一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚制造技术

本实用新型专利技术公开一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚，包括楔形块(1)、膨胀结构(2)、挂杆(3)、螺母(4)；所述楔形块(1)的顶端安装于膨胀结构(2)内；所述膨胀结构(2)的顶端设有贯通的挂杆(3)；所述膨胀结构(2)的顶端外表面与挂杆(3)的连接处设有螺母(4)；所述膨胀结构(2)的顶端设有通孔；所述楔形块(1)设有安装于顶端内部的内螺纹孔；所述挂杆(3)的表面设有外螺纹；所述挂杆(3)的底端通过螺纹连接安装于楔形块(1)的内部；所述挂杆(3)的顶端穿过膨胀结构(2)的通孔。本实用新型专利技术可对岩体进行快速锚固，提高岩体锚固效率。

A Rock Anchor with Hitting Extended Shell

【技术实现步骤摘要】
一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚
本技术属于岩体锚固施工
，特别涉及一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚。
技术介绍
岩石锚(桩)以提供抗拔力为主，可引起岩体的附加应力和应变的变化，以增大岩体的整体性。岩石锚作为经济有效的加固措施，广泛应用于铁路、公路、码头护岸与桥台、基坑护壁、地下厂房、隧洞、船坞、水坝加固、边坡加固、海上浮式系统、网箱、浮式平台等的系泊，同时也可作为港口及海上工程结构物基础。鉴于陆上资源的日渐枯竭，资源开发向海洋，尤其是深海进军已成为必然的趋势。海洋平台、海上浮式系统、网箱等是获取海洋资源的有效工具，保证这些工具的工常工作，锚固结构是其关键组成部分，锚固造价约占到总体造价的20％左右。目前，深水锚固施工面临三大问题，一是桩孔的施工，人工挖孔桩的水下施工，相比于干孔施，难度较大，首先要保证护壁质量，确保人员安全；其次，严格按照设计图纸施工，开挖至设计高程；再次，结合水下施工工艺，以保证成孔质量。二是锚固安装形式，针对深水作业，目前锚桩的安装主要利用专用的打桩工程船，利用液压或夯击手段进行安装，但由于需要动用专用的打桩船，加上海上气候不稳定，不能保证连续作业，安装过程中需要浮装吊等复杂辅助装置进行配合，因此安装一根锚桩的费用相当昂贵，且安装周期较长。三是为了保证锚固质量、提高抗拔能力，通常需要在桩锚固定好后进行高压灌浆，这样又会造成安装成本上升、施工周期加长，同时也会污染环境。因此，针对上述问题，海上锚固施工，尤其是深水岩石锚固，选择施工简单、下锚方便、打桩方便、便于操作、安全可靠的深水岩石锚桩对海上锚固具有重要的实用价值。目前，针对岩体锚固，涨壳式岩石锚是比较常用的一种安装形式，重点应用于矿洞、边坡、公路、铁路、巷道、隧道、堤坝、基坑等领域。市面上采用的涨壳式岩石锚基本上都是由涨壳、锥形螺母和杆体等部件组成，涨壳内有带内螺纹的锥形空心螺母，工作时旋转杆体，使锥形螺母下滑移动，挤压涨壳使其张开，涨壳在挤压力作用下嵌入并挤压岩体钻孔，进而完成整个岩石锚固过程。针对陆地上的锚固，采用该类涨壳式岩石锚，其下锚过程简单，操作方便。但由于该类锚主要采用锚杆杆体旋转带动螺母完成挤压动作，其动作完成的好坏受到锚杆杆体刚度大小的影响，不适用于锚杆杆体旋转刚度小、柔性大的场合。海上或深水锚固，下锚水域深导致锚杆杆体过长，属于锚杆杆体刚度小、柔性大的场合，因此采用传统旋转嵌入式的岩石锚不利于海上或深水岩石锚固施工的展开。
技术实现思路
本技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚，可对岩体进行快速锚固，提高岩体锚固效率。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚，包括楔形块(1)、膨胀结构(2)、挂杆(3)、螺母(4)；所述楔形块(1)的顶端安装于膨胀结构(2)内；所述膨胀结构(2)的顶端设有贯通的挂杆(3)；所述膨胀结构(2)的顶端外表面与挂杆(3)的连接处设有螺母(4)；所述膨胀结构(2)的顶端设有通孔；所述楔形块(1)设有安装于顶端内部的内螺纹孔；所述挂杆(3)的表面设有外螺纹；所述挂杆(3)的底端通过螺纹连接安装于楔形块(1)的内部；所述挂杆(3)的顶端穿过膨胀结构(2)的通孔。作为优选，所述膨胀结构(2)的通孔直径大于所述挂杆(3)的直径。作为优选，所述膨胀结构(2)安装于岩石(5)的锚孔钻孔内。作为优选，所述膨胀结构(2)为中空的、底部可扩张的套筒结构；所述膨胀结构(2)外直径略小于锚孔直径，高度小于锚孔钻孔深度，外表面设有沟槽。作为优选，所述楔形块(1)为倒梯形结构。作为优选，所述楔形块(1)的外表面设有倒齿形突起，所述膨胀结构(2)的内表面设有倒齿形突起。与现有技术相比，本技术所具有的有益效果是：本技术通过采用改进的机械摩擦式涨壳锚头结构，构建一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚，通过对锚杆杆体的冲击完成锚固动作，在无需等待灌浆凝固的时间即可进行正常工作，通过采用敲击法可以减小施工难度，节省施工成本，提高作业效率，方便陆地和海上施工作，尤其适合深海或深水施工。