旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿的制作方法
【專利摘要】旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，以可實(shí)現(xiàn)圍巖快速主動(dòng)或被動(dòng)支護(hù)，提高錨桿施工效率和施工質(zhì)量，有效控制支護(hù)工程成本。包括中空錨桿桿體和連接于其后端的由墊板、螺母組成的錨頭。所述中空錨桿桿體的前端部安裝有轉(zhuǎn)接器，轉(zhuǎn)接器具有供壓推桿桿體進(jìn)入中空錨桿桿體內(nèi)的通孔，壓推桿桿體前部插入該通孔內(nèi)，轉(zhuǎn)接器與壓推桿之間設(shè)置有鎖定其初始相對(duì)位置的剪力銷。所述壓推桿上安裝袋裝錨固劑，轉(zhuǎn)接器的前端為具有若干錐齒的齒盤。
【專利說明】
旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及隧道及地下工程圍巖支護(hù)，特別涉及一種應(yīng)用于隧道及地下工程圍巖支護(hù)的一種旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿。
【背景技術(shù)】
[0002]錨桿是結(jié)構(gòu)錨固或巖土體加固的一種受拉桿系結(jié)構(gòu)，分為預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿。預(yù)應(yīng)力錨桿是一種主動(dòng)支護(hù)型式，可將張拉力傳遞到穩(wěn)定的或適宜的巖土體中，從而將結(jié)構(gòu)與巖土體錨固在一起或加固巖土體。非預(yù)應(yīng)力錨桿是一種被動(dòng)支護(hù)型式，通過與巖土體共同變形，從而起到加固巖土體的作用。錨桿支護(hù)已廣泛應(yīng)用于隧道及地下工程、邊坡、基坑等工程。錨桿支護(hù)是錨噴支護(hù)的重要組成部分，提高了圍巖的支護(hù)效率，優(yōu)化了各種支護(hù)的承載比例，保障了工程施工安全，節(jié)省了工程造價(jià)。
[0003]全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿廣泛應(yīng)用于隧道及地下工程。全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿是錨桿孔內(nèi)桿體絕大部分或全部被錨固劑包裹，錨固劑的主要作用有兩點(diǎn)，其一是起膠結(jié)作用，將錨桿桿體與巖土體膠結(jié)在一起;其二是起防護(hù)作用，將錨桿桿體全長(zhǎng)包裹可對(duì)錨桿防腐進(jìn)行防護(hù)。根據(jù)錨固劑的不同，全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿分為樹脂錨桿和水泥砂漿錨桿，錨桿桿體有鋼質(zhì)桿體(實(shí)心、中空和錨索)和纖維增強(qiáng)塑料桿體(實(shí)心和中空)。
[0004]樹脂錨桿主要應(yīng)用于煤巷支護(hù)。樹脂(卷)錨固劑由樹脂膠泥與固化劑兩部分分隔包裝成卷形，混合后能使錨桿桿體與巖土體粘結(jié)在一起。超快速型樹脂錨固劑有兩種類型，即CKa型和CKb型。樹脂膠泥和固化劑混合后，CKa型樹脂錨固劑的凝膠時(shí)間為8?25秒，錨桿等待安裝時(shí)間為10?30秒;CKb型樹脂錨固劑的凝膠時(shí)間為26?40秒，錨桿等待安裝時(shí)間為30?60秒。煤巷錨桿支護(hù)，樹脂錨桿一般在60秒內(nèi)完成墊板和螺母的安裝，并且可以施加一定的預(yù)緊力。目前，樹脂錨桿是煤巷錨桿支護(hù)的主導(dǎo)型式，主要由以下幾方面因素:(I)煤炭及煤質(zhì)地層巖石硬度較小，氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)鉆孔比較容易；(2)樹脂錨桿孔徑比(錨孔內(nèi)徑與銷桿桿體外徑之比值)較小，銷桿長(zhǎng)度一般為1.6m?2.6m，樹脂藥卷使用量不多，有成本優(yōu)勢(shì)；(3)煤質(zhì)礦粉本身就是很好的固體潤(rùn)滑物質(zhì)，保障了樹脂藥卷及錨桿桿體順利地插入小孔徑比的錨孔；(4)樹脂錨固劑中樹脂膠泥與固化劑混合后凝固時(shí)間較短，適合快速安裝工藝；(5)樹脂凝膠體強(qiáng)度較高，樹脂錨桿抗拔力較高。
[0005]雖然目前樹脂錨桿是煤巷錨桿支護(hù)的主導(dǎo)型式，但是在公路/鐵路隧道、水工隧洞及地下洞室中應(yīng)用較少，尤其是鐵路隧道，主要原因如下:(I)鐵路隧道圍巖地質(zhì)條件復(fù)雜多變，軟弱、破碎地層中難以形成小孔徑比的錨孔；(2)鐵路隧道系統(tǒng)錨桿一般長(zhǎng)2.5m?5.0m，樹脂藥卷及錨桿可能不能順利地插入小孔徑比的錨孔中；(3)大孔徑比的錨孔需要更多的樹脂錨固劑，樹脂錨桿成本較高。
