一种预应力灌浆锚杆制造技术

本实用新型专利技术提供了一种预应力灌浆锚杆，包括中空螺杆、锚固件和安装套管，中空螺杆包括第一、第二和无螺纹段，中空螺杆端部设有卡接头、内部设有注浆通道；锚固件包括底座、推进螺母和至少三个支撑单元，各支撑单元包括上支撑件、下支撑件和顶头；底座上设有卡接槽；推进螺母安装在第一螺纹段上，卡接槽卡接在卡接头上，限制中空螺杆只能绕中空螺杆的轴线旋转；安装套管套接在安装了锚固件的中空螺杆外，顶头从安装套管的限位槽中伸出，旋转中空螺杆能带动推进螺母在第一螺纹段上移动，从而调整各支撑单元的顶头与钻孔壁之间的距离。该锚杆的锚固力大、可回收、可适应不同锚固目的。

A prestressed grouting bolt

【技术实现步骤摘要】
一种预应力灌浆锚杆
本技术属于岩土工程支护领域，涉及一种预应力灌浆锚杆。
技术介绍
随着我国地下工程不断向深部发展，深部工程的围岩控制理论与技术对保证深部地下工程的安全、高效建设与生产具有举足轻重的意义，对地下围岩进行控制最有效的途径就是对钻孔施加锚杆，因此锚杆对于保证地下工程建设的安全具有决定性的作用。锚杆作为一种安装在围岩内部的由高抗拉强度材料（如钢材）制成的支护构件，用于露天边坡、地下洞室、井巷工程以及建筑基坑等工程的支护。在进行锚杆支护时，首先在围岩上钻孔，然后在钻孔中安装锚杆，在锚杆与围岩的作用下，配合托盘与螺母控制围岩移动，对围岩进行加固，起到支护锚固的作用，提高岩体的承载力，有效防止发生落石、滑坡和岩爆等问题。由于锚固区域的地质情况与施工状况的差异，在进行锚杆支护时通常采用不同类型的锚杆，现如今国内外所采用的锚杆类型主要有：楔缝式和胀壳式等机械性锚杆，这类锚杆对围岩所施加的力只能被动承受，不能提供主动支护力，并且在松软破碎地质条件下的支护力小，锚固效果差；管缝式锚杆和水力膨胀式锚杆等摩擦性锚杆，这类锚杆通过锚杆杆体的膨胀与围岩作用产生摩擦力从而起到锚固作用，其锚固强度取决于锚杆杆体的塑性变形，锚固力随着锚杆杆体的改变而改变，锚固状态不稳定、甚至可能由于锚杆杆体的弯曲而使锚固失效；注浆锚杆，该类锚杆是目前支护工程中使用的主流锚杆，注浆锚杆的锚固效果取决于锚固粘结剂的强度，锚杆会因为锚固粘结剂的破坏而失效。以上的这些锚杆基本都不可回收，安装在围岩中之后无法取出，仅可一次性利用，不但造成大量材料资源浪费，而且废弃的锚杆残留在围岩内部可能会对之后的工程进展造成困难。根据支护目的的不同，锚杆支护可分为临时支护和永久支护，目前的锚杆大多只能针对单一目的进行支护，无法适应不同的支护目的。因此，在当下岩土工程向深部发展的大背景下，开发出锚固力大、可回收、可适应不同锚固目的的锚杆是十分必要的。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种锚固力大、可回收、可适应不同锚固目的预应力灌浆锚杆，以解决现有锚杆存的锚固效果有待提高、难以回收利用以及无法适应不同支护目的的问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种预应力灌浆锚杆，包括中空螺杆、固定螺母、托盘、止浆塞、锚固件和安装套管，所述中空螺杆包括第一螺纹段、第二螺纹段和无螺纹段，第一螺纹段与第二螺纹段上的螺纹方向相反，第一螺纹段的一端端部连接无螺纹段，无螺纹段的端部设有卡接头，中空螺杆内设有注浆通道，注浆通道的入口位于第二螺纹段的端部、注浆通道的出口位于卡接头的端部；所述锚固件包括底座、推进螺母以及至少三个支撑单元，各支撑单元包括一组上支撑件、一组下支撑件和一个顶头，上支撑件的一端与顶头铰接、另一端与底座铰接，下支撑件的一端与顶头铰接、另一端与推进螺母铰接，各支撑单元均匀分布在底座和推进螺母上；底座上设有与卡接头匹配的卡接槽，卡接槽的中心位置设有注浆通孔，底座的底面上设有支撑脚；所述安装套管的一端上设有用于限制锚固件随着中空螺杆的转动而转动的限位槽，限位槽的数量与锚固件的支撑单元的数量相同；锚固件的推进螺母安装在中空螺杆的第一螺纹段上，锚固件的底座的卡接槽卡接在中空螺杆的卡接头上，卡接槽限制中空螺杆只能绕中空螺杆的轴线旋转；安装套管套接在安装了锚固件的中空螺杆外，锚固件的顶头从安装套管的限位槽中伸出，旋转中空螺杆能带动推进螺母在第一螺纹段上移动，从而调整各支撑单元的顶头与钻孔壁之间的距离；托盘和止浆塞通过固定螺母安装在中空螺杆的第二螺纹段上。