[发明专利]一种液态二氧化碳爆破增透注浆复合锚杆

说明书

本发明公开了一种液态二氧化碳爆破增透注浆复合锚杆，包括锚杆杆体和胀壳锚固头，所述锚杆杆体包括储液管、固定连接在储液管前端的泄能头及可拆卸连接在储液管后端的充装头，所述泄能头内设有连通储液管内腔的释放管路，外壁上设有贯通所述释放管路的排气孔；在储液管内腔与释放管路之间设有泄能片；所述胀壳锚固头连接于所述泄能头的前端；所述充装头上设有连通储液管内腔的充液孔及控制充液孔开闭的阀门，在所述储液管内腔的后端设有加热元件。本发明通过液态二氧化碳爆破诱导致裂，有效扩大岩体内裂隙带范围，为实施注浆加固创造更有利条件；同时直接利用二氧化碳爆破管作为注浆通道实施岩体注浆加固，实现了诱导爆破与注浆有机结合。

技术领域

本发明涉及岩土加固支护技术领域，尤其涉及一种液态二氧化碳爆破增透注浆复合锚杆。

背景技术

锚杆支护是解决岩土工程中稳定问题最为经济有效的方法，其已在边坡治理、深基坑支护、围岩加固以及结构物加压等各类工程中得到广泛应用。但破碎岩体的支护加固却一直是岩土锚固工程施工领域的难题，尤其当破碎岩体厚度超过一定距离时，采用锚杆或锚索支护的锚固段只能作用在破碎岩土体中，无法形成悬吊、挤压等支护作用，无法进行有效的锚固，工程安全性得不到保证。而采用注浆支护或锚注联合支护时，在破碎岩体裂隙发育不充分的情况下，注浆浆液扩散半径小、注浆量低，导致主副承载圈的厚度小，在巷道或采场上盘围岩在应力集中的作用下会逐渐失去平衡，形成新的破坏，难以满足加固破碎区域围岩的目的。

针对破碎岩体裂隙连通性差、注浆量小等问题，有人提出采用常规爆破增透注浆的方法进行锚注联合支护，但炸药爆炸增透技术由于药包爆破能量及其释放方向难以精准控制，可能导致炮孔周围较密集的径向裂纹急剧增多，无法形成均匀的裂隙带，爆破后易对深部围岩爆炸致裂带造成新的应力集中，反而影响围岩的稳定性。同时，传统炸药爆破安全系数低，不能排除哑炮的可能，适用条件受限、操作工艺相对复杂，爆破产生的粉尘和大量有害气体对作业环境造成污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述节理裂隙中等发育、连通性差的围岩进行加固时，提供一种实现爆破过程无污染、能量可调、泄放方式可控的液态二氧化碳爆破增透注浆复合锚杆，以增加围岩的裂隙带范围、扩大浆液的扩散半径、改善围岩的注浆效果，提高和改善围岩力学性能，控制围岩变形，实现锚杆与注浆双重支护作用。

为解决上述技术问题，本发明所提供的液态二氧化碳爆破增透注浆复合锚杆，包括锚杆杆体和胀壳锚固头，所述锚杆杆体包括储液管、固定连接在储液管前端的泄能头及可拆卸连接在储液管后端的充装头，所述泄能头内设有连通储液管内腔的释放管路，外壁上设有贯通所述释放管路的排气孔；在储液管内腔与释放管路之间设有泄能片；所述胀壳锚固头连接于所述泄能头的前端；所述充装头上设有连通储液管内腔的充液孔及控制充液孔开闭的阀门，在所述储液管内腔的后端设有加热元件。

进一步的，所述胀壳锚固头包括一螺杆、一楔形螺母及两瓣对应设置的胀壳夹片，所述螺杆一端与泄能头前端固定连接，另一端从两瓣胀壳夹片之间穿过并与楔形螺母之螺孔螺接配合，所述楔形螺母设有与胀壳夹片相配合的楔形面，所述两瓣胀壳夹片通过前端的锥形端冒连接在一起。

进一步的，所述胀壳夹片的外表面为倒锯齿状锥形表面，所述倒锯齿环向布设。

进一步的，所述锚杆杆体的长度和直径根据需要进行加工，且储液管和泄能头外表面带有梯形螺纹。

采用上述技术方案的液态二氧化碳爆破增透注浆复合锚杆，在所述储液管的后端设有带垫板的挡环。

本发明中充装头与储液管通过螺纹连接，储液管体表面形成梯形螺纹，有利于锚杆采用旋转方式钻进并与岩体紧密契合。

该液态二氧化碳爆破增透注浆复合锚杆的支护步骤如下：

1、巷道围岩锚注支护加固施工前，首选开展工程地质调查、岩石物理力学参数测试和巷道松动圈测试，获取岩石物理力学参数，结构面发育状况，巷道松动圈范围等基本参数；