[0006]水泥砂漿錨桿(桿體實(shí)心和中空)是公路/鐵路隧道和水工隧洞及地下洞室錨桿支護(hù)的主導(dǎo)型式。鐵路隧規(guī)規(guī)定砂漿錨桿用的水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M20。全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿的墊板和螺母安裝應(yīng)在水泥砂漿的強(qiáng)度達(dá)到1MPa后進(jìn)行，因此，水泥砂漿漿體的終凝及初期強(qiáng)度的增長(zhǎng)總體上決定了錨桿支護(hù)施作花費(fèi)時(shí)間。M20水泥砂漿強(qiáng)度達(dá)到lOMpa，估計(jì)要I?2天，也就是錨桿螺母最終擰緊需要等待I?2天，因此，解決隧道工程縮短系統(tǒng)錨桿施作時(shí)間，提高錨桿施工質(zhì)量，優(yōu)化隧道施工工序的關(guān)鍵是錨桿快速錨固安裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明專利所要解決的技術(shù)問題是提供一種旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，以可實(shí)現(xiàn)圍巖快速主動(dòng)或被動(dòng)支護(hù)，提高錨桿施工效率和施工質(zhì)量，有效控制支護(hù)工程成本。
[0008]本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0009]本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，包括中空錨桿桿體和連接于其后端的由墊板、螺母組成的錨頭，其特征是:所述中空錨桿桿體的前端部安裝有轉(zhuǎn)接器，轉(zhuǎn)接器具有供壓推桿桿體進(jìn)入中空錨桿桿體內(nèi)的通孔，壓推桿桿體前部插入該通孔內(nèi)，轉(zhuǎn)接器與壓推桿之間設(shè)置有鎖定其初始相對(duì)位置的剪力銷;所述壓推桿上安裝袋裝錨固劑，轉(zhuǎn)接器的前端為具有若干錐齒的齒盤。
[0010]本發(fā)明專利的有益效果是，袋裝錨固劑安裝在壓推桿上，便于袋裝錨固劑送達(dá)錨孔內(nèi)頂端，配套機(jī)械或工具推旋轉(zhuǎn)中空錨桿桿體的外露端，中空錨桿桿體和轉(zhuǎn)接器旋轉(zhuǎn)，在壓扭作用力下剪力銷被剪斷，轉(zhuǎn)接器前端齒盤沿著壓推桿前行擠壓攪碎袋裝錨固劑的外包裝，使錨固劑漿液混合，從而錨桿前錨固段快速錨固，在不超過60秒的錨桿等待安裝時(shí)間后即可安裝墊板及螺母，并可先行施加一定的預(yù)應(yīng)力，隨后通過中空錨桿桿體注漿，實(shí)現(xiàn)錨桿后錨固段全長(zhǎng)粘結(jié)，快速地完成整根錨桿錨固安裝，實(shí)現(xiàn)圍巖快速主動(dòng)或被動(dòng)支護(hù)，提高錨桿施工效率和施工質(zhì)量;可作為低預(yù)應(yīng)力銷桿和非預(yù)應(yīng)力銷桿的系統(tǒng)銷桿，適用地層廣，可大大縮短系統(tǒng)錨桿施作時(shí)間，提高錨桿施工質(zhì)量，充分發(fā)揮圍巖的強(qiáng)度及自承能力，為隧道及地下工程施工提供安全保障，還可優(yōu)化施工工序;錨桿前錨固段由錨固劑錨固，后錨固段采用注漿錨固，可有效控制支護(hù)工程成本。
【附圖說明】
[0011]本說明書包括如下五幅附圖:
[0012]圖1是本發(fā)明專利旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明專利旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿中錨固劑包裝的安裝方式示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明專利旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿中轉(zhuǎn)接器的前端面視圖；
[0015]圖4是本發(fā)明專利旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿中轉(zhuǎn)接器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是本發(fā)明專利旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿的使用狀態(tài)參考圖。
[0017]圖中示出構(gòu)件名稱及所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記:中空錨桿桿體單元11、連接器13、墊板14、螺母15、壓推桿21、錐頭22、轉(zhuǎn)接器30、齒盤31、套筒32、剪力銷33、袋裝錨固劑40、前錨固段U、
