[发明专利]一种新型挤压胀裂式注浆不溢浆锚杆构造及锚固方法

说明书

本发明涉及一种新型挤压胀裂式注浆不溢浆锚杆构造，包括钻孔洞、锚杆本体、包浆袋、托盘和螺母，锚杆本体内部空腔为通孔；锚杆本体上端部为胀列段，胀列段上开设有溢流豁口，胀列段内部空腔为锥形变径孔；通孔内滑接有至少一个球形滚珠；球形滚珠挤压变径孔迫使溢流豁口弯折扩张以连通通孔，球形滚珠挤压变径孔迫使胀列段向两侧弯折扩张紧抵在钻孔洞内壁；锚杆本体外绑扎有透水不透浆的包浆袋，锚杆本体连同包浆袋置于钻孔洞内，锚杆本体下端伸出钻孔洞连接托盘和螺母。本发明还涉及一种新型挤压胀裂式注浆不溢浆锚杆构造的锚固方法。本发明属于一种快速施加预紧力的全长锚固锚杆，解决了富水裂隙围岩难锚固的难题，具有较好的推广价值。

技术领域

本发明涉及锚杆支护技术领域，尤其涉及一种新型挤压胀裂式注浆不溢浆锚杆构造及锚固方法。

背景技术

常规锚杆采用树脂药卷作为锚固剂，锚固后一定时间内可施加预紧力，但如果遇到富水裂隙发育地段，施工钻孔后，裂隙水将沿着钻孔流出，而常用的树脂锚固剂遇水后锚固强度将弱化甚至失效。

对于破碎围岩，常规的树脂药卷锚固剂很难实现理想的锚固效果，若采用传统的注浆锚杆对钻孔进行注浆，浆液将会沿着裂隙外溢至巷道内或流入裂隙深部，注浆压力无法达到预设压力，钻孔内无法实现理想的浆液饱满且有压状态，不仅浪费浆液，还将使得浆液流入巷道难清理。

因此，这类问题始终制约着煤矿富水围岩段巷道、裂隙发育巷道、软岩巷道、煤层巷道等锚杆的快速安装锚固速度及效果，以至于影响到巷道围岩安全和正常使用。

授权公告号CN205189918U公开了一种膨胀型中空注浆锚杆，通过调节调节螺母，将挤压管沿锚杆体往膨胀管的膨胀段移动，使得膨胀管的膨胀段径向涨开并抵住锚杆孔的围岩孔壁，注浆后浆液渗入到孔壁周边围岩，实现锚杆全长锚固，还说明了在锚杆孔的孔底放适量炸药进行孔底爆破，形成一个扩大孔来加强注浆效果，增强锚杆的端头锚固力。

上述公开的专利文献虽能实现良好的锚固效果，但其整体锚固结构复杂，锚杆体采用多段拼装式结构，在锚杆体外安装挤压管、调节螺母和膨胀管等来实现膨胀功能，无法实现锚杆的快速安装。同时整个锚固施工流程操作繁琐，而且浆液渗入到孔壁周边围岩，并不能应用于裂隙围岩发育地段、富水区地段等环境的锚固，也无法实现浆液保压、浆液不外溢等预期效果。

发明内容

本发明为了解决现有锚杆支护结构和工艺不能实现对富水裂隙围岩的有效锚固的问题，提供一种新型挤压胀裂式注浆不溢浆锚杆构造及锚固方法，既能有效保证锚杆快速安装，又能实现全长锚固效果，解决了软岩难支护、破碎围岩难支护、孔内流水巷道难施工、富水区难锚固的难题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种新型挤压胀裂式注浆不溢浆锚杆构造，包括钻孔洞、锚杆本体、包浆袋、托盘和螺母，所述锚杆本体为中空的圆柱体，锚杆本体内部空腔为通孔；

所述锚杆本体上端部为胀列段，具有向外弯折胀裂的作用，所述胀列段上开设有溢流豁口，胀列段内部空腔为锥形变径孔以连通所述溢流豁口，变径孔小径端位于胀列段上端面、且小径端直径小于通孔直径；

所述通孔内滑接有至少一个球形滚珠以控制通孔与变径孔的通断；

所述球形滚珠挤压变径孔迫使溢流豁口弯折扩张呈“V”形以连通所述通孔，所述球形滚珠挤压变径孔迫使胀列段向两侧弯折扩张呈倒锥形紧抵在钻孔洞内壁，实现端头锚固；

所述锚杆本体外绑扎有透水不透浆的所述包浆袋，锚杆本体连同包浆袋置于所述钻孔洞内，锚杆本体下端伸出钻孔洞连接所述托盘和螺母。

进一步地，所述溢流豁口截面呈矩形径向贯穿胀列段，溢流豁口沿胀列段轴向切入以将胀列段分隔为对称的两侧，每侧胀列段和变径孔连接组合后截面呈扇环形。

进一步地，所述变径孔小径端直径为d1，变径孔大径端直径为d2，通孔直径为d3，球形滚珠直径为d4，其中d1小于d4，d2等于d3等于d4。