杆体的详图

图3  为A-A剖面图

图4  为B-B剖面图

其中，杆体1，锚固头11，锥度体12，注浆管13，出浆孔14，螺母2，托盘3，托盘垫片4，套管垫片5，套管6，套管缝61。

五、具体实施方式

依照附图，一种多级锥形同步膨胀锚杆，由杆体1、螺母2、托盘3、托盘垫片4、套管垫片5和套管6组成，所述杆体1由多个锥度体12组成，杆体1尾部设有锚固头11，锚固头11为圆柱体，杆体1中心设有通长注浆管13，锚固头11内部设有出浆孔14，出浆孔14与注浆管13联通。所述套管6外部形状为圆柱体，内部形状与杆体的锥度体12相配合，套管6设有两条通长的套管缝61。使用时，现将套管6的两部分合拢于杆体周围，然后在本发明头部依次安装套管垫片5、托盘3、托盘垫片4和螺母2，安装完毕后将本发明整体送入岩体钻孔内，然后通过注浆管13注浆。浆体达到一定强度后，拧紧螺母2，杆体1会相对于套管6向外移动，移动过程中锥度体12会导致套管6膨胀，套管6外壁与岩体产生挤压和摩擦，从而达到锚固效果。

作为改进，锥度体12的锥面与杆体中心线的夹角为3-4度时，螺母2拧紧时用力适中且套管膨胀明显。

作为改进，出浆孔14的数量为3个，相互之间的夹角为120度时，出浆效果理想，浆体在岩孔内分布比较均匀。

作为改进，每节锥度体12的长度为锥度体小头直径的5-7倍时，锥度体12的大头与小头直径差异不大，同时套管壁的最薄与最厚处差异不大，既能达到理想锚固效果，又节省材料。