專利名稱：一種漲殼式錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于巖土工程錨固支護技術(shù)領(lǐng)域，本實用新型涉及一種漲殼式錨桿，適用于地下工程、采礦工程、基坑及邊坡工程等方面的地層結(jié)構(gòu)支護。
背景技術(shù)：
在巖土工程涉及的地下工程、采礦工程、基坑與邊坡工程過程中，為防止地層變形坍塌或失穩(wěn)而危及安全，對地層進行加固的一種主要的支護技術(shù)是采用錨桿。通過設置在地層中的錨桿所具有的高強度抗拉能力及通過錨桿與錨桿周圍的注漿體與地層之間密實結(jié)合等方式將地層加固起來，以提高地層的整體性，起著抗剪、抗拉、抗壓等多種力學作用，以控制地層變形，使之達到穩(wěn)定安全狀態(tài)。這種技術(shù)的應用與發(fā)展已有上百年的歷史，并提出多種錨桿支護類型及工藝以適應不同的地層與不同條件的需要。
就錨桿類型而言，按錨桿體的剛度可分為以鋼筋或鋼管作桿體的粗鋼筋錨桿(Bar anchor)和以柔性高強鋼絞絲作桿體的錨索錨桿(strand anchor)兩大類。錨索錨桿一般以多根鋼絞絲組成的多束型錨桿(multi-strand anchor)，以預應力為主，由于施工復雜，對機械設備要求高。一般適用于錨固力有大于500KN，長度10m以上的地層。而粗鋼筋錨桿的錨固力一般使用小于500KN，所采用的機械簡單，施工方便，為目前使用最多的錨桿，廣泛使用于中小型錨固需要的地層支護中。如交通隧道、水利水電隧洞，采礦巷道、一般基坑和邊坡支護。
粗鋼筋錨桿也有很多種類，其中1)按錨固類型可分為注漿錨桿和非注漿錨桿。2)按預應力方式可分為非預應力錨桿和預應力錨桿。3)按預應力錨固段方式可分為機械點錨式和全粘結(jié)錨固型。4)按預應力錨桿的自由段可分非粘結(jié)型預應力錨桿和粘結(jié)型預應力錨桿。5)按桿體形狀可分為實心錨桿和空心(中空)錨桿。6)按鉆進方式可分為自鉆式錨桿和非自鉆式錨桿。
在粗鋼筋錨桿中，我國國標《錨桿噴射混凝土技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)、《公路隧道設計規(guī)范》(TJJ026-90)、《鐵路隧道設計規(guī)范》(TB10003-99)、《錨固與注漿技術(shù)手冊》(中國電力出版社，1999年9月)等文獻中涉及多種粗鋼筋錨桿類型，現(xiàn)大致介紹如下1.粗鋼筋砂漿錨桿采用螺紋鋼筋作桿體，其施工工藝是在地層中鉆孔后注入水泥砂漿，再在帶漿體孔道中插入鋼筋，使鋼筋、砂漿與地層的結(jié)合。屬先注漿后錨固型錨桿，其力學原理是砂漿凝固后，桿體隨地層變形而承受拉力限制地層變形。這種錨桿施工簡便。其缺點是1)漿體飽滿度難以保證，且因插入鋼筋時存在偏離現(xiàn)象，鋼筋保護層厚度不易均勻，錨固力不大。故使鋼筋銹蝕而破壞。2)同時因不能實施預應力，注漿體隨鋼筋變形而開裂，使水氣直接侵入鋼筋，影響使用壽命。3)不適用于破碎地層。4)因錨桿支護力是在砂漿緩慢結(jié)硬后形成的，故不適用需迅速形成支護力的場合。
2.早強水泥藥卷錨桿和樹脂藥卷錨固全粘結(jié)實心錨桿雖是對普通砂漿實心錨桿進行了改進，可適用地層范圍擴大，并能迅速形成支護力，但錨固漿體飽滿度及鋼筋保護層厚度因構(gòu)造方面問題依然難以保證，影響錨桿體的可靠性。
