一种组合式预应力水力膨胀注浆锚杆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种组合式预应力水力膨胀注浆锚杆。它包括锚固剂层，钻孔，杆体、高强度粘结层、水力膨胀外壳、托盘和水力膨胀内壳；杆体一端通过锚固剂层固定在钻孔内，另一端伸出钻孔、且通过托盘和螺母固定在围岩上；水力膨胀结构通过高强度粘结层与杆体粘结；水力膨胀结构一端位于杆体中部，另一端与钻孔孔口齐平、且位于托盘内侧；水力膨胀结构为一根钢管径向弯曲而成、且两端通过高强度粘结层进行密封；水力膨胀结构内设置空腔；注水口安装在水力膨胀结构上、且与空腔连通。本实用新型专利技术具有结构简单，使用方便，同时实现了锚杆杆体轴向和径向的预应力施加，并可对围岩进行注浆加固，对围岩板裂化、片帮和岩爆具有抑制的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式预应力水力膨胀注浆锚杆


[0001]本技术涉及岩土体锚固
，具体是指一种组合式预应力水力膨胀注浆锚杆，特别是指可同时施加杆体轴向和径向预应力或只施加杆体轴向预应力的锚杆，并可对围岩进行注浆加固，针对围岩发生板裂化、片帮或岩爆时，造成托盘与围岩表面脱空，锚杆仍然具有一定的支护作用。

