[发明专利]一种可回收机械式预应力锚杆及其安装和回收方法

说明书

本发明提供了一种可回收机械式预应力锚杆，包括螺杆、第一锚固件、第二锚固件和套管，螺杆包括依次连接的第一、第二和无螺纹段，第一锚固件包括第一底座、第一推进螺母及支撑单元，第二锚固件包括第二底座、第二推进螺母及支撑单元，各支撑单元包括上支撑件、下支撑件和顶头，第一底座上设有卡接槽，第二底座固定在套管内壁上，套管上设有条形孔；第一和第二推进螺母安装在第一螺纹段上，第一螺纹段穿过第二底座的安装通孔，螺杆的卡接头卡接在卡接槽中，限制螺杆只能绕螺杆的轴线旋转；旋转螺杆能调整各支撑单元的顶头与钻孔壁之间的距离。本发明还提供了该锚杆的安装和回收方法。该锚杆的锚固力大，可解决现有锚杆难以回收利用的问题。

技术领域

本发明属于岩土工程支护领域，涉及一种可回收机械式预应力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制成的支护构件，用于露天边坡、地下洞室、井巷工程和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。例如，对于机械式锚杆而言，依靠锚杆头与围岩的机械作用，对于灌浆锚杆和树脂锚杆而言，依靠锚固粘结剂与围岩的粘结作用，对于摩擦型锚杆而言，依靠锚杆与围岩的摩擦作用，对围岩进行加固，起到支护锚固的作用，提高岩体的承载力，能有效防止发生落石、滑坡和岩爆等问题。

由于工程的地质条件的差异性和工程支护的需求，在进行锚杆支护时通常采用不同类型的锚杆，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，并且在松软破碎的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，并且灌浆锚杆的施工工艺复杂，虽然树脂锚杆进行了施工工艺的改进，简化了施工工艺，但树脂药卷成本高，经济合理性差。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，仅能一次性利用，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。因此，在当下岩土工程向深部发展的大背景下，开发出锚固力大和可回收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、可回收的机械式预应力锚杆及其安装和回收方法，以解决现有锚杆存在的锚固效果有待提高、难以回收利用的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可回收机械式预应力锚杆，包括螺杆、固定螺母、托盘、一个第一锚固件、至少一个第二锚固件、以及套管，

所述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，无螺纹段、第一螺纹段和第二螺纹段依次连接，无螺纹段的端部设有卡接头；

所述第一锚固件包括第一底座、第一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、另一端与第一底座铰接，下支撑件的一端与顶头铰接、另一端与第一推进螺母铰接，各支撑单元均匀分布在第一底座和第一推进螺母上；第一底座上设有与卡接头匹配的卡接槽；