[发明专利]一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞及其使用方法

权利要求书

1.一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞，其特征在于，包括膨胀止浆塞主体、止浆塞托架、固定支架和柔性套管，所述膨胀止浆塞主体为中空通孔结构，内部设有静态膨胀剂，所述止浆塞托架设置于所述膨胀止浆塞主体轴向两端，用于膨胀止浆塞主体进行轴向约束，所述固定支架设置于所述止浆塞托架底部，用于对止浆塞托架进行支撑，所述柔性套管套设于所述膨胀止浆塞主体和止浆塞托架外侧。

2.如权利要求1所述的一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞，其特征在于，所述膨胀止浆塞主体为圆环柱状纸筒，内部空间装有密实的静态膨胀剂，通孔直径大于注浆锚杆直径，膨胀止浆塞主体外径小于钻孔直径2mm-3mm。

3.如权利要求1所述的一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞，其特征在于，所述止浆塞托架包括圆环薄片、钢丝和限位卡销，所述圆环薄片设置于所述膨胀止浆塞主体的轴向两端，所述钢丝设置于所述圆环薄片的内壁上，所述限位卡销卡接于所述钢丝上。

4.如权利要求3所述的一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞，其特征在于，所述圆环薄片数量为两个，分别为第一圆环薄片和第二圆环薄片，所述第一圆环薄片设置于膨胀止浆塞主体的底部，所述第二圆环薄片设置于膨胀止浆塞主体的顶部，所述钢丝底部焊接于所述第一圆环薄片上，所述第二圆环薄片上设有穿孔，所述钢丝顶部贯穿所述穿孔。

5.如权利要求3所述的一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞，其特征在于，所述钢丝侧壁上设有一排凹槽，凹槽的间距为2mm，所述限位卡销卡接于凹槽内。

6.如权利要求3所述的一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞，其特征在于，所述固定支架包括钢丝和卡槽，所述卡槽卡接于所述圆环薄片底部，所述钢丝固定设置于所述卡槽底部。

7.如权利要求6所述的一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞，其特征在于，所述卡槽由薄铁片对折弯曲而成。

8.如权利要求1所述的一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞，其特征在于，所述柔性套管为橡胶管或硅胶管，柔性套管内径与膨胀止浆塞主体外径相同，柔性套管的壁厚为0.5mm-1.0mm，柔性套管的长度大于膨胀止浆塞主体长度20mm。

9.一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在设计需要进行注浆锚杆支护的位置，钻凿相应孔径和深度的注浆锚杆孔，将注浆锚杆插入钻孔内直至与孔底接触，注浆锚杆位于钻孔内部一端采用树脂药卷或简易锚头的方式进行端部锚固，注浆锚杆采用中空型注浆锚杆；

S2、选用与注浆锚杆尺寸和钻孔尺寸配套的膨胀止浆塞，将膨胀止浆塞主体、止浆塞托架和固定支架进行组合；

S3、将组合完毕的膨胀止浆塞放入水中浸泡，浸泡6-8min后，膨胀止浆塞主体吸水至饱和状态，然后将膨胀止浆塞取出，再将柔性套管套入，使其将膨胀止浆塞主体和止浆塞托架的外侧包裹覆盖，随后整体沿钻孔中的注浆锚杆杆体送入钻孔中并固定；

S4、根据注浆锚杆支护工艺的注浆压力要求，通过静态膨胀剂与水反应30分钟后，膨胀止浆塞主体内部发生急剧膨胀，在整个膨胀过程中膨胀止浆塞主体受轴向约束作用，在径向方向产生较大膨胀变形，此时受钻孔内壁的径向约束，进而对钻孔内壁和注浆锚杆杆体产生较大压力，使得膨胀止浆塞内壁与锚杆杆体、膨胀止浆塞外壁与钻孔内壁之间紧密结合在一起，从而将膨胀止浆塞和注浆锚杆牢牢固定在钻孔中，膨胀止浆塞主体膨胀后产生较高的压力作用于锚杆和钻孔，实现了对注浆钻孔孔口的高压严密封闭，使其能够满足高压注浆时的止浆要求；

S5、按照注浆锚杆支护设计要求，对注浆锚杆进行高压注浆操作，注浆完成后，待钻孔内浆液凝固后，在锚杆露出围岩一端安装托盘，拧紧预紧螺母，完成注浆锚杆施工过程。

10.如权利要求9所述的一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞的使用方法，其特征在于，膨胀止浆塞的具体组合方法为：将焊有钢丝的第一圆环薄片，对准膨胀止浆塞主体底端，将钢丝尖头插入，从膨胀止浆塞主体另一端穿出，使膨胀止浆塞主体中央通孔与圆环薄片中央圆孔对应，将留设有穿孔的第二圆环薄片顺钢丝穿入，此时膨胀止浆塞主体位于两个圆环薄片之间，将限位卡销分别插入钢丝上的凹槽中，将膨胀止浆塞主体夹紧固定于两个圆环薄片中，再将卡槽卡入止浆塞托架下部的圆环薄片边缘，钢丝一端与卡槽以一定的角度焊接为一体，形成一个稳定的“上窄下宽”的三足固定支架结构，至此，膨胀止浆塞组合完毕。