技术介绍

[0002]预应力锚杆作为一种主动支护方式，与普通粘结式锚杆相比，具有快速提供支护力的突出特点。通过施加主动预应力，有利于改善岩体应力状态，缓解围岩应力集中程度，并促使围岩内裂纹闭合、及时抑制裂隙扩展与贯通；预应力锚杆依靠垫板给围岩施加一个表面的支护力，给围岩提供了一定的支护围压，进而能够有效抑制围岩的破坏，预应力锚杆作为一种经济有效的支护手段，可显著改善巷道/隧道围岩变形情况，但是部分巷道由于板裂化、片帮和岩爆，导致托盘与围岩表面脱空，使得锚杆的预应力丧失，造成锚杆失效，无法满足岩体工程开挖的支护要求。
[0003]因此，开发一种满足托盘与围岩表面脱空后仍能提供支护作用的锚杆很有必要。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了提供一种组合式预应力水力膨胀注浆锚杆，结构简单，使用方便，同时实现了锚杆杆体轴向和径向的预应力施加，并对围岩进行注浆加固，对围岩板裂化、片帮和岩爆具有抑制作用。特别是在托盘与围岩脱空后，由于水力膨胀外壳膨胀后与孔壁紧贴在一起，具有一定的摩擦力，使得杆体轴向仍然具有预紧力。为了实现上述目的，本技术的技术方案为：一种组合式预应力水力膨胀注浆锚杆，其特征在于：包括锚固剂层，钻孔，杆体、高强度粘结层、水力膨胀外壳、托盘和水力膨胀内壳；
[0005]杆体一端通过锚固剂层固定在钻孔内，另一端伸出钻孔、且通过托盘和螺母固定在围岩上；
[0006]水力膨胀结构通过高强度粘结层与杆体粘结；水力膨胀结构一端位于杆体中部，另一端与钻孔孔口齐平、且位于托盘内侧；
[0007]水力膨胀结构为一根钢管径向弯曲而成、且两端通过高强度粘结层进行密封；水力膨胀结构内设置空腔；
[0008]注水口安装在水力膨胀结构上、且与空腔连通。
[0009]在上述技术方案中，水力膨胀结构包括水力膨胀外壳和水力膨胀内壳；水力膨胀内壳通过高强度粘结层与杆体粘结；
[0010]水力膨胀外壳设置在水力膨胀内壳外侧；
[0011]水力膨胀外壳与水力膨胀内壳通过高强度粘结层进行密封；
[0012]空腔设置在水力膨胀外壳与水力膨胀内壳之间。
[0013]在上述技术方案中，杆体为注浆锚杆；注浆孔设置在杆体内部。
[0014]在上述技术方案中，注浆孔包括注浆主孔和注浆支孔；
[0015]注浆主孔设置在杆体内部；
[0016]注浆支孔一端与注浆主孔连通、另一端设置在杆体外壁上。
[0017]在上述技术方案中，注浆主孔贯穿杆体；注浆主孔的长度与杆体的长度相等；
[0018]注浆支孔有多个，多个注浆支孔呈交错布置。
[0019]本技术具有如下优点：
[0020]本技术以普通预应力锚杆为基础，将杆体套入水力膨胀壳体中，并通过高强度粘结层固定，通过托盘和螺母提供杆体轴向预紧力，通过注水使水力膨胀壳体胀来提供径向预紧力(通过外部高压泵连接注水孔进行注水，即可把水力膨胀壳体胀开)；同时实现了锚杆杆体轴向和径向的预应力施加，并对围岩进行注浆加固，对围岩板裂化、片帮和岩爆具有抑制作用；特别是在托盘与围岩脱空后，由于水力膨胀外壳膨胀后与孔壁紧贴在一起，具有一定的摩擦力，使得杆体轴向仍然具有预紧力；克服了现有锚杆托盘与围岩表面脱空后锚固力失效的缺点。
附图说明
[0021]图1为本技术组合式预应力水力膨胀注浆锚杆膨胀前的轴向结构示意图。
[0022]图2为本技术组合式预应力水力膨胀注浆锚杆膨胀前的径向结构示意图。
[0023]图3为本技术组合式预应力水力膨胀注浆锚杆膨胀后的轴向结构示意图。
[0024]图4为本技术组合式预应力水力膨胀注浆锚杆膨胀后的径向结构示意图。
[0025]图5为本技术在托盘与围岩表面脱空后的轴向工作结构示意图。
[0026]图6为本技术在托盘与围岩表面脱空后的径向工作结构示意图。
[0027]图7为本技术在围岩表面存在裂隙、且托盘与围岩表面脱空后的轴向工作结构示意图。
[0028]在图7中，A表示裂隙。
[0029]图中1
‑
锚固剂层，2
‑
钻孔，3
‑
杆体，4
‑
高强度粘结层，5
‑
水力膨胀外壳，6
‑
托盘，7
‑
注水口，8
‑
螺母，9
‑
水力膨胀内壳，10
‑
围岩，11
‑
水，12
‑
脱空部分，13
‑
注浆孔，14
‑
水力膨胀结构，15
‑
空腔。
具体实施方式
[0030]下面结合附图详细说明本技术的实施情况，但它们并不构成对本技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本技术的优点更加清楚和容易理解。
[0031]参阅附图可知：一种组合式预应力水力膨胀注浆锚杆，其特征在于：包括锚固剂层1，钻孔2，杆体3、高强度粘结层4、水力膨胀外壳5、托盘6和水力膨胀内壳9；
[0032]杆体3一端通过锚固剂层1固定在钻孔2内，另一端伸出钻孔2、且通过托盘6和螺母8固定在围岩10上；通过锚固剂层1将杆体3一端固定在钻孔2孔底端，在围岩发生破坏前后以及部分巷道由于板裂化、片帮和岩爆导致托盘与围岩表面脱空时，持续提供轴向的锚固力；
[0033]水力膨胀结构14通过高强度粘结层4与杆体3粘结；水力膨胀结构14一端位于杆体3中部，另一端与钻孔2孔口齐平、且位于托盘6内侧；通过注水口7向空腔15内注水使水力膨
胀结构14发生膨胀，在空腔15内水11的压力下，水力膨胀结构14的外壳(即水力膨胀外壳5)紧贴钻孔孔壁、水力膨胀结构14的内壳(即水力膨胀内壳9)紧贴杆体3，从而将杆体3的另一端固定在钻孔孔口端，同时在围岩发生破坏前后以及部分巷道由于板裂化、片帮和岩爆导致托盘与围岩表面脱空时，持续提供径向的锚固力；
[0034]水力膨胀结构14为一根钢管径向弯曲而成、且两端通过高强度粘结层4进行密封；水力膨胀结构14内设置空腔15；
[0035]注水口7安装在水力膨胀结构14上、且与空腔15连通；通过高强度粘结层4将水力膨胀外壳5和水力膨胀内壳9端部密封，杆体3和水力膨胀内壳9粘结，形成组合式预应力水力膨胀注浆锚杆，实现杆体径向预应力的施加。
[0036]本技术中的锚固剂层选用环氧树脂，用于将锚杆和围岩粘结成一体；本技术中的高强度粘结层选用高强度的胶，用于连接水力膨胀内壳和杆体连接。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式预应力水力膨胀注浆锚杆，其特征在于：包括锚固剂层(1)，钻孔(2)，杆体(3)、高强度粘结层(4)、水力膨胀外壳(5)、托盘(6)和水力膨胀内壳(9)；杆体(3)一端通过锚固剂层(1)固定在钻孔(2)内，另一端伸出钻孔(2)、且通过托盘(6)和螺母(8)固定在围岩(10)上；水力膨胀结构(14)通过高强度粘结层(4)与杆体(3)粘结；水力膨胀结构(14)一端位于杆体(3)中部，另一端与钻孔(2)孔口齐平；水力膨胀结构(14)为一根钢管径向弯曲而成、且两端通过高强度粘结层(4)进行密封；水力膨胀结构(14)内设置空腔(15)；注水口(7)安装在水力膨胀结构(14)上、且与空腔(15)连通。2.根据权利要求1所述的组合式预应力水力膨胀注浆锚杆，其特征在于：水力膨胀结构(14)包括水力膨胀外壳(5)和水力膨胀内壳(9)；水力膨胀内壳(9)通过高强度粘结层(4)与杆体(3)粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：周辉，胡明明，高阳，涂洪亮，卢景景，张传庆，胡大伟，徐福通，肖建成，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：新型
国别省市：