[发明专利]一种预应力灌浆锚杆及其安装和回收方法

说明书

本发明提供了一种预应力灌浆锚杆，包括中空螺杆、锚固件和安装套管，中空螺杆包括第一、第二和无螺纹段，中空螺杆端部设有卡接头、内部设有注浆通道；锚固件包括底座、推进螺母和至少三个支撑单元，各支撑单元包括上支撑件、下支撑件和顶头；底座上设有卡接槽；推进螺母安装在第一螺纹段上，卡接槽卡接在卡接头上，限制中空螺杆只能绕中空螺杆的轴线旋转；安装套管套接在安装了锚固件的中空螺杆外，顶头从安装套管的限位槽中伸出，旋转中空螺杆能带动推进螺母在第一螺纹段上移动，从而调整各支撑单元的顶头与钻孔壁之间的距离。本发明还提供了上述预应力灌浆锚杆的安装和回收方法。该锚杆的锚固力大、可回收、可适应不同锚固目的。

技术领域

本发明属于岩土工程支护领域，涉及一种预应力灌浆锚杆及其安装和回收方法。

背景技术

随着我国地下工程不断向深部发展，深部工程的围岩控制理论与技术对保证深部地下工程的安全、高效建设与生产具有举足轻重的意义，对地下围岩进行控制最有效的途径就是对钻孔施加锚杆，因此锚杆对于保证地下工程建设的安全具有决定性的作用。

锚杆作为一种安装在围岩内部的由高抗拉强度材料(如钢材)制成的支护构件，用于露天边坡、地下洞室、井巷工程以及建筑基坑等工程的支护。在进行锚杆支护时，首先在围岩上钻孔，然后在钻孔中安装锚杆，在锚杆与围岩的作用下，配合托盘与螺母控制围岩移动，对围岩进行加固，起到支护锚固的作用，提高岩体的承载力，有效防止发生落石、滑坡和岩爆等问题。

由于锚固区域的地质情况与施工状况的差异，在进行锚杆支护时通常采用不同类型的锚杆，现如今国内外所采用的锚杆类型主要有：楔缝式和胀壳式等机械性锚杆，这类锚杆对围岩所施加的力只能被动承受，不能提供主动支护力，并且在松软破碎地质条件下的支护力小，锚固效果差；管缝式锚杆和水力膨胀式锚杆等摩擦性锚杆，这类锚杆通过锚杆杆体的膨胀与围岩作用产生摩擦力从而起到锚固作用，其锚固强度取决于锚杆杆体的塑性变形，锚固力随着锚杆杆体的改变而改变，锚固状态不稳定、甚至可能由于锚杆杆体的弯曲而使锚固失效；注浆锚杆，该类锚杆是目前支护工程中使用的主流锚杆，注浆锚杆的锚固效果取决于锚固粘结剂的强度，锚杆会因为锚固粘结剂的破坏而失效。以上的这些锚杆基本都不可回收，安装在围岩中之后无法取出，仅可一次性利用，不但造成大量材料资源浪费，而且废弃的锚杆残留在围岩内部可能会对之后的工程进展造成困难。根据支护目的的不同，锚杆支护可分为临时支护和永久支护，目前的锚杆大多只能针对单一目的进行支护，无法适应不同的支护目的。因此，在当下岩土工程向深部发展的大背景下，开发出锚固力大、可回收、可适应不同锚固目的的锚杆是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锚固力大、可回收、可适应不同锚固目的预应力灌浆锚杆及其安装和回收方法，以解决现有锚杆存的锚固效果有待提高、难以回收利用以及无法适应不同支护目的的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种预应力灌浆锚杆，包括中空螺杆、固定螺母、托盘、止浆塞、锚固件和安装套管，

所述中空螺杆包括第一螺纹段、第二螺纹段和无螺纹段，第一螺纹段与第二螺纹段上的螺纹方向相反，第一螺纹段的一端端部连接无螺纹段，无螺纹段的端部设有卡接头，中空螺杆内设有注浆通道，注浆通道的入口位于第二螺纹段的端部、注浆通道的出口位于卡接头的端部；

所述锚固件包括底座、推进螺母以及至少三个支撑单元，各支撑单元包括一组上支撑件、一组下支撑件和一个顶头，上支撑件的一端与顶头铰接、另一端与底座铰接，下支撑件的一端与顶头铰接、另一端与推进螺母铰接，各支撑单元均匀分布在底座和推进螺母上；底座上设有与卡接头匹配的卡接槽，卡接槽的中心位置设有注浆通孔，底座的底面上设有支撑脚；

所述安装套管的一端上设有用于限制锚固件随着中空螺杆的转动而转动的限位槽，限位槽的数量与锚固件的支撑单元的数量相同；