一种自进式可回收注浆锚杆的制作方法

1.本实用新型属于隧道支护领域，特别是涉及一种自进式可回收注浆锚杆。


背景技术：

2.隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。在进行隧道施工时，为确保安全，开挖同时应边开挖边支护，在上部断面初期支护基本稳定后，才能进行下半断面开挖。
3.隧道支护施工时，受制特殊的施工场景，需要从下往上或从下斜向上布置钻机和锚杆，先钻孔后安装锚杆的时候，由于重力原因，锚杆总是有脱落或者下滑的趋势，施工时十分不便，因此工程中常采用螺旋自进式锚杆。但是隧道支护工程锚杆用量大，且都是一次性使用，螺旋结构的特殊自进式锚杆成本也相应更高，使得工程整体的造价变高。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种自进式可回收注浆锚杆，用于解决现有技术中，因为自进式锚杆的螺旋结构只能一次性使用导致成本过高的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种自进式可回收注浆锚杆，包括锚杆本体，所述锚杆本体包括钻头和钻杆，所述钻杆中空且设置有多个注浆孔；
6.还包括套筒、限位环和锁紧螺母；
7.所述钻头与所述钻杆的连接端设有多个凸起的限位块，所述限位块位于所述钻杆外侧四周；
8.所述套筒外侧设有螺旋结构，所述螺旋结构的外径与所述钻头外径匹配，所述套筒内侧套入所述钻杆，所述套筒的一端设有凹型的限位槽，所述限位槽与所述限位块配合，并限制所述套筒和钻杆的相对转动；
9.所述钻杆的尾端设有多个限位面和锁紧面，所述限位面为平面，所述限位面包括第一限位面和第二限位面，所述限位环内侧套入所述钻杆尾端的所述第一限位面，所述限位环外侧与所述套筒内截面接触配合，所述限位环可以在所述钻杆和套筒之间滑动，安装时，所述限位环的端面与所述第二限位面接触，所述限位环的另一侧端面与所述套筒末端对齐，所述锁紧面为圆弧面，且所述锁紧面上设有螺纹，所述锁紧螺母与所述锁紧面的螺纹配合并压紧所述限位环和套筒。
10.可选的，还包括止浆塞和锚垫板，所述锚杆本体锚固时，所述止浆塞套入所述钻杆尾端并位于钻孔中，所述止浆塞外侧端面与钻孔表面平齐，所述锚垫板穿过所述钻杆贴于所述钻孔表面并压住所述止浆塞。
11.可选的，所述止浆塞采用弹性材料，所述止浆塞外径大于所述钻头，所述止浆塞可挤压进钻孔。
12.可选的，所述止浆塞为高分子材料的囊袋，初始时收缩成小体积，充入流体后膨胀
成环形。
13.可选的，还包括止浆阀，注浆时，所述止浆阀连接于所述钻杆的末端。
14.可选的，多个所述注浆孔成梅花形交替布置于所述钻杆表面。
15.可选的，所述钻杆的直径小于所述套筒的内径，在所述钻杆和所述套筒之间形成空腔。
16.可选的，在所述钻杆和所述套筒之间的空腔内填装有遇水膨胀剂。
17.可选的，所述锁紧螺母和所述钻杆末端的螺纹均为反螺纹。
18.可选的，所述钻头为预制混凝土钻头。
19.如上所述，本实用新型的一种自进式可回收注浆锚杆，至少具有以下有益效果：
20.关键部件可回收利用，成本低，本实用新型的一种自进式可回收注浆锚杆包括锚杆本体、套筒、限位环和锁紧螺母。套筒外侧有螺旋结构，钻进时，限位环和锁紧螺母将锚杆本体和套筒固定连接成整体，提升钻进性能；钻进结束后，锁紧螺母和限位环松开，可以回收套筒，并将套筒用在下一锚杆的施工中。螺旋结构可以提升钻进性能，但是因为结构特殊成本也相应提升，本实用新型的锚杆中，螺旋结构设于套筒上并可以周转使用，提高钻进性能的同时还降低了施工成本。
附图说明
21.图1显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆安装后示意图。
22.图2显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆钻进前组装示意图。
23.图3显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆钻进前局部剖视图。
24.图4显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆c-c截面示意图。