本技术中，锚固载荷靠锚头与锚孔间的摩擦力来抵消，摩擦力的大小可以通过增加膨胀结构外表面面积或增大外表面摩擦系数来解决，表面间的正压力可以通过楔形块的楔入量来控制，楔形块的楔入量可以通过冲击载荷的大小来控制，整个岩石锚工作性能可靠，采用敲击法进行锚固施工可节省安装时间、节约施工成本，同时也可保证锚固效果可靠。本技术结构简单，便于施工操作及维护，能保证相同承载的前提下，降低整体造价成本。附图说明图1为本技术的结构爆炸图；图2为本技术的结构爆炸剖视图；图3为本技术的结构示意图。图中1-楔形块，2-膨胀结构，3-挂杆，4-螺母，5-岩石。具体实施方式为使本领域技术人员更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本技术作详细说明。本技术的实施例公开了一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚，如图所示，其包括楔形块(1)、膨胀结构(2)、挂杆(3)、螺母(4)；楔形块(1)的顶端安装于膨胀结构(2)内；膨胀结构(2)的顶端设有贯通的挂杆(3)；膨胀结构(2)的顶端外表面与挂杆(3)的连接处设有螺母(4)；膨胀结构(2)的顶端设有通孔；楔形块(1)设有安装于顶端内部的内螺纹孔；挂杆(3)的表面设有外螺纹；挂杆(3)的底端通过螺纹连接安装于楔形块(1)的内部；挂杆(3)的顶端穿过膨胀结构(2)的通孔。本实施例中，膨胀结构(2)的通孔直径大于挂杆(3)的直径。本实施例中，膨胀结构(2)安装于岩石(5)的锚孔钻孔内。本实施例中，膨胀结构(2)为中空的、底部可扩张的套筒结构；膨胀结构(2)外直径略小于锚孔直径，高度小于锚孔钻孔深度，外表面设有沟槽。本实施例中，楔形块(1)为倒梯形结构。本实施例中，楔形块(1)的外表面设有倒齿形突起，膨胀结构(2)的内表面设有倒齿形突起。本实施例中，膨胀结构在外力作用下可向外扩张，扩张后膨胀结构外表面可与锚孔内表面紧密挤压形成周向摩擦副，当外界施加的力足够大时，该摩擦副可以保证岩石锚正常工作。膨胀结构有高度一般取膨胀结构直径的1.5倍～3.0倍；内孔有5°～10°的锥度，该锥度与楔形块的锥度形成配合；膨胀结构外表面有沟槽，可增大膨胀结构与锚孔间的摩擦系数，以便提供足够的摩擦力。楔形块采用倒梯形结构，能承受足够的挤压力和冲击力，有5°～10°的锥度，与膨胀结构内孔形成配合，楔形块在受到外力冲击时发生移动挤入膨胀结构，挤入深度越大，膨胀结构向外扩张越大，导致整个膨胀结构挤压锚孔的挤压力变大，这样形成的摩擦力越大，最终可保证整个锚固系统可靠锚固，摩擦力用于抵抗外部传来的外部载荷，影响岩石锚的锚固力主要因素是涨壳与锚孔壁的摩擦接触情况、岩体类型以及锚固周点周围岩体的完整性。楔形块外表面有倒齿形突起，与膨胀结构内表面倒齿形突起形成配合，该突起可以保证楔形块工作时始终能够挤压膨胀结构而不会发生脱离，楔形块顶部开有螺纹孔，可方便与挂杆连接。挂杆穿过膨胀结构，一端与楔形块连接，一端与螺母连接，膨胀结构和楔形块在下锚过程中不处于挤压状态，为保证二者在不工作时不发生脱离，需要靠挂杆和螺母连接，使膨胀结构与楔形块接触但不发生挤压。该挂杆和螺母在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚，其特征在于，包括楔形块(1)、膨胀结构(2)、挂杆(3)、螺母(4)；所述楔形块(1)的顶端安装于膨胀结构(2)内；所述膨胀结构(2)的顶端设有贯通的挂杆(3)；所述膨胀结构(2)的顶端外表面与挂杆(3)的连接处设有螺母(4)；所述膨胀结构(2)的顶端设有通孔；所述楔形块(1)设有安装于顶端内部的内螺纹孔；所述挂杆(3)的表面设有外螺纹；所述挂杆(3)的底端通过螺纹连接安装于楔形块(1)的内部；所述挂杆(3)的顶端穿过膨胀结构(2)的通孔。

【技术特征摘要】
1.一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚，其特征在于，包括楔形块(1)、膨胀结构(2)、挂杆(3)、螺母(4)；所述楔形块(1)的顶端安装于膨胀结构(2)内；所述膨胀结构(2)的顶端设有贯通的挂杆(3)；所述膨胀结构(2)的顶端外表面与挂杆(3)的连接处设有螺母(4)；所述膨胀结构(2)的顶端设有通孔；所述楔形块(1)设有安装于顶端内部的内螺纹孔；所述挂杆(3)的表面设有外螺纹；所述挂杆(3)的底端通过螺纹连接安装于楔形块(1)的内部；所述挂杆(3)的顶端穿过膨胀结构(2)的通孔。2.根据权利要求1所述的一种可敲击扩展的涨壳式岩石锚，其特征在于，所述膨胀结构(2)的通孔直径大...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓梅，郑先，邵康，汪曙光，
申请(专利权)人：天津海太科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12