一种边坡锚固装置及其锚固方法与流程

1.本发明涉及坡防护工程领域，尤其涉及一种边坡锚固装置及其锚固方法。


背景技术：

2.边坡锚固装置是一种土木工程结构,用于稳定边坡,防止边坡滑坡、崩塌。边坡锚固装置通常根据边坡的类型和施工条件进行选择。
3.边坡锚固装置考虑边坡的工程地质条件、形状尺寸、施工条件等因素。需要确定锚固装置的锚固形式、锚固深度、锚固间距、锚杆数量、锚索数量、锚索施加力等参数。施工时要控制锚杆施工质量,确保锚杆深度和方向正确,并要合理布置锚索,确保锚索施加的拉力能够有效稳定边坡。
4.现有的锚杆是一根螺纹钢筋配合螺母组合而成，将锚杆插入到钻好的锚孔内然后用砂浆固定在岩体中。这样锚杆在受到拉力的时候，锚固的作用力仅仅依靠螺纹钢和混凝土砂浆之间的粘合力，整体的锚固力较低；其次由于岩体边坡条件限制，对于锚孔的加工困难，角度偏差较大而影响锚固能力。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种边坡锚固装置及其锚固方法，能提供更加可靠稳点的锚固力，并能适应不同倾斜度的锚孔。
6.本发明第一方面提供在于一种边坡锚固装置，包括：
7.锚孔，所述锚孔包括扩孔段与缩径段，所述扩孔段形成于所述锚孔底部，所述缩径段连接扩孔段与地面；
8.锚杆，所述锚杆两端形成控制端与锚固端，所述控制端设置于所述锚孔外部，所述锚固端伸入所述锚孔内部；所述锚固端开设有径向孔，所述径向孔内铰接有旋转杆；所述锚杆轴心开设有轴向孔，所述轴向孔贯通所述径向孔与控制端，所述轴向孔内套设有控制杆，通过所述控制杆驱动所述旋转杆转动，从而使所述旋转杆侧面与所述扩孔段内壁抵持将所述锚杆固定于锚孔。
9.在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，还包括固定板，所述固定板设置于所述控制端，所述固定板具有可供所述锚杆穿过的通孔；所述锚杆控制端设置有锁紧螺母，通过所述锁紧螺母将所述锚杆与所述固定板锁紧。
10.在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述锁紧螺母与所述固定板间设置有锁止垫圈，所述锁止垫圈具有与所述锚杆轴向一致的弹性力，所述锁止垫圈开口两端均形成尖角。
11.在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述旋转杆靠近所述控制杆一端倾斜设置有导向板，当所述旋转杆与所述锚杆轴线平行时，所述导向板与所述控制杆轴线形成角度。
12.在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述旋转杆与所述锚杆铰接处形
成铰接轴；所述导向板延伸至所述铰接轴；所述旋转杆远离所述导向板的一端设置有限位板，当所述旋转杆转动至预设角度时，所述导向板与所述控制杆抵持，限制所述旋转杆进一步转动。
13.在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述径向孔端部设置有卡块，所述卡块具有弹力，当所述旋转杆轴线与所述锚杆轴线平行时，所述卡块与所述旋转杆端部抵持。
14.在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述锚杆与所述铰接轴连接处开设有滑槽，所述滑槽方向与所述锚杆轴线方向一致，所述铰接轴可在所述滑槽内滑动，从而使所述旋转杆侧面与所述径向孔孔壁抵持；所述径向孔孔壁与所述旋转杆接触处形成有抵接面，所述抵接面与所述旋转杆侧面适配。
15.在本发明第一方面中，作为一种优选的实施例，所述控制杆与所述轴向孔螺接，通过向所述控制杆输入扭矩使控制杆推动所述旋转杆转动。
16.本发明第二方面提供一种使用如本发明第一方面所述的边坡锚固装置进行边坡锚固的方法，包括以下步骤：
17.步骤1：在边坡岩体上开设锚孔，通过扩孔得到扩孔段与缩径段；
18.步骤2：将所述锚杆锚固端插入锚孔内，所述锚固端经由所述缩径段放置于所述扩孔段中；
19.步骤3：通过所述控制杆推动所述旋转杆转动，从而使所述旋转杆轴线与所述锚杆轴线形成角度差，所述旋转杆两端向所述径向孔外部伸出，所述旋转杆侧面与所述扩孔段内壁抵持。
20.在本发明第二方面中，作为一种优选的实施例，步骤3后还包括以下步骤，