25.图5显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆钻进前拆分示意图。
26.图6显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆未安装套筒示意图。
27.图7显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆套筒示意图。
28.图8显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆未安装锁紧螺母示意图。
29.图9显示为本实用新型一种自进式可回收注浆锚杆炸药安装示意图。
30.其中：锚杆本体1、钻头11、限位块111、钻杆12、注浆孔121、限位面122、第一限位面1221、第二限位面1222、锁紧面123、螺纹1231、套筒2、螺旋结构201、限位槽202、限位环3、锁紧螺母4、止浆塞5、锚垫板6、止浆阀7、炸药9。
具体实施方式
31.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
32.请参阅图1至图9。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其
相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
33.以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。
34.请参阅图2-图7，本实用新型提供一种自进式可回收注浆锚杆，包括锚杆本体1，所述锚杆本体1包括钻头11和钻杆12，所述钻杆12中空且设置有多个注浆孔121；
35.还包括套筒2、限位环3和锁紧螺母4；
36.所述钻头11与所述钻杆12的连接端设有多个凸起的限位块111，所述限位块111位于所述钻杆12外侧四周；
37.所述套筒2外侧设有螺旋结构201，所述螺旋结构201的外径与所述钻头11外径匹配，所述套筒2内侧套入所述钻杆12，所述套筒2的一端设有凹型的限位槽202，所述限位槽202与所述限位块111配合，并限制所述套筒2和钻杆12的相对转动；
38.所述钻杆12的尾端设有多个限位面122和锁紧面123，所述限位面122为平面，所述限位面122包括第一限位面1221和第二限位面1222，所述限位环3内侧套入所述钻杆12尾端的所述第一限位面1221，所述限位环3外侧与所述套筒2内截面接触配合，所述限位环3可以在所述钻杆12和套筒2之间滑动，安装时，所述限位环3的端面与所述第二限位面1222接触，所述限位环3的另一侧端面与所述套筒2末端对齐，所述锁紧面123为圆弧面，且所述锁紧面123上设有螺纹1231，所述锁紧螺母4与所述锁紧面123的螺纹1231配合并压紧所述限位环3和套筒2。
39.隧道支护是建筑领域中的一个细分领域，有其特殊性。相关技术中，隧道支护常使用自进式锚杆，自进式锚杆杆体自带螺旋结构，钻进效果较好，钻进过程即为锚固过程，能够简化施工过程。但是实际施工时，隧道一般具有一定长度，沿途需要使用大量锚杆，而自进式锚杆因为其杆体上的特殊螺旋结构，其造价相比于普通锚杆或锚索支护有所提高，在大批量使用时成本差异尤为明显。
40.本实施例提供的一种自进式可回收注浆锚杆，在钻进时，设有螺旋结构的套筒装于钻杆上，套筒位于钻杆外侧，套筒上螺旋结构的外径和钻头直径匹配，由钻头进行主要钻进，套筒进行辅助的钻进和周围土层破碎。实施时，套筒套入钻杆并插入钻头端面的限位块；另一端，用限位环填入钻杆和套筒的尾端，接着拧入锁紧螺母，将钻杆、套筒和限位环连接成整体，在钻进时，组合体相比于由仅钻杆单独钻进的强度更高，更不易发生钻杆折断等问题。钻杆末端限位面为平面，四个第一限位面可以方便钻机夹持。
41.在钻进完成后，取下钻机，松开末端的锁紧螺母，退出限位环，适当拔出套筒，让套筒另一端的限位槽从钻头尾部的限位块中脱出来，然后继续拔出套筒回收，因为钻头是主钻进端，一般与钻头连接的钻杆部分在土层中结合较紧，而套筒相应会较松。若套筒较紧，也可以通过反拧套筒的方式将套筒取出。套筒取出时，可以使用辅助器材挡住钻孔周围，避免孔内泥沙掉落。取出的套筒可以组装在下一个锚杆中使用，从而实现螺旋结构的周转使用，降低施工成本。
