[实用新型]一种适用于漂卵石地层隧道施工的自进式实心锚杆

说明书

本实用新型公开了一种适用于漂卵石地层隧道施工的自进式实心锚杆，包括实心杆体(1)，该实心杆体(1)上开设有杆体左旋螺纹(2)，且该实心杆体(1)的任意一端为锥形头(3)。相比同直径自进式中空锚杆，该锚杆在抗扭转、抗弯及抗拉强度方面均有明显提升。该锚杆克服了漂卵石地层中，传统锚杆无法成孔而自进式中空锚杆打入深度短，锚固力不足的缺陷，可作为隧道支护体系中的超前支护锚杆与锁脚锚杆使用，在不注浆的情况下同样具有较大的锚固力，达到漂卵石地层隧道快速支护与安全施工的目的。

技术领域

本实用新型属于漂卵石地层隧道支护领域，具体涉及一种适用于漂卵石地层隧道施工的自进式实心锚杆。

背景技术

漂卵石地层属于典型的非匀质地层，是由不同粒径的漂卵石、卵石、中粗砂砾及粘土构成的具有典型颗粒特性的地层。在北京、成都地区的砂卵石、漂卵石地层地铁隧道浅埋暗挖法施工中发现，在该地层中进行锚杆施工，主要问题表现为普通锚杆成孔困难、容易塌孔、卡钻严重且对地层扰动较大，打入位置表面塌落严重，而较细的自进式锚杆更容易打入，实现支护目的。在西藏某漂卵石公路隧道锚杆施工过程中，地层中漂卵石为花岗岩材质，单个强度高，且细颗粒含泥量高，地层摩阻力大，开挖后顶部漂卵石在无支护作用下容易塌落，侧壁漂卵石受扰动后极易掉落。针对漂卵石地层已有一些专利上的技术方案，专利CN 102235151A中，采取独立回转凿岩机成孔的办法能够在砂卵石地层成孔，但是该方法容易造成前方围岩的大范围扰动，且遇到大粒径漂石同样无法顶进；专利CN 201915405U中，采取自进式杆体预留注浆孔的方案容易降低锚杆的抗扭强度，且地层含泥量较大时注浆孔容易阻塞。

除发现上述共同的漂卵石、砂卵石地层锚杆问题外，该隧道主要的问题还表现为：Φ51自进式中空注浆超前锚杆与锁脚锚杆打入深度严重不足，设计长度为2.5m，实际施工时发现平均打入深度只有1.0m左右，因无法继续旋转挺进而停止钻进；Φ25自进式中空注浆锚杆平均打入深度只有1.5m左右，主要因易扭转断裂而停止钻进，其次是无法继续旋转挺进而停止钻进；由于地层密实，注浆基本无法实现。显然，该地层条件下Φ51锚杆钻进深度不足是由于顶到卵石、漂石造成的，Φ25锚杆是由于地层摩阻力太大而扭断或顶到卵石、漂石造成的。超前锚杆支护的目的在于约束超前变形、加固拱顶围岩、防止开挖后支护前的拱顶塌落与掉块，锁脚锚杆的目的在于承受钢架重力及早期围岩荷载，约束拱脚位移。在漂卵石地层中，要实现锚杆的支护作用，必须要使锚杆打入足够的深度并且具有一定的强度。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种适用于漂卵石地层隧道施工的自进式实心锚杆，其能够在漂卵石地层隧道中作为超前支护锚杆与系统锚杆使用，有效克服常规自进式锚杆打入深度不足、容易卡钻和扭断的问题。

本实用新型采用如下技术方案予以实现的：

一种适用于漂卵石地层隧道施工的自进式实心锚杆，包括实心杆体，该实心杆体上开设有杆体左旋螺纹，且该实心杆体的任意一端为锥形头。

本实用新型进一步的改进在于，该实心杆体采用Q335制成，长度为2.5m，不计螺纹厚度直径为25mm，锥形头的长度为40mm；杆体左旋螺纹呈波浪型，高度为3mm。

本实用新型进一步的改进在于，当该自进式实心锚杆在漂卵石地层中作为锁脚锚杆使用时，还包括钢架，该钢架架立在固定位置，两个自进式实心锚杆分别在钢架拱脚位置的任意打入点倾斜向下45°和60°打入在地层，分别为45°锁脚锚杆和60°锁脚锚杆，且两个自进式实心锚杆的外露部分通过连接钢筋搭接在钢架，并通过焊接与钢架固定。

本实用新型进一步的改进在于，连接钢筋选用Φ22的钢筋。

本实用新型进一步的改进在于，当该自进式实心锚杆在漂卵石地层中作为超前锚杆使用时，在拱顶钢架上预留有若干钢架预留孔，通过每个钢架预留孔斜向上打入一个自进式实心锚杆，称为超前锚杆。