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，锚固件的底座、推进螺母、上支撑件、下支撑件和顶头的表面优选为粗糙表面，锚固件的底座、推进螺母、上支撑件、下支撑件和顶头表面粗糙度的增加能增加锚固件与注浆材料的粘接面积，进而增加锚固件与注浆材料之间的咬合度，从而有效提高锚固力。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，各支撑单元的上支撑件和下支撑件的长度应满足当推进螺母在第一螺纹段上移动至顶头与钻孔壁接触时，上支撑件与下支撑件之间的夹角为钝角。顶头与钻孔壁接触时，上支撑件与下支撑件之间的夹角为钝角可以确保上支撑件和下支撑件对顶头起到较好的支撑作用，有利于提高锚杆在钻孔中的锚固效果，上支撑件与下支撑件之间的夹角优选为100°~140°，进一步优选为110°~130°，更进一步优选为115°~125°。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，锚固件中支撑单元的数量根据实际的围岩条件进行确定，支撑单元越多锚固效果越好，但通常锚固件中支撑单元的数量不超过八个。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，卡接头由卡接头体和卡接头颈组成，卡接头体和卡接头颈均呈圆柱形，卡接头体和卡接头颈的轴线与中空螺杆的轴线重合，卡接头颈的直径小于卡接头体的直径。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，锚固件的底座由左右两部分组成，左右两部分上设有螺栓通孔并通过螺栓副固定为一体，左右两部分上均设有凹槽，经螺栓副固定为一体后左右两部分上的凹槽组成底座的卡接槽和注浆通孔，卡接槽包括与卡接头体匹配的卡接头体容纳部和与卡接头颈匹配的卡接头颈容纳部，左右两部分的底面上分别设有1~3个支撑脚。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，底座和推进螺母上均设有用于铰接上支撑件和下支撑件的凸块，上支撑件和下支撑件铰接在凸块上。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，上支撑件和下支撑件为支撑条，每一组上支撑件包括两根支撑条，每一组下支撑件包括两根支撑条，各支撑条的长度相等。同一组上支撑件中的各支撑条相互平行，同一组下支撑件中的各支撑条相互平行。所述的支撑条可以为钢条，支撑条的长度主要根据待安装预应力灌浆锚杆的钻孔的直径进行确定，通常支撑条的长度可为20~40cm。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，限位槽的设置位置与各支撑单元的位置匹配，限位槽的长度至少为上支撑件与下支撑件的长度之和的0.8倍，限位槽的长度优选为上支撑件与下支撑件的长度之和的1~1.5倍。限位槽的宽度能够供锚固件的顶头、上支撑件和下支撑件伸出即可。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，之所以在中空螺杆上设计两个螺纹方向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，是为了避免将中空钻杆和锚固件安装的钻孔中之后，在钻孔口的第二螺纹段通过固定螺母固定托盘时，因拧动固定螺母造成中空螺杆转动，进而造成锚固件的顶头与钻孔壁脱离接触的问题出现，以保障锚固件在钻孔内的稳定锚固。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，顶头与钻孔壁接触的面为平面或者与钻孔壁弧度匹配的弧面，由于弧面与钻孔壁的接触面积相对于平面更大，因此顶头与钻孔壁接触的面的形状优选为与钻孔壁弧度匹配的弧面；在推进螺母在第一螺纹段上移动带动顶头运动的过程中，各支撑单元的顶头与钻孔壁接触的面始终与中空钻杆的轴线平行；对于顶头与钻孔壁接触的面的形状为与钻孔壁弧度匹配的弧面的情况而言，当推进螺母在第一螺纹段上移动带动顶头运动的过程中，各支撑单元的顶头与钻孔壁接触的面始终与钻孔壁平行。