42.另外，本实施例中，钻杆上开设注浆孔，在钻进时，钻杆不直接与土层接触挤压，而是由外层套筒直接与土层接触，待钻进完成后再拆除套筒，露出注浆孔，进行后续注浆工作，可以有效防止注浆孔堵塞导致返工等情况。
43.本实施例请参阅图1，自进式可回收注浆锚杆还包括止浆塞5和锚垫板6，所述锚杆
本体1锚固时，所述止浆塞5套入所述钻杆12尾端并位于钻孔中，所述止浆塞5外侧端面与钻孔表面平齐，所述锚垫板6穿过所述钻杆12贴于所述钻孔表面并压住所述止浆塞5。
44.在套筒回收完成后，需要在锚杆末端安装止浆塞和锚垫板，止浆塞位于钻孔的孔口，用于赌住孔口的空隙，防止在注浆时混凝土浆液从洞口流出来。锚垫板贴于孔口的土表，通过锁紧螺母压紧止浆塞和锚垫板，锚垫板为板状物，可以分散压紧力。
45.实际施工时，还会在表层安装钢筋网等，然后用水泥浆液喷洒孔口的钢筋网和锚杆末端，待凝固形成初支结构。
46.进一步的，所述止浆塞5采用弹性材料，所述止浆塞5外径大于所述钻头11，所述止浆塞5可挤压进钻孔。例如，止浆塞采用中间有孔的橡胶材料，外径略大于孔口，挤压装入孔中，可以获得较好的密封效果，而且成本低廉，有很多成品件可以选用。
47.作为上述方案的替换方案，所述止浆塞5为高分子材料的囊袋，初始时收缩成小体积，充入流体后膨胀成环形。本实施例中，囊袋更方便，使用时充入混凝土自动膨胀，无需挤压安装，而且在使用寿命过程中，随着囊袋材料的分解，其填充体积不会改变，不会在内部形成空腔，钻杆杆体不会直接裸露于空气中，可以避免杆体过快锈蚀，能够始终维持较好的支护性能。
48.本实施例请参阅图1，自进式可回收注浆锚杆还包括止浆阀7，注浆时，所述止浆阀7连接于所述钻杆12的末端。由于隧道锚杆是自下向上的方向安装的，混凝土浆液在重力作用下会自发的往低处流动，也就会从锚杆注浆孔倒流出来，设置止浆阀后，在注浆时打开，注浆完毕后关闭，可以防止混凝土浆液回流，在混凝土凝固后，止浆阀还可以拆下周转使用，降低施工成本。
49.本实施例请参阅图1，多个所述注浆孔121成梅花形交替布置于所述钻杆12表面。该种排布方式的优点是，在不改变现有尺寸的前提下，将注浆孔交替排布，不同的竖列之间高度相互错开，在同一水平层高度上，注浆孔之间的间距变大，有效提高了钻杆的力学性能，提高了锚杆的整体强度。
50.本实施例请参阅图2，所述钻杆12的直径小于所述套筒2的内径，在所述钻杆12和所述套筒2之间形成空腔。进一步的，在所述钻杆12和所述套筒2之间的空腔内填装有遇水膨胀剂9。膨胀剂是建筑施工中常用材料，其中以遇水膨胀剂较为常见，在钻进安装完成后，拆除套筒，开始注入混凝土浆液，当混凝土浆液中的水分与遇水膨胀剂接触后，遇水膨胀剂会膨胀，从而挤压钻孔，与水泥浆液一起提供更强的支护力。
51.本实施例中，所述锁紧螺母4和所述钻杆12末端的螺纹1231均为反螺纹。在钻杆钻进过程中，钻杆切割土层会产生振动等复杂工况，进而可能导致锁紧螺母的锁紧失效，从而使得套筒和钻杆之间的固定连接失效。本实施例中，锁紧使用反向螺纹，螺纹方向与钻杆钻孔时的转动反向相反，从而起到防松的效果。
52.进一步的，所述钻头为预制混凝土钻头。本实施例中，钻头为一次性使用，每次使用时钻进量不多，使用后即永久埋于土层中。使用预制混凝土钻头，在满足钻进性能要求的同时，可以大幅降低施工成本。
53.综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点，具有高度产业利用价值。
54.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新
