[發明專利]軟巖用漲殼錨桿及其施工方法

在審

• 申請號: 202010412166.X
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111594241A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 羅士亮;程良奎;陶燕麗;王哲;虞興福;戚玉亮;董文澎
• 申請（專利權）人: 浙江聚能巖土錨固研究有限公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/00;E21D20/02;E02D5/74
• 代理公司: 杭州創智卓英知識產權代理事務所(普通合伙) 33324
• 代理人: 唐超文

本發明公開了一種軟巖用漲殼錨桿，包括漲殼、錨桿，所述漲殼兩端分別設置有漲殼內楔、錐形頂塊，漲殼內楔與漲殼頂部、錐形頂塊與漲殼底部均構成滑動式接觸；所述錨桿包括錨桿體，錨桿體一端通過連接套固定安裝有螺桿，螺桿與漲殼內楔通過螺紋傳動連接，連接套頂部嵌入錐形頂塊內并緊壓錐形頂塊的支撐凸緣；轉動錨桿驅動漲殼內楔和錐形頂塊向漲殼內運動直至錐形頂塊的支撐凸緣斷裂，使得漲殼片向外變形擴脹至圍巖孔壁對巖體施加預應力；同時還提供了該軟巖用漲殼錨桿的施工方法。本發明成本低，錨固效果好，施工效率高，能很好地應用于軟質巖層。

技術領域

本發明涉及巖土工程錨固支護技術領域，尤其涉及一種適用于軟質巖層的漲殼錨桿及其施工方法。

背景技術

在地下工程、礦上巷道、鐵路隧道、邊坡防護和軍工工程的施工過程中，為了防止地層變形、坍塌、失穩，需要對地層進行加固，所采用的主要措施是在地層中埋設砂漿錨桿或含漲殼頭的錨桿，利用錨桿的拉力以及與錨桿一體化的混泥土注漿體而使地層形成整體性加固結構，達到控制變形的目的。

與普通砂漿錨桿相比，預應力錨桿體現出了如下優勢：1、通過對在內外錨頭之間的巖體施加預應力，將形成巖石壓縮區；2)在巖體中連續安裝預應力錨桿，相互重疊交叉的壓縮區，將形成具有一定厚度的壓縮承載層；3)特別在隧道工程中，預應力錨桿形成的壓縮區能形成巖體的承載拱，在拱效應作用下，不但充分調動圍巖的自承能力，且對拱外側圍巖的抗力得到極大提升。預應力錨桿包括快速藥卷、漲殼錨桿等種類。其中，漲殼錨桿通常由漲殼、桿體、墊板、螺母等基本構件組成，必要時增加球墊、注漿管、排氣管、止漿塞、居中裝置等其它部件，屬于一種可預應力的機械式錨固錨桿。

與快速藥卷等錨桿相比，在鉆孔深度、桿體長度相當的情況下，漲殼錨桿形成的巖石壓縮區范圍更大，能提供更好的錨固效果。同時，因為無需等待錨固體固結，漲殼錨桿提供預應力的即時性也更具優勢，且通過采用注漿錨桿，能較好地應用于軟質巖層環境。如申請號CN201910265475.6的發明專利公開了一種極軟巖錨桿結構，包括中空錨桿體、連接套管、漲殼錨頭、止漿塞、墊板和固定螺母，所述中空錨桿體靠近連接套管的一側螺紋套裝有限位螺母，所述中空錨桿體的正表面、后表面、上表面和下表面均開設有位于限位螺母和連接套管之間的通槽，所述中空錨桿體的內部設有位于通槽處的移動塊，且移動塊在限位螺母內可進行移動，所述移動塊的正表面、后表面、上表面和下表面分別固定連接有連動塊；該發明具有錨桿支護效果好、錨固劑注入效率提高的優點，但仍存在的問題有：其在軟巖上的支護效果提高，依賴于設置于中空桿體上的支護筋條、膨脹鋼等構件的設計，結構較復雜，生產成本高，且作業完成后中空錨桿體外端向錨孔外側伸出，因工藝要求、安全性等因素需進行切割，增加施工步驟，降低作業效率，以及難以實現連續、機械化的作業。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種成本低、錨固效果好和施工效率高的的漲殼錨桿，且能在軟質巖層乃至不同工況得到良好應用，以及介紹該軟巖用漲殼錨桿的施工方法。

本發明的目的采用如下技術方案實現：

一種軟巖用漲殼錨桿，包括漲殼、錨桿，所述漲殼兩端分別設置有漲殼內楔、錐形頂塊，漲殼內楔與漲殼頂部、錐形頂塊與漲殼底部均構成滑動式接觸；所述錨桿包括錨桿體，錨桿體一端通過連接套固定安裝有螺桿，螺桿與漲殼內楔通過螺紋傳動連接，連接套頂部嵌入錐形頂塊內并緊壓錐形頂塊的支撐凸緣；轉動錨桿驅動漲殼內楔和錐形頂塊向漲殼內運動直至錐形頂塊的支撐凸緣斷裂，使得漲殼片向外變形擴脹至圍巖孔壁對巖體施加預應力。

進一步地，所述漲殼包括一體成型的漲殼連接部和分別設置在漲殼連接部兩側的兩組漲殼片，每組漲殼片周向設置在漲殼連接部上，漲殼內側上下形成有第一內錐面、內環面和第二內錐面，其中第一內錐面、第二內錐面分別與漲殼內楔、錐形頂塊的形狀相適配。

進一步地，所述漲殼內楔為錐形螺母結構，包括錐體，錐體內設置有帶內螺紋的通孔，錐體的外錐面與漲殼的第一內錐面為滑動式接觸。