[发明专利]一种锚杆成孔装置及其施工方法

说明书

本申请涉及锚杆施工的技术领域，尤其是涉及一种锚杆成孔装置及其施工方法，锚杆成孔装置包括钻机、钻杆和钻头，所述钻杆的周向均布设置有多个扩孔刀，多个所述扩孔刀均朝向靠近或远离钻杆中轴线的方向滑动，所述钻杆上设置有用于调节扩孔刀位置的调节组件，所述扩孔刀靠近钻头设置，所述钻机上设置有套管，所述套管套设在钻杆上，所述套管的直径大于钻杆的直径，所述钻头的直径小于套管的直径，当所述扩孔刀远离钻杆中轴线的位置时，所述扩孔刀形成的外圈直径大于套管的直径，当所述扩孔刀位于靠近钻杆中轴线的位置时，所述扩孔刀形成的外圈直径小于套管的直径。本申请具有减少孔壁坍塌对锚杆施工影响的效果。

技术领域

本申请涉及锚杆施工的技术领域，尤其是涉及一种锚杆成孔装置及其施工方法。

背景技术

工程建设领域中，隧道与地下工程及边坡工程占的比重越来越大。在众多隧道和边坡建设工程中都需要采用砂浆锚杆作为支撑系统实现围岩的稳定，所以目前砂浆锚杆支撑是隧道或者边坡工程中普遍应用的支撑系统。在实施锚杆时，通常的做法是先使用钻机在地面上打锚孔，并清理出锚孔内的岩屑，再将锚固钢筋插接到锚孔中，再灌注砂浆进行固定。

当地下土层是软土层或者碎石层时，钻孔以及后续的清理岩屑的过程中，很容易造成孔壁的坍塌，塌落的岩屑堵塞锚孔，从而阻碍了后续锚固钢筋的插入，不便于对锚杆的施工。

发明内容

为了减少孔壁坍塌对锚杆施工的影响，本申请提供一种锚杆成孔装置及其施工方法。

第一方面，本申请提供的一种锚杆成孔装置，采用如下的技术方案：

一种锚杆成孔装置，包括钻机、钻杆和钻头，所述钻杆的周向均布设置有多个扩孔刀，多个所述扩孔刀均朝向靠近或远离钻杆中轴线的方向滑动，所述钻杆上设置有用于调节扩孔刀位置的调节组件，所述扩孔刀靠近钻头设置，所述钻机上设置有套管，所述套管套设在钻杆上，所述套管的直径大于钻杆的直径，所述钻头的直径小于套管的直径，当所述扩孔刀远离钻杆中轴线的位置时，所述扩孔刀形成的外圈直径大于套管的直径，当所述扩孔刀位于靠近钻杆中轴线的位置时，所述扩孔刀形成的外圈直径小于套管的直径。

通过采用上述技术方案，将套管安装在钻机上，钻杆套设在套管内，钻头和扩孔刀位于套管外，通过调节组件将扩孔刀移出撑开，再启动钻机转动钻杆，钻杆带动钻头转动，钻头先钻出小孔，再通过后方撑开的扩孔刀将孔径扩大到所需的直径，从而在地面上形成锚孔，在形成锚孔的过程之中，套管跟随钻杆向下移动，从而实现了随钻下套管，当锚孔钻取到所需深度后，将扩孔刀移回，并将套管与钻机分离，将钻头提出锚孔，将套管留在锚孔内，通过套管对锚孔的侧壁进行支撑，从而避免了软土层坍塌对钻孔和后续的清孔等操作的影响，同时套管跟随钻孔时同步深入到锚孔内，减少了在钻孔过程中孔壁的塌陷。

可选的，所述扩孔刀倾斜设置，所述扩孔刀靠近钻头的一端到钻杆中轴线的距离小于扩孔刀远离钻头的一端到钻杆中轴线的距离，所述调节组件包括滑动套设在钻杆上的调节圆台，所述调节圆台沿钻杆的长度方向滑动，所述调节圆台靠近钻头一端的直径小于远离钻头一端的直径，所述调节圆台位于扩孔刀与钻杆之间，所述扩孔刀的内壁滑动连接在调节圆台的侧壁上，所述钻机上设置有用于驱使调节圆台滑动的调节件。

通过采用上述技术方案，向下滑动调节圆台，调节圆台带动抵接在调节圆台侧壁上的扩孔刀朝向远离钻杆中轴线的方向滑动，从而使得扩孔刀展开，并且调节圆台对扩孔刀起到支撑的作用，以便于对锚孔的扩孔，当钻孔完成后，向上滑动调节圆台，调节圆台带动连接在调节圆台侧壁上的扩孔刀收回，从而实现了扩孔刀的展开和收回，以便于将钻头和扩孔刀从套管中移出。

可选的，所述调节圆台的侧壁上开设有第一滑槽，所述第一滑槽的长度方向平行于调节圆台的第一滑槽所在母线方向，所述扩孔刀上设置有第一滑块，所述第一滑块滑动连接在第一滑槽内，所述第一滑块的滑动方向平行于第一滑槽的长度方向，所述钻头上开设有第二滑槽，所述扩孔刀上设置有第二滑块，所述第二滑块滑动连接在第二滑槽内，所述第二滑块的滑动方向朝向钻杆的中轴线滑动。