[发明专利]一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆及应用方法

权利要求书

1.一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，包括锚头(1)和约束端(2)，其特征在于：所述锚头(1)包括锚杆(3)、上水平限滑块(4)、棱台形滑块(5)、锚片(7)；所述约束端(2)包括下水平限滑块(9)和底部固定块(10)；锚杆(3)从上水平限滑块(4)中间的通孔中穿过与棱台形滑块(5)相连，棱台形滑块(5)与锚片(7)在内部相互贴合，通过圆柱形滚柱(6)实现两者之间的挤压和滑动；锚片(7)上下端分别嵌入上水平限滑块(4)与下水平限滑块(9)的水平滑槽中；所述下水平限滑块(9)上端与棱台形滑块(5)底部上下滑动连接，下端与底部固定块(10)连接，所述底部固定块(10)上设有由下水平限滑块(9)旋转驱动伸出的固定齿(12)，旋转锚杆(3)时带动锚头(1)和下水平限滑块(9)一起转动，使得底部固定块(10)上的固定齿(12)伸出嵌入钻孔岩壁，将约束端(2)固定于钻孔底部。

2.如权利要求1所述的一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，其特征在于：所述上水平限滑块(4)四周均匀开有四个类钥匙孔形状的第一水平滑槽(4.1)，锚片(7)的上端嵌入上水平限滑块4的第一水平滑槽(4.1)中，用于限制锚片(7)竖向脱离，使锚片(7)沿第一水平滑槽(4.1)水平张开和收缩；所述下水平限滑块(9)四周均匀开有四个类钥匙孔形状的第二水平滑槽(9.1)，锚片(7)的下端嵌入下水平限滑块(9)的第二水平滑槽(9.1)中，用于限制锚片(7)竖向脱离，使其沿第二水平滑槽(9.1)水平张开和收缩。

3.如权利要求1所述的一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，其特征在于：所述锚片(7)的外表面为圆柱面，且所述锚片(7)的外表面设有增摩层(8)。

4.如权利要求1所述的一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，其特征在于：所述棱台形滑块(5)为正方形截面且上小下大的六面体，四个斜面中部设有矩形滑轨(15)，滑轨上设有平行排布的圆柱形滚柱(6)，圆柱形滚柱(6)高度略高于矩形滑轨高度，用于实现棱台形滑块(5)与锚片(7)之间的滚动摩擦。

5.如权利要求4所述的一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，其特征在于：所述棱台形滑块(5)四个斜面的倾角为75°～85°。

6.如权利要求4所述的一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，其特征在于：所述锚片(7)内表面与棱台形滑块(5)紧密贴合，可沿棱台形滑块(5)的矩形滑轨(15)和滚柱(6)发生相对滑动；所述锚片(7)可沿上水平限滑块(4)与下水平限滑块(9)的水平滑槽滑动，实现径向张开或收缩。

7.如权利要求1所述的一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，其特征在于：所述下水平限滑块(9)为变截面的不规则圆形截面金属构件，上端为带齿的圆柱体，可在棱台形滑块(5)底部相匹配的带齿状圆柱孔内上下伸缩，但不能相对转动，上下伸缩具有一定的阻尼，防止不受控脱开；所述下水平限滑块(9)下端为一个四角风车形转盘(11)，嵌入到底部固定块(10)中。

8.如权利要求7所述的一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，其特征在于：所述底部固定块(10)内部设有圆形槽，供转盘(11)转动；转盘(11)在四边均抵住一片固定齿(12)，固定齿(12)在底部固定块(10)内部只能沿径向移动。

9.如权利要求8所述的一种用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆，其特征在于：所述底部固定块(10)下端设有锥形凸起(13)，使用中与孔底接触挤压定位。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的用于软岩加固的内锚式可伸缩锚杆的应用方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、利用钻孔设备钻孔至预定深度后，将收拢状态的内锚式可伸缩锚杆锚头(1)、约束端(2)和锚杆(3)伸入锚孔中，并不断接长锚杆(3)，直至到达孔底；

步骤二、将内锚式可伸缩锚杆约束端(2)抵住孔底岩体，使底部固定块(10)的锥形凸起(13)咬紧底部岩体，旋转锚杆(3)带动锚头(1)和下水平限滑块(9)一起转动，使得固定齿(12)刺出，嵌入钻孔岩壁，将约束端(2)整个固定在钻孔底部；

步骤三、向外张拉锚杆(3)，在下水平限滑块(9)的固定作用下，锚片(7)无法跟随棱台形滑块(5)向上运动，迫使棱台形滑块(5)挤压锚片(7)使其张开，棱台形滑块(5)与下水平限滑块(9)分开，直至锚片(7)外壁与孔壁接触挤压；

步骤四、在钻孔外安装承压板、张拉和锁定装置，对锚杆(3)进行张拉，千斤顶压力计显示拉力达预定锚固力时锁定，施工完成。