21.步骤4：旋紧锁紧螺母将锚杆固定；
22.步骤5：将控制杆取出从而使轴向孔暴露，所述轴向孔与所述径向孔形成注浆通道；
23.步骤6：通过所述注浆通道向所述锚孔内灌注混凝土砂浆。
24.相比现有技术，本发明的有益效果在于：
25.本实施例的边坡锚固装置通过旋转杆两端伸出与锚孔内壁抵持，大大提高了锚固范围，从而使其锚固能力更强。再者，由于边坡锚固的特性，不似在平地锚固稳定，边坡锚孔由于施工条件的限制容易产生角度偏差，本实施例的锚固装置通过将旋转杆铰接的方式，旋转杆角度可根据锚孔内壁实际倾斜程度产生自适应调节，使之更好地与锚孔内壁贴合，以此提供更稳定可靠的锚固力。
附图说明
26.图1为本发明边坡锚固装置的结构示意图；
27.图2为本发明边坡锚固装置的锚杆的结构示意图；
28.图3为本发明边坡锚固装置的锚杆的另一角度的立体图；
29.图4为本发明边坡锚固装置的锚杆的主视图；
30.图5为本发明边坡锚固装置的锚杆的内部结构示意图；
31.图6为本发明边坡锚固装置的旋转杆的结构示意图；
32.图7为本发明边坡锚固装置的旋转杆收回状态示意图。
33.图中：100、锚孔；110、缩径段；120、扩孔段；200、锚杆；211、径向孔；212、轴向孔；213、卡块；214、滑槽；215、抵接面；220、旋转杆；221、导向板；222、限位板；223、铰接轴；230、控制杆；300、固定板；310、锁紧螺母；320、锁止垫圈。
具体实施方式
34.下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解对本技术的限制。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
36.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
38.实施例一
39.如图1-7所示的边坡锚固装置，包括，
40.锚孔100，开设于岩体边坡的锚孔100，锚孔100包括形成于锚孔100底部的扩孔段120与连接扩孔段120与地面的缩径段110；
41.锚杆200，锚杆200用于插入并固定于锚孔100内；锚杆200两端形成控制端与锚固端，控制端设置于锚孔100外部，锚固端用于伸入并将锚杆200固定于锚孔100之内；锚杆200锚固端开设有径向孔211，径向孔211内铰接有旋转杆220；锚杆200内部开设有轴向孔212，轴向孔212贯通径向孔211与控制端，轴向孔212内套设有控制杆230，通过控制杆230使旋转杆220旋转从而使旋转杆220与扩孔段120内壁抵持将锚杆200固定于锚孔100之内；
42.固定板300，固定板300设置于控制端，固定板300具有可供锚杆200穿过的通孔；锚杆200锚固端穿过通孔进入锚孔100内部进行固定，控制端螺接有锁紧螺母310，通过锁紧螺母310将锚杆200与固定板300锁紧，防止锚杆200滑动。
43.使用时先在边坡岩体上开设锚孔100，通过扩孔得到扩孔段120与缩径段110，将锚
杆200锚固端经过固定板300通孔插入锚孔100内，此时铰接于径向孔211内的旋转杆220轴线与锚杆200轴线一致，从而使旋转杆220完全收纳于径向孔211，即旋转杆220处于收回状态，从而使锚固端顺利经过缩径段110直至扩孔段120中；通过控制杆230推动旋转杆220转动，旋转杆220轴线与锚杆200轴线形成一定角度，旋转杆220两端向锚杆200外部伸出，将旋转杆220侧面与扩孔段120内壁抵持；旋紧锁紧螺母310将锚杆200固定。其中锚孔100是通过钻孔设备在岩体上钻孔得到，锚杆200固定后，还可将控制杆230旋出，将轴向孔212暴露，轴向孔212与径向孔211提供向锚孔100注浆通道，后续可通过灌注在锚孔100内的混凝土砂浆进一步实现锚杆200的固定。
44.本实施例的边坡锚固装置通过旋转杆220两端伸出与锚孔100内壁抵持，大大提高了锚固范围，增强锚固装置的抗拔能力。再者，由于边坡锚固的特性，不似在平地锚固稳定，边坡锚孔100由于施工条件的限制容易产生角度偏差，本实施例的锚固装置通过将旋转杆220铰接的方式，旋转杆220角度可根据锚孔100内壁实际倾斜程度产生自适应调节，使之更好地与锚孔100内壁贴合，以此提供更稳定可靠的锚固力。
