一种可辅助清孔的涨壳锚头及高负压清孔锚固系统技术方案

本实用新型专利技术涉及岩土锚固技术领域，公开了一种可辅助清孔的涨壳锚头，包括涨壳体和与涨壳体配合的锚瓣，所述锚瓣外侧面下部布设有呈锯齿状的多级刮板，多级所述刮板的外径由下至上逐级增大，每个刮板的开口朝向与钻进方向一致。还公开了一种高负压清孔锚固系统，在钻进过程中，利用多级刮板的角度差和位置差，可对破碎岩壁进行有效刮除，使岩孔壁处于临界破碎状态的区域全部脱落，能够消除岩壁上碎屑的黏结和附着等现象，来实现不同级别和不同岩层深度的破碎围岩的辅助清理，在高负压气流作用下，碎屑从中空锚杆的中心孔抽出，达到彻底清孔的效果，从而获得高质量的钻孔，增加后续注浆的强度，增强锚固效果。

A kind of expanding shell anchor head and high negative pressure hole cleaning and anchoring system which can assist hole cleaning

【技术实现步骤摘要】
一种可辅助清孔的涨壳锚头及高负压清孔锚固系统
本技术涉及岩土锚固
，具体涉及一种可辅助清孔的涨壳锚头及高负压清孔锚固系统。
技术介绍
岩土锚固是提高岩土工程稳定性和解决复杂岩土工程问题的有效方式。目前的岩土锚固施工工艺，通常采用先钻孔后锚固注浆的方式，这对涨壳式锚固系统更加适用。涨壳式锚固系统通常在钻孔后，涨壳锚头的涨开与围岩产生摩擦，并将杆体的拉力传递到周围岩土，达到预支护的作用，其支护力的强弱受岩孔质量的影响较大。钻孔后的岩孔质量主要受到未脱落破碎体的影响。为保证岩孔的高质量，实现充足的预应力锚固效果，需要充分实现岩孔临界破碎体完全脱落，裸漏出基岩，保证锚固力完全施加在基岩上，达到高强度的锚固效果，而彻底的清孔可增加后续注浆的强度。目前已有多种方式进行钻孔后的清孔工作，比如水洗清孔、高压风吹扫清孔，但都存在一定的问题，比如，水洗清孔时钻孔后的碎屑或黏土可能存在岩壁的黏结和附着现象，涨壳锚头的锚固也可能支护于该碎屑或粘结物附着结构区域，致使在灌浆后易造成沉渣夹层等；高压风吹扫清孔时若孔口向上，底部将有残留碎屑，且岩孔壁处于临界破碎状态的区域仍不能保证全部脱落，涨壳锚头的锚固力可能会施加在破碎围岩上，造成锚固力不足，强度较低，甚至会作为潜在不安全因素，引发工程事故。因此，必须改进涨壳锚头的结构，使其能够辅助清孔，以将钻孔中岩土碎屑彻底清理干净，增强涨壳锚头的锚固强度。授权公告号为CN206256921U的技术专利公开了一种叶瓣可自动涨开的滑道式涨壳锚头，其能够适合不同施工条件下实现叶瓣自动涨开，但不具有辅助清理钻孔中碎屑的功能。
技术实现思路
本技术的目的针对现有清孔方式不能彻底清理钻孔中碎屑，及涨壳锚头不能辅助清孔的问题，提供一种可辅助清孔的涨壳锚头及高负压清孔锚固系统。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供一种可辅助清孔的涨壳锚头，包括涨壳体和与涨壳体配合的锚瓣，所述锚瓣外侧面下部布设有呈锯齿状的多级刮板，多级所述刮板的外径由下至上逐级增大，每个刮板的开口朝向与钻进方向一致。进一步地，所述靠近锚瓣中部的刮板外径比钻孔孔径大1~1.5mm。进一步地，所述刮板有3级，且刮板的倾斜角度由下至上依次为20°、25°和25°。进一步地，每个所述刮板的边缘镶嵌有硬质合金刀片。本技术还提供高负压清孔锚固系统，包括：中空锚杆、垫板、固定中空锚杆的螺母、高负压真空泵和上述可辅助清孔的涨壳锚头，所述高负压真空泵通过软管连接中空锚杆的一端；所述可辅助清孔的涨壳锚头安装在中空锚杆另一端。相比现有技术，本技术的有益效果在于：本技术在锚瓣外侧面下部布设有呈锯齿状的多级刮板，多级刮板的外径由下至上逐级增大，在钻进过程中，利用多级刮板的角度差和位置差，可对破碎岩壁进行有效刮除，使岩孔壁处于临界破碎状态的区域全部脱落，能够消除岩壁上碎屑的黏结和附着等现象，来实现不同级别和不同岩层深度的破碎围岩的辅助清理，在高负压气流作用下，碎屑从中空锚杆的中心孔抽出，达到彻底清孔的效果，从而获得高质量的钻孔，增加后续注浆的强度，增强锚固效果。附图说明图1为本技术一种可辅助清孔的涨壳锚头的结构示意图。图2为本技术一种可辅助清孔的涨壳锚头的主视图。图3为本技术一种可辅助清孔的涨壳锚头中涨壳体的结构示意图。图4为本技术一种可辅助清孔的涨壳锚头中锚瓣的结构示意图。