型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种自进式可回收注浆锚杆，包括锚杆本体(1)，所述锚杆本体(1)包括钻头(11)和钻杆(12)，所述钻杆(12)中空且设置有多个注浆孔(121)，其特征在于：还包括套筒(2)、限位环(3)和锁紧螺母(4)；所述钻头(11)与所述钻杆(12)的连接端设有多个凸起的限位块(111)，所述限位块(111)位于所述钻杆(12)外侧四周；所述套筒(2)外侧设有螺旋结构(201)，所述螺旋结构(201)的外径与所述钻头(11)外径匹配，所述套筒(2)内侧套入所述钻杆(12)，所述套筒(2)的一端设有凹型的限位槽(202)，所述限位槽(202)与所述限位块(111)配合，并限制所述套筒(2)和钻杆(12)的相对转动；所述钻杆(12)的尾端设有多个限位面(122)和锁紧面(123)，所述限位面(122)为平面，所述限位面(122)包括第一限位面(1221)和第二限位面(1222)，所述限位环(3)内侧套入所述钻杆(12)尾端的所述第一限位面(1221)，所述限位环(3)外侧与所述套筒(2)内截面接触配合，所述限位环(3)可以在所述钻杆(12)和套筒(2)之间滑动，安装时，所述限位环(3)的端面与所述第二限位面(1222)接触，所述限位环(3)的另一侧端面与所述套筒(2)末端对齐，所述锁紧面(123)为圆弧面，且所述锁紧面(123)上设有螺纹(1231)，所述锁紧螺母(4)与所述锁紧面(123)的螺纹(1231)配合并压紧所述限位环(3)和套筒(2)。2.如权利要求1所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，还包括止浆塞(5)和锚垫板(6)，所述锚杆本体(1)锚固时，所述止浆塞(5)套入所述钻杆(12)尾端并位于钻孔中，所述止浆塞(5)外侧端面与钻孔表面平齐，所述锚垫板(6)穿过所述钻杆(12)贴于所述钻孔表面并压住所述止浆塞(5)。3.如权利要求2所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，所述止浆塞(5)采用弹性材料，所述止浆塞(5)外径大于所述钻头(11)，所述止浆塞(5)可挤压进钻孔。4.如权利要求2所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，所述止浆塞(5)为高分子材料的囊袋，初始时收缩成小体积，充入流体后膨胀成环形。5.如权利要求1所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，还包括止浆阀(7)，注浆时，所述止浆阀(7)连接于所述钻杆(12)的末端。6.如权利要求1所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，多个所述注浆孔(121)成梅花形交替布置于所述钻杆(12)表面。7.如权利要求1所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，所述钻杆(12)的直径小于所述套筒(2)的内径，在所述钻杆(12)和所述套筒(2)之间形成空腔。8.如权利要求7所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，在所述钻杆(12)和所述套筒(2)之间的空腔内填装有膨胀剂(9)。9.如权利要求1所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，所述锁紧螺母(4)和所述钻杆(12)末端的螺纹(1231)均为反螺纹。10.如权利要求1所述的一种自进式可回收注浆锚杆，其特征在于，所述钻头(11)为预制混凝土钻头。

技术总结
本实用新型提供一种自进式可回收注浆锚杆，属于隧道支护领域。隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。在进行隧道施工时，为确保安全，开挖同时应边开挖边支护，在上部断面初期支护基本稳定后，才能进行下半断面开挖。由于隧道施工的特殊环境，支护锚杆都是朝上钻进安装，普通钻孔锚杆安装存在不便，工程中常常使用带有螺旋结构的自进式锚杆，但隧道支护锚杆用量大，且锚杆为一次性使用，螺旋式锚杆因为工艺更复杂，成本也相应更高。本实用新型提供一种自进式可回收注浆锚杆，包括锚杆本体和套筒，套筒外侧设有螺旋结构，有助于锚杆钻进，钻进到位后，套筒还可以回收再使用，降低了施工成本。降低了施工成本。降低了施工成本。


技术研发人员：李建勇 喻义天 安相镇 蒋亚龙 王辉 温维斌 王震 丁海滨
受保护的技术使用者：中交二公局第三工程有限公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/9/20