45.进一步地，锁紧螺母310与固定板300之间设置有锁止垫圈320，锁止垫圈320具有与锚杆200轴线方向一致的弹性力，锁止垫圈320开口处形成有尖角。通过锁止垫圈320产生一个持续的弹力，使锁紧螺母310与固定板300的螺纹连接副持续保持一个摩擦力，产生阻力矩，防止锁紧螺母310松动。同时锁止垫圈320的开口处的尖角分别嵌入锁紧螺母310与固定板300表面，从而防止锁紧螺母310相对于固定板300回转；除此之外，锁止垫圈320的弹力使旋转杆220贴近扩孔段120内壁，防止旋转杆220回转，进一步提升了锚固装置的锚固力。
46.其中控制杆230使旋转杆220旋转可通过设置弹性元件弹出，或者连杆推出等方式实现。在本实施例中，旋转杆220靠近控制杆230一端设置有导向板221，当旋转杆220轴线与锚杆200轴线平行时，即旋转杆220收纳入径向孔211时，导向板221与锚杆200轴线形成一定角度；使控制杆230伸出通过导向板221推动旋转杆220，旋转杆220在导向板221的作用下产生角度偏移，从而将旋转杆220两端伸出。进一步的，导向板221延伸至旋转杆220与锚杆200铰接处，从而使控制杆230在导向板221的引导下将旋转杆220推动至最大角度，旋转杆220远离导向板221的一端设置有限位板222，当旋转杆220转动至限制角度时，导向板221与控制杆230抵制，由此限制旋转杆220进一步转动，以此防止旋转杆220回旋至径向孔211中。
47.进一步地，径向孔211端部设置有卡块213，卡块213具有弹力；当旋转杆220轴线与锚杆200轴线平行时，即旋转杆220收纳入径向孔211时，卡块213与旋转杆220端部抵持，防止锚杆200进入锚孔100缩径段110时旋转杆220转动两端伸出而卡住，当锚固端顺利进入扩孔段120时，在控制杆230的驱动下，旋转杆220使卡块213产生形变，由此克服卡块213弹力从径向孔211中旋出。
48.在一些优选的实施方式中，旋转杆220与锚杆200铰接处形成铰接轴223；锚杆200与铰接轴223连接处开设有滑槽214，滑槽214方向与锚杆200轴线方向一致，铰接轴223可在滑槽214内滑动，从而使旋转杆220滑动连接于锚杆200。使用时通过控制杆230推动旋转杆220，将旋转杆220推动至径向孔211端部，旋转杆220与径向孔211孔壁接触，由径向孔211孔壁作用于旋转杆220抵持于锚孔100内部，避免铰接轴223在反作用力下损坏，进一步提高锚固力及稳定性。
49.径向孔211孔壁与旋转杆220接触处形成有抵接面215，抵接面215与旋转杆220侧
面适配，从而使抵接面215与旋转杆220之间形成面接触，进一步提高稳定性。
50.在本实施例中，控制杆230与轴向孔212螺接，通过输入扭矩使控制杆230伸缩带动旋转杆220转动，从而将锚杆200固定于锚孔100内。通过螺接将扭矩转化为控制杆230的移动副，有利于形成更大的推动力且可防止反向移动。
51.作为上述实施方式的一种变形，锚杆200与控制杆230可由柔性材料制成，如柔性钢管等，控制杆230套接于轴向孔212内，通过伸缩推动旋转杆220转动，伸缩实现可以通过滑动副、气缸联动的方式实现。通过将锚杆200与控制杆230的柔性化，使其适应异形锚孔100或天然锚孔100，在一些不适于打直锚孔100的场合，也可使用本锚固装置进行锚固，提高锚固装置的实用性。
52.实施例二
53.本实施例在实施例一的基础上，提供一种边坡锚固方法，包括以下步骤，
54.步骤1：在边坡岩体上开设锚孔100，通过扩孔得到扩孔段120与缩径段110；
55.步骤2：将锚杆200锚固端经过固定板300通孔插入锚孔100内，锚固端经由缩径段110放置于扩孔段120中；
56.步骤3：通过控制杆230推动旋转杆220转动，从而使旋转杆220轴线与锚杆200轴线形成一定角度，旋转杆220两端向锚杆200外部伸出，旋转杆220侧面与扩孔段120内壁抵持；
57.步骤4：旋紧锁紧螺母310将锚杆200固定。
58.在一些优选的实施方式中，步骤4后面还包括，
59.步骤5：将控制杆230取出，将轴向孔212暴露，轴向孔212与径向孔211形成注浆通道；
60.步骤6：通过注浆通道向锚孔100内灌注混凝土砂浆。
61.本实施例的边坡锚固方法结构简单，锚固力稳定可靠，操作简单，并且通过轴向孔212与径向孔211形成注浆通道进行灌注步骤，大大提高了灌注效率。
