[发明专利]一种自钻式差异注浆组合锚杆及其锚固方法

权利要求书

1.一种自钻式差异注浆组合锚杆，由钻头（1）、注浆管（2）、主轴（3）、锚头机构、锚尾机构组成；其特征是：

钻头（1）连接于主轴（3）前端，注浆管（2）套装在主轴（3）上，注浆管内径大于主轴直径，两者之间形成注浆通道；

所述锚头机构包括滑环（7）、限位管（6）、若干对被动连杆（501）和主动连杆（502）；所述滑环（7）套在主轴（3）上，滑环（7）与注浆管（2）前端连接，限位管（6）管长小于主动连杆与被动连杆长度之和，限位管（6）套在主轴（3）上且位于钻头（1）与滑环（7）之间，限位管（6）管体上设有若干注浆孔；各被动连杆（501）沿周向均匀分布铰接在主轴（3）前端部并且围绕在限位管（6）外部，各主动连杆（502）沿周向均匀分布铰接在滑环（7）上，被动连杆（501）与主动连杆（502）相互铰接；

所述锚尾机构包括锚盘（11）、连接帽（12），所述锚盘（11）套在注浆管（2）的后端，连接帽（12）穿套在主轴（3）上并将注浆管的后端部封堵；连接帽（12）设有与注浆管（2）内注浆通道联通的注浆孔；锚盘上设有注浆孔和排气孔。

2.根据权利要求1所述的自钻式差异注浆组合锚杆，其特征是：所述锚头机构还包括固定环（4），固定环（4）固定在主轴（3）的前端部；各个被动连杆（501）铰接在固定环（4）上，所述限位管（6）的前端部固定在固定环（4）上。

3.根据权利要求1或2所述的自钻式差异注浆组合锚杆，其特征是：当所述被动连杆（501）处于与主轴（3）平行位置时，各被动连杆（501）的内侧与限位管（6）的外表面接触，同时滑环上铰接点围成的圆的半径小于固定环上铰接点围成的圆的半径。

4.根据权利要求1所述的自钻式差异注浆组合锚杆，其特征是：在各相邻主动连杆之间设置折叠连杆，在各折叠连杆与滑环之间设置止浆幕（18）。

5.根据权利要求4所述的自钻式差异注浆组合锚杆，其特征是：所述折叠连杆由两个撑杆（16）和棘轮盒（17）构成，两个撑杆（16）的一端分别与棘轮盒（17）内的两个棘轮连接，撑杆的另外一端铰接在主动连杆（502）上。

6.根据权利要求1所述的自钻式差异注浆组合锚杆，其特征是：在所述滑环（7）的内环壁上沿轴向开设凹槽，作为浆液从注浆管（2）进入限位管（6）的通道。

7.根据权利要求1所述的自钻式差异注浆组合锚杆，其特征是：在所述连接帽（12）外围套设弹簧（13），连接帽（12）的后部设螺母（14），在所述螺母（14）的外端设有防松圈（15）。

8.根据权利要求1所述的自钻式差异注浆组合锚杆，其特征是：所述注浆管（2）外端部套有止浆塞（10），所述止浆塞（10）和锚盘（11）的相对应位置均钻有注浆孔和排气孔。

9.根据权利要求1所述的自钻式差异注浆组合锚杆，其特征是：所述注浆管（2）和主轴（3）均为整根或均是多根用连接套管连接而成。

10.一种权利要求1所述自钻式差异注浆组合锚杆的锚固方法，其步骤如下：

第一步：钻孔

调节所述自钻式差异注浆组合锚杆的连接帽使被动连杆与主轴平行；通过锚杆钻机驱动自钻式差异注浆组合锚杆旋转，进行锚杆眼的钻进，直至预设深度；

第二步：内锚端扩孔

逐步调节连接帽使注浆管往孔底顶推滑环，以便主动连杆推动被动连杆沿径向突起，与此同时由锚杆钻机带动锚杆旋转使内锚端的孔径逐渐扩大，当滑环被限位管阻挡而不能继续往孔底移动时完成内锚端的扩孔过程；

第三步：差异注浆

首先将注浆管路与连接帽的注浆孔连接，采用较高的注浆压力经由注浆管内部对内锚端进行劈裂注浆；然后将注浆管路与锚盘上的注浆孔连接，经由注浆管与钻孔之间的空隙对围岩进行渗透注浆；

第四步：锚杆紧固

待浆液初凝后，在自钻式差异注浆组合锚杆的锚尾机构外安设弹簧和螺母，通过螺母使弹簧产生一定的压缩量来给围岩施加一定的预紧力。