后錨固段L2。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明專利/發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0019]參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，包括中空錨桿桿體和連接于其后端的由墊板14、螺母15組成的錨頭。所述中空錨桿桿體的前端部安裝有轉(zhuǎn)接器30，轉(zhuǎn)接器30具有供壓推桿21桿體進(jìn)入中空錨桿桿體內(nèi)的通孔，壓推桿21桿體前部插入該通孔內(nèi)，轉(zhuǎn)接器30與壓推桿21之間設(shè)置有鎖定其初始相對(duì)位置剪力銷33;所述壓推桿21上安裝袋裝錨固劑40，轉(zhuǎn)接器30的前端為具有若干錐齒的齒盤31。所述壓推桿21的前端具有錐頭22，袋裝錨固劑40安裝在錐頭22底面與齒盤31前端面之間。在錐頭22的保護(hù)下，便于袋裝錨固劑40送達(dá)錨孔內(nèi)頂端。
[0020]參照?qǐng)D5，施工時(shí)，配套機(jī)械或工具推旋轉(zhuǎn)中空錨桿桿體的外露端，中空錨桿桿體和轉(zhuǎn)接器30旋轉(zhuǎn)，在壓扭作用力下剪力銷33被剪斷，轉(zhuǎn)接器30前端齒盤31沿著壓推桿21前行擠壓攪碎袋裝錨固劑40的外包裝，使錨固劑漿液混合，從而使錨桿前錨固段1^快速錨固，在不超過60秒的錨桿等待安裝時(shí)間后即可安裝墊板14、螺母15，并可先行施加一定的預(yù)應(yīng)力，隨后通過中空錨桿桿體注漿形成后錨固段L2,實(shí)現(xiàn)錨桿后錨固段全長(zhǎng)粘結(jié)，快速地完成整根錨桿錨固安裝，實(shí)現(xiàn)圍巖快速主動(dòng)或被動(dòng)支護(hù)，提高錨桿施工效率和施工質(zhì)量。
[0021]參照?qǐng)D3和圖4，所述轉(zhuǎn)接器30由前部的齒盤31和后部的套筒32構(gòu)成，套筒32通過其內(nèi)螺紋安裝固定在中空錨桿桿體的前端部上。所述齒盤31前端面上錐齒按徑向、周向間隔設(shè)置。
[0022]參照?qǐng)D5，所述中空錨桿桿體全長(zhǎng)具有連續(xù)外螺紋，其后錨固段1^桿體上有I對(duì)出漿孔?？梢詾檎w式，也可以是拼裝式。參照?qǐng)D5，所述中空錨桿桿體由至少兩個(gè)中空錨桿桿體單元11通過帶孔或不帶孔的連接器13對(duì)接構(gòu)成。
[0023]以上所述只是用圖解說明本發(fā)明專利旋轉(zhuǎn)式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿的一些原理，并非是要將本發(fā)明專利局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本發(fā)明專利所申請(qǐng)的專利范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，包括中空錨桿桿體和連接于其后端的由墊板(14)、螺母(15)組成的錨頭，其特征是:所述中空錨桿桿體的前端安裝有壓推螺桿(21)、轉(zhuǎn)換器(30)組件，袋裝錨固劑(40)安裝在壓推螺桿(21)上;所述壓推螺桿(21)具有非自鎖外螺紋，與轉(zhuǎn)換器(30)相配合形成絲桿螺母機(jī)構(gòu);所述轉(zhuǎn)換器(30)的前端為具有若干錐齒的齒盤(31)。2.如權(quán)利要求1所述的推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，其特征是:所述壓推螺桿(21)的前端具有錐頭(22)，袋裝錨固劑(40)安裝在錐頭(22)底面與齒盤(31)前端面之間。3.如權(quán)利要求2所述的推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，其特征是:所述轉(zhuǎn)換器(30)由前部的齒盤(31)和后部的套筒(32)構(gòu)成，套筒(32)空套于中空錨桿桿體的前端部上，齒盤(31)的中孔上設(shè)周向間隔設(shè)置傳遞銷(33)，傳遞銷(33)與壓推螺桿(21)具有非自鎖外螺紋相配合。4.如權(quán)利要求3所述的推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，其特征是:所述齒盤(31)前端面上錐齒按徑向、周向間隔設(shè)置。5.如權(quán)利要求1所述的推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，其特征是:所述中空錨桿桿體為整體式，其外螺紋上套裝有帶孔連接器(13)。6.如權(quán)利要求1所述的推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，其特征是:所述中空錨桿桿體由至少兩個(gè)中空錨桿桿體單元(11)通過帶孔連接器(13)對(duì)接構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】E21D21/00GK105840221SQ201610318199
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月14日
【發(fā)明人】李奎, 趙東平, 鄭小艷, 吳航, 譚信榮, 喻渝, 高柏松, 王喚龍, 陶偉明, 張永平, 林本濤, 譚永杰, 余大龍
【申請(qǐng)人】中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司, 成都現(xiàn)代萬通錨固技術(shù)有限公司