62.本实施例的边坡锚固装置及其方法适用于稳定边坡，防止边坡滑坡、崩塌。本领域技术人员根据实际边坡的工程地质条件、形状尺寸、施工条件等因素在上述方案中作出变形，以适应锚固深度、锚固间距、锚杆200数量、锚索数量、锚索施加力等的参数要求，合理布置锚索，确保锚索施加的拉力能够有效稳定边坡等，均属于本技术的保护范围。
63.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
64.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：
1.一种边坡锚固装置，其特征在于，包括，锚孔，所述锚孔包括扩孔段与缩径段，所述扩孔段形成于所述锚孔底部，所述缩径段连接扩孔段与地面；锚杆，所述锚杆两端形成控制端与锚固端，所述控制端设置于所述锚孔外部，所述锚固端伸入所述锚孔内部；所述锚固端开设有径向孔，所述径向孔内铰接有旋转杆；所述锚杆轴心开设有轴向孔，所述轴向孔贯通所述径向孔与控制端，所述轴向孔内套设有控制杆，通过所述控制杆驱动所述旋转杆转动，从而使所述旋转杆侧面与所述扩孔段内壁抵持将所述锚杆固定于锚孔。2.根据权利要求1所述的一种边坡锚固装置，其特征在于，还包括固定板，所述固定板设置于所述控制端，所述固定板具有可供所述锚杆穿过的通孔；所述锚杆控制端设置有锁紧螺母，通过所述锁紧螺母将所述锚杆与所述固定板锁紧。3.根据权利要求2所述的一种边坡锚固装置，其特征在于，所述锁紧螺母与所述固定板间设置有锁止垫圈，所述锁止垫圈具有与所述锚杆轴向一致的弹性力，所述锁止垫圈开口两端均形成尖角。4.根据权利要求1所述的一种边坡锚固装置，其特征在于，所述旋转杆靠近所述控制杆一端倾斜设置有导向板，当所述旋转杆与所述锚杆轴线平行时，所述导向板与所述控制杆轴线形成角度。5.根据权利要求4所述的一种边坡锚固装置，其特征在于，所述旋转杆与所述锚杆铰接处形成铰接轴；所述导向板延伸至所述铰接轴；所述旋转杆远离所述导向板的一端设置有限位板，当所述旋转杆转动至预设角度时，所述导向板与所述控制杆抵持，限制所述旋转杆进一步转动。6.根据权利要求4所述的一种边坡锚固装置，其特征在于，所述径向孔端部设置有卡块，所述卡块具有弹力，当所述旋转杆轴线与所述锚杆轴线平行时，所述卡块与所述旋转杆端部抵持。7.根据权利要求5所述的一种边坡锚固装置，其特征在于，所述锚杆与所述铰接轴连接处开设有滑槽，所述滑槽方向与所述锚杆轴线方向一致，所述铰接轴可在所述滑槽内滑动，从而使所述旋转杆侧面与所述径向孔孔壁抵持；所述径向孔孔壁与所述旋转杆接触处形成有抵接面，所述抵接面与所述旋转杆侧面适配。8.根据权利要求1所述的一种边坡锚固装置，其特征在于，所述控制杆与所述轴向孔螺接，通过向所述控制杆输入扭矩使控制杆推动所述旋转杆转动。9.一种边坡锚固方法，其特征在于，提供如权利要求1-8任一项所述的边坡锚固装置进行边坡锚固，包括以下步骤，步骤1：在边坡岩体上开设锚孔，通过扩孔得到扩孔段与缩径段；步骤2：将所述锚杆锚固端插入锚孔内，所述锚固端经由所述缩径段放置于所述扩孔段中；步骤3：通过所述控制杆推动所述旋转杆转动，从而使所述旋转杆轴线与所述锚杆轴线形成角度差，所述旋转杆两端向所述径向孔外部伸出，所述旋转杆侧面与所述扩孔段内壁抵持。10.根据权利要求9所述的一种边坡锚固方法，其特征在于，所述步骤3后还包括以下步
骤，步骤4：旋紧锁紧螺母将锚杆固定；步骤5：将控制杆取出从而使轴向孔暴露，所述轴向孔与所述径向孔形成注浆通道；步骤6：通过所述注浆通道向所述锚孔内灌注混凝土砂浆。

技术总结
本发明公开了一种边坡锚固装置及其锚固方法，本发明的边坡锚固装置包括锚孔与锚杆，锚孔包括形成于锚孔底部的扩孔段与连接扩孔段与地面的缩径段；锚杆两端形成控制端与锚固端，控制端设置于锚孔外部，锚固端伸入锚孔内部；锚固端开设有径向孔，径向孔内铰接有旋转杆；锚杆轴心开设有轴向孔，轴向孔贯通径向孔与控制端，轴向孔内套设有控制杆，通过控制杆驱动旋转杆转动，从而使旋转杆侧面与扩孔段内壁抵持将锚杆固定于锚孔。本发明还公开了使用上述边坡锚固装置的锚固方法。本发明能提供更加可靠稳点的锚固力，并能适应不同倾斜度的锚孔。孔。孔。


技术研发人员：徐华
受保护的技术使用者：广东弘为建筑工程有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/12