图5为本技术高负压清孔锚固系统的结构示意图。附图中标记：1为涨壳体，2为锚瓣，3为刮板，4为中空锚杆，5为垫板，6为螺母，7为高负压真空泵。具体实施方式以下实施例用于说明本技术，但不用来限定本技术的保护范围。如图1~图4所示，一种可辅助清孔的涨壳锚头，包括涨壳体1和与涨壳体1配合的锚瓣2，锚瓣2外侧面下部布设有呈锯齿状的多级刮板3，多级所述刮板3的外径由下至上逐级增大，每个刮板3的开口朝向与钻进方向一致。靠近锚瓣2中部的刮板3外径比钻孔孔径大1~1.5mm。本实施例示出的刮板3有3级，且刮板3的倾斜角度由下至上依次为20°、25°和25°，位于上端的刮板3比其下端的刮板3的外径大0.5mm。在钻进过程中，利用多级刮板3的角度差和位置差，可对破碎岩壁进行有效刮除，使岩孔壁处于临界破碎状态的区域全部脱落，能够消除岩壁上碎屑的黏结和附着等现象，来实现不同级别和不同岩层深度的破碎围岩的辅助清理，在高负压气流作用下，碎屑从中空锚杆4的中心孔抽出，达到彻底清孔的效果，从而获得高质量的钻孔，增加后续注浆的强度，增强锚固效果。作为一种优选的实施方案，每个刮板3的边缘镶嵌有硬质合金刀片，这样当遇到较大的岩石碎屑时，利用钻进过程的旋转作用，硬质合金刀片可将碎屑切割成更小的颗粒，以从中空锚杆抽出。本实施例中采用的涨壳锚头具体为滑道式涨壳锚头，具体可参考图3和图4，涨壳体1的后端为中空状，在涨壳体1呈舌形面的下部两侧设置滑动轨道，锚瓣2为上扁下厚的片状结构，锚瓣2配合置于涨壳体1两侧的滑动轨道上，滑动轨道底部设有第一注浆槽，锚瓣2上设有与滑动轨道底部第一注浆槽对应的第二注浆槽，锚瓣2与涨壳体组合后，第一注浆槽与第二注浆槽连通涨壳体1后端的空腔，进而与中空锚杆中心孔的形成连通。如图5所示，高负压清孔锚固系统，包括：中空锚杆4、垫板5、固定中空锚杆4的螺母6、高负压真空泵7和上述可辅助清孔的涨壳锚头，所述高负压真空泵7通过软管连接中空锚杆4的一端；所述可辅助清孔的涨壳锚头安装在中空锚杆4另一端。在钻机钻出钻孔后，先用高压风吹扫清孔，经一次高压风清孔处理后，组合本技术高负压清孔锚固系统，即将涨壳锚头安装在中空锚杆4一端，中空锚杆4穿过垫板5后用螺母6固定，中空锚杆4另一端用软管连接高负压真空泵7，高负压真空泵7具体可采用江苏欧瑞迪环保科技有限公司生产的HRB-H单级旋涡气泵。在涨壳锚头打入岩孔的过程中，涨壳锚头顶部的多级刮板3配合中空锚杆4，利用多级刮板3的角度差和位置差，使岩孔壁处于临界破碎状态的区域全部脱落，来实现不同级别和不同岩层深度的破碎围岩的辅助清理，以中空锚杆4的中心孔为通风孔，在高负压气流作用下，碎屑从中空锚杆4的中心孔抽出，实现边钻进边二次清孔的目的，从而获得高质量的钻孔。清孔完毕后，拆除高负压真空泵，连接注浆系统。以上所述之实施例，只是本技术的较佳实施例而已，仅仅用以解释本技术，并非限制本技术实施范围，对于本
的技术人员来说，当然可根据本说明书中所公开的
技术实现思路
，通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式，故凡在本技术的原理上所作的变化和改进等，均应包括于本技术申请专利范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可辅助清孔的涨壳锚头，包括涨壳体（1）和与涨壳体（1）配合的锚瓣（2），其特征在于，所述锚瓣（2）外侧面下部布设有呈锯齿状的多级刮板（3），多级所述刮板（3）的外径由下至上逐级增大，每个刮板（3）的开口朝向与钻进方向一致。/n

【技术特征摘要】
1.一种可辅助清孔的涨壳锚头，包括涨壳体（1）和与涨壳体（1）配合的锚瓣（2），其特征在于，所述锚瓣（2）外侧面下部布设有呈锯齿状的多级刮板（3），多级所述刮板（3）的外径由下至上逐级增大，每个刮板（3）的开口朝向与钻进方向一致。


2.根据权利要求1所述的一种可辅助清孔的涨壳锚头，其特征在于，靠近所述锚瓣（2）中部的刮板（3）外径比钻孔孔径大1~1.5mm。


3.根据权利要求1所述的一种可辅助清孔的涨壳锚头，其特征在于，所述刮板（3）有3级，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进海，马武祥，肖智广，许岩波，许战波，
申请(专利权)人：洛阳恒诺锚固技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41