上述预应力灌浆锚杆的技术方案中，待安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力灌浆锚杆，包括中空螺杆(1)、固定螺母(2)、托盘(3)、止浆塞(4)，其特征在于，还包括锚固件(5)和安装套管(6)，/n所述中空螺杆(1)包括第一螺纹段(1-1)、第二螺纹段(1-2)和无螺纹段(1-3)，第一螺纹段(1-1)与第二螺纹段(1-2)上的螺纹方向相反，第一螺纹段的一端端部连接无螺纹段(1-3)，无螺纹段的端部设有卡接头(7)，中空螺杆内设有注浆通道(8)，注浆通道(8)的入口位于第二螺纹段(1-2)的端部、注浆通道的出口位于卡接头(7)的端部；/n所述锚固件(5)包括底座(5-1)、推进螺母(5-2)以及至少三个支撑单元，各支撑单元包括一组上支撑件(5-3)、一组下支撑件(5-4)和一个顶头(5-5)，上支撑件(5-3)的一端与顶头(5-5)铰接、另一端与底座(5-1)铰接，下支撑件(5-4)的一端与顶头(5-5)铰接、另一端与推进螺母(5-2)铰接，各支撑单元均匀分布在底座(5-1)和推进螺母(5-2)上；底座(5-1)上设有与卡接头匹配的卡接槽(9)，卡接槽的中心位置设有注浆通孔(9-1)，底座的底面上设有支撑脚(9-2)；/n所述安装套管(6)的一端上设有用于限制锚固件随着中空螺杆的转动而转动的限位槽(6-1)，限位槽(6-1)的数量与锚固件(5)的支撑单元的数量相同，限位槽的设置位置与各支撑单元的位置匹配；/n锚固件的推进螺母(5-2)安装在中空螺杆(1)的第一螺纹段(1-1)上，锚固件的底座的卡接槽(9)卡接在中空螺杆的卡接头(7)上，卡接槽(9)限制中空螺杆只能绕中空螺杆的轴线旋转；安装套管(6)套接在安装了锚固件的中空螺杆外，锚固件的顶头(5-5)从安装套管(6)的限位槽(6-1)中伸出，旋转中空螺杆(1)能带动推进螺母(5-2)在第一螺纹段(1-1)上移动，从而调整各支撑单元的顶头(5-5)与钻孔壁之间的距离；托盘(3)和止浆塞(4)通过固定螺母(2)安装在中空螺杆的第二螺纹段(1-2)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种预应力灌浆锚杆，包括中空螺杆(1)、固定螺母(2)、托盘(3)、止浆塞(4)，其特征在于，还包括锚固件(5)和安装套管(6)，
所述中空螺杆(1)包括第一螺纹段(1-1)、第二螺纹段(1-2)和无螺纹段(1-3)，第一螺纹段(1-1)与第二螺纹段(1-2)上的螺纹方向相反，第一螺纹段的一端端部连接无螺纹段(1-3)，无螺纹段的端部设有卡接头(7)，中空螺杆内设有注浆通道(8)，注浆通道(8)的入口位于第二螺纹段(1-2)的端部、注浆通道的出口位于卡接头(7)的端部；
所述锚固件(5)包括底座(5-1)、推进螺母(5-2)以及至少三个支撑单元，各支撑单元包括一组上支撑件(5-3)、一组下支撑件(5-4)和一个顶头(5-5)，上支撑件(5-3)的一端与顶头(5-5)铰接、另一端与底座(5-1)铰接，下支撑件(5-4)的一端与顶头(5-5)铰接、另一端与推进螺母(5-2)铰接，各支撑单元均匀分布在底座(5-1)和推进螺母(5-2)上；底座(5-1)上设有与卡接头匹配的卡接槽(9)，卡接槽的中心位置设有注浆通孔(9-1)，底座的底面上设有支撑脚(9-2)；
所述安装套管(6)的一端上设有用于限制锚固件随着中空螺杆的转动而转动的限位槽(6-1)，限位槽(6-1)的数量与锚固件(5)的支撑单元的数量相同，限位槽的设置位置与各支撑单元的位置匹配；
锚固件的推进螺母(5-2)安装在中空螺杆(1)的第一螺纹段(1-1)上，锚固件的底座的卡接槽(9)卡接在中空螺杆的卡接头(7)上，卡接槽(9)限制中空螺杆只能绕中空螺杆的轴线旋转；安装套管(6)套接在安装了锚固件的中空螺杆外，锚固件的顶头(5-5)从安装套管(6)的限位槽(6-1)中伸出，旋转中空螺杆(1)能带动推进螺母(5-2)在第一螺纹段(1-1)上移动，从而调整各支撑单元的顶头(5-5)与钻孔壁之间的距离；托盘(3)和止浆塞(4)通过固定螺母(2)安装在中空螺杆的第二螺纹段(1-2)上。


2.根据权利要求1所述预应力灌浆锚杆，其特征在于，锚固件的底座(5-1)、推进螺母(5-2)、上支撑件(5-3)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛浩宇，徐奴文，李彪，马克，周靖人，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：四川;51