[發明專利]一種用于巖體加固的大噸位多層傘型錨桿及應用方法

在審

• 申請號: 202211366826.0
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN115638010A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 程永輝;陳航;盧波;胡勝剛;江洎洧;徐棟棟;熊勇;胡偉;高文達
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/00;E02D5/74
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種用于巖體加固的大噸位多層傘型錨桿，包括多層傘型錨頭(1)、充氣系統(4)，其特征在于：所述多層傘型錨頭(1)由多個傘型錨頭(1-1)組成，單個傘型錨頭(1-1)包括圓臺形滑塊(5)、錨片(6)、水平導向塊(7)、膨脹限位環(8)、水平滑動件(9)；單個傘型錨頭(1-1)之間通過連接錨桿(2)和約束桿(3)相連，形成多層結構；連接錨桿(2)與下層傘型錨頭(1)的圓臺形滑塊(5)小頭端相連，從水平導向塊(7)中間的圓孔中穿過后與上層傘型錨頭(1)圓臺形滑塊(5)大頭端連接；最上層傘型錨頭(1-1)連有連接錨桿(2)且在孔口張拉鎖定；圓臺形滑塊(5)與錨片(6)在內部相互貼合擠壓，錨片(6)沿圓臺形滑塊(5)表面滑動，水平導向塊(7)約束錨片(6)只能沿徑向張開；膨脹限位環(8)用于充氣后膨脹抵住水平導向塊(7)，對錨桿進行張拉后帶動圓臺形滑塊(5)與錨片(5)發生錯動，擠壓錨片(5)徑向張開并與孔壁擠壓，直至達到預期的錨固力。

2.如權利要求1所述的一種用于巖體加固的大噸位多層傘型錨桿，其特征在于：所述圓臺形滑塊(5)為上小下大、截面為圓形的金屬塊，滑塊上設有T字型滑軌(10)，均勻布置在圓臺形滑塊(5)四周；圓臺形滑塊(5)上開有通槽，不阻礙約束桿(3)運動。

3.如權利要求1所述的一種用于巖體加固的大噸位多層傘型錨桿，其特征在于：所述錨片(6)為變截面金屬塊，外表面為圓柱面，內表面下部分為與圓臺形滑塊(5)貼合的圓臺側表面，上部分為垂直面，直徑略大于連接錨桿(2)，與下部分界處有明顯的直角臺階，用于控制圓臺形滑塊(5)的行程；頂部設有T字型部件(11)，在水平導向塊(7)的T字型滑槽(12)中徑向張開；底部連有約束桿(3)；錨片(6)的外表面刻有間槽，使外表面凹凸不平，以增大摩擦系數。

4.如權利要求1所述的一種用于巖體加固的大噸位多層傘型錨桿，其特征在于：所述膨脹限位環(8)設在最外層傘型錨頭(1)的水平導向塊(7)上方，并與水平導向塊(7)相連，在初始階段為收縮的環，最大直徑小于水平導向塊(7)外徑；膨脹限位環(8)與充氣系統(4)相連，充氣膨脹后，膨脹限位環(8)可擠壓鉆孔壁產生摩阻力，進而抵住水平導向塊(7)防止其隨錨桿拉拔而被拔出；膨脹限位環(8)膨脹時內圈不與連接錨桿(2)接觸，不會阻礙其拉拔。

5.如權利要求1所述的一種用于巖體加固的大噸位多層傘型錨桿，其特征在于：所述水平滑動件(9)位于除最外層外的各層傘型錨頭(1-1)水平導向塊(7)上方，具有雙層結構，下層結構與水平導向塊(7)相連，上層結構與上一層錨片(6)下的約束桿(3)相連，兩層之間設有可水平錯開滑動的軌道，上層錨片(6)張開時能帶動約束桿(3)，使其能夠沿徑向水平移動而不能沿鉆孔深度方向移動，進而抵住水平導向塊(7)，約束其沿鉆孔深度方向的移動，又可以實現下一層錨片(6)的自由張開。

6.如權利要求1所述的一種用于巖體加固的大噸位多層傘型錨桿，其特征在于：所述充氣系統(4)包括充氣管(13)和氣泵(14)，充氣管(13)一端與外部的氣泵(14)連接，一端與最外層傘型錨頭(1-1)的膨脹限位環(8)相連，使其充氣膨脹。

7.一種如權利要求1-6中任一項所述的用于巖體加固的大噸位多層傘型錨桿的應用方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一、利用鉆孔設備鉆孔至預定深度后，將收攏狀態的多個傘型錨頭(1-1)與連接錨桿(2)、約束桿(3)逐個相連形成多層傘型錨頭(1)，同時用充氣管(13)連接氣泵(14)與最上層錨頭(1-1)的膨脹限位環(8)，逐段伸入鉆孔中，直至到達預定深度；

步驟二、打開氣泵(14)，對膨脹限位環(8)充氣，使其膨脹抵住水平導向塊(7)，限制多層傘型錨頭不會隨錨桿一起拔出后，在末端對連接錨桿(2)進行初始張拉，使圓臺形滑塊(5)隨連接錨桿(2)一起向外拔出，迫使錨片(6)沿水平導向塊(7)的T字型滑槽(12)徑向張開，直至擠壓孔壁；

步驟三、在鉆孔外安裝承壓板、張拉和鎖定裝置，對多層傘型錨桿繼續張拉，千斤頂壓力計顯示拉力達預定錨固力時鎖定，施工完成。