[实用新型]一种内锚外注式锚杆

说明书

本实用新型涉及一种用于地下工程支护的锚杆，更具体地说是一种内锚外注式锚杆。这种锚杆能广泛用于各类性质及各种断面尺寸与形状的地下工程支护，尤其适用于松软破碎、节理及层理发育的岩体支护。

锚杆和注浆都是地下巷道(隧道)工程围岩加固的基本形式，如果利用锚杆兼作注浆管，对巷道(隧道)围岩进行注浆，一方面可加固巷道(隧道)周边的破裂岩体，提高围岩的自承载能力；另一方面也可改善破裂岩体的结构及其力学性能，为锚杆提供可锚的物质基础，最大限度地发挥锚杆的锚固作用，所以，如伺把锚杆支护与注浆加固有机地结合起来，取得巷道(隧道)围岩加固的最佳效果，一直是人们研究的内容。前苏联、德国等在八十年代就采用空心圆管作为锚杆对围岩实施注浆，国内山东矿业学院和中国矿业大学也有类似的科研成果。实践证明，实施锚杆注浆支护的关键在于锚杆与钻孔壁之间的密封，前苏联和山东矿业学院采用“止浆塞”进行密封，但“止浆塞”只起到了封孔作用，无锚固作用，锚杆结构也较复杂，影响了在实际中的运用，中国专利“一种密封锚固式外锚内注锚杆”，专利号：95240055.3，在此基础止有较大进步，这种锚杆采用空心式快硬、高强的密封锚固剂套在锚杆体的锚固段外而进行锚固，制作工艺简单，很好地解决了高压浆液的泄漏问题，而且封孔材料起到了一定的锚固作用，但仍存在以下许多问题：①锚杆注浆的作用机理在于：锚杆作为注浆管实施注浆后，使锚杆与注浆共同起作用，达到最佳的支护效果。但在实践中，由于浆液具有一定的渗透性及凝固后体积收缩的特性，并且在注浆完毕后，圆管状锚杆中的浆液会部分流失，锚杆与孔壁之间完全锚固在一起的设想无法实现，所以，现有的锚杆注浆技术，锚杆的锚固作用相对较小，降低了支护效果。②巷道围岩的变形具有明显的时控效应，围岩的破裂范围也是随着时间与空间的变化而变化的。对于注浆加固而言，巷道深部岩体由于原生裂隙在高应力作用下多承闭合状态，次生裂隙也很不发育，需要很高的注浆压力才能注入，所以注浆效果很差，而巷道周边的松动破裂岩体，由于处于低围压状态，次生裂隙发育，原生裂隙也成敞开状态，浆液很容易注入，正是注浆加固的主要对象，因此现有的注浆锚杆在支护初期没有或仅有部分锚固力，此种支护在只有临时支护或其它支护形式的情况下才能使用，不能单独使用，事实上，尚没有发现锚杆注浆技术单独使用的报导；注浆的最佳范围为巷道周边的破裂岩体，故锚杆注浆的封孔部位不能太深，否则会影响注浆效果。

通过上述锚杆注浆机理及效果的分析，针对现有技术的不足，本实用新型的目的就是设计一种内锚外注式锚杆，使之完全满足锚杆注浆机理上的要求和实际应用的需要。

本实用新型的目的可以通过如下方式实现：如权利要求书所述，本实用新型的内锚外注式锚杆包括杆体、楔形环状塞、档环、托盘及螺母，其杆体采用金属钢管，它既是注浆管，又是承载的锚杆体，其长度根据工程需要确定，金属钢管杆体一端有外螺纹，用来拧紧螺母，整个金属钢管杆体分为三部分，即锚固段、注浆段和封孔段，每段之间用档环隔开，锚固段为弯曲状，用锚固剂来锚固，注浆段分布有若干出浆小孔，用来注浆时出浆用，封孔段采用楔形环状塞来封孔注浆。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：①在巷道刚刚掘出期间，本实用新型的锚杆为端锚锚杆，可作为普通锚杆使用，锚杆锚固以后，在锚杆端头套上楔环状塞，再上托盘，最后拧紧螺母，楔形环状塞在挡环和托盘的挤压下与钻孔壁压紧，起到封孔作用，如果再喷射混凝土，可增加封孔效果及支护效果，使封孔问题变得非常简单。②当巷道变形量达到一定数值时，即在巷道周边形成一定的松动破裂范围时，再对巷道围岩实施注浆，既能使巷道围岩充分得到卸压，又使注浆变得容易，达到最佳的支护效果。同时，安装锚杆与注浆分为两个工序进行，互不干扰、不影响巷道的掘进速度。    

附图说明：

附图是本实用新型内锚外注式锚杆的结构示意图。

下面将结合附图给出的实施例，对本实用新型做进一步详细描述。本实用新型的内锚外注式锚杆包括杆体1，楔形环状塞2，托盘3，挡环4和螺母5，杆体1为钢管，金属钢管杆体1的一端有外螺纹，用来拧紧螺母5，整个金属钢管杆体1分为三部分，即锚固段、注浆段和封孔段，锚固段与注浆段之间，注浆段与封孔段之间均设置有挡环4，锚固段为弯曲状，用锚固剂6来锚固，注浆段上分布有若干个注浆小孔7，用来注浆时出浆之用，封孔段采用楔形环状塞2封孔，楔形环状塞2为软木塞或橡胶圈，套在杆体1上，并配合喷射混凝土，增加封孔的效果。

巷道刚掘出期间，将该锚杆锚固段在前插入锚杆孔中，用锚固剂6锚固锚杆体1的锚固段，在锚杆的另一端头套上楔形环状塞2，再上托盘3，最后拧紧螺母5，楔形环状塞2在挡环4和托盘3的挤压下与钻孔孔壁压紧，起到封孔作用，配合喷射混凝土，增加封孔的效果。当巷道达到一定变形量时，把空心锚杆体1作为注浆管进行注浆，浆液从锚杆体1的注浆段出浆孔中排出，在巷道周边形成的一定松动破裂范围内庄浆，既使巷道围岩得到充分卸压，又使注浆变得容易，达到最佳支护效果。