3.水脹式錨桿和管縫式錨桿利用桿體與孔壁面磨擦形成支護力。屬于非注漿錨桿，一般僅適用于臨時支護和良好巖層中。
4.漲殼式錨桿利用錨固頭的漲殼力形成點錨力，為非粘結(jié)型錨固產(chǎn)生的錨力。由于漲殼力通過漲殼與孔壁磨擦形成，故僅適用于較好的巖層中；且現(xiàn)有技術(shù)中，漲殼式錨桿為實心錨桿，在漲殼端頭錨固后，全錨桿段不能進行后注漿，故多用在臨時支護中。
5.中空自鉆式錨桿如中國專利ZL95202848.4公告文件所示的技術(shù)方案，通過中空桿體做鉆桿加鉆頭實現(xiàn)鉆桿和錨桿合一，鉆進后再注漿。該技術(shù)方案側(cè)重于極軟弱與破碎巖層的注漿支護，但其缺點是注漿體錨固時間過長，因工藝原因不能迅速形成錨固力，故不適用需快速支護的地層。
綜上所述，上述錨桿類型均存在各自的缺點，且僅適用于某種場合。不論錨桿的支護理論如何，從支護特性對錨桿提出的理想要求為(1)安裝錨桿后能迅速形成支護錨固力，控制巖體變形；(2)能通過可靠的注漿使錨桿具永支護力和耐久性；(3)能通過預應力使錨桿注漿體處于零應力或注漿體不出現(xiàn)開裂防止錨桿在長期的工作下不銹蝕；(4)施工工藝簡單可靠。
為解決上述問題，如中國專利號為ZL02265041.5的“一種分段式中空注漿錨桿”實用新型專利和申請?zhí)枮?2112233.4的“一種錨桿支護方法及其分段式中空注漿錨桿”的發(fā)明專利申請，提出了一種技術(shù)方案。
該發(fā)明提出了一種早強錨固的、可預應力的分段式中空注漿錨桿，由中空桿體、實心桿體及兩者之間的連接套筒(連接兩個桿體并帶側(cè)向孔，側(cè)向孔與中空桿體空腔連通)、支承墊板、六角螺母、及墊圈、對中器、注漿(或排氣)管、阻漿器組成。錨桿安裝工藝方法是這樣實現(xiàn)(1)用鉆孔機在地層中鉆孔；(2)在現(xiàn)場將中空桿體、對中器、連接套筒、實心桿體和阻漿器裝配好，在鉆孔深部裝入早強錨固劑；(3)將上述裝配好的錨桿體用鉆機以轉(zhuǎn)動沖擊等手段使錨桿體安裝就位，使實心桿體與早強錨固體充分攪拌、擠壓并在鉆孔中填充密實；(4)待早強錨固體結(jié)硬達到所需強度后在巖層面上安裝支承墊板、墊圈和螺母。如需要對錨桿進行預應力時，可用擠壓空氣柱塞千斤頂對中空桿體張拉預應力并用螺母鎖定預應力荷載，或者直接用扭力板手擰緊螺母對中空桿體實現(xiàn)預應力；(5)完成上達步驟后對中空桿體段注漿，實現(xiàn)后注漿段的全粘結(jié)注漿和錨固，當錨桿向下安裝(即鉆孔底部相對孔口低時，如隧道的側(cè)墻和底板)中空桿體的空腔作為注漿道，安裝在墊板上的管道作為排氣道，從中空錨桿低空腔端部注漿，漿液通過中空錨桿從連接套筒與中空桿體空腔相連的側(cè)向孔道流出進入鉆孔，并逐漸充滿鉆孔形成注漿體。當錨桿上向安裝時(即鉆孔底部比孔口高時，如隧道的拱部)，管道為注漿道，中空桿體的空腔作排氣道。注漿時，漿體逐漸充盈形成注漿體，并從孔道排出，進入中空桿體的空腔。當漿液自空腔端部流出時，停止注漿，完成錨桿安裝。因此可實現(xiàn)360°的安裝。
該技術(shù)方案作為預應力錨桿時，中空桿體為自由段，實心桿體為錨固段，是藥卷或樹脂早強錨固劑進行錨固段的快速錨固與中空桿體后注漿相結(jié)合的粘結(jié)型預應力錨桿，可適用與各種巖層中。但該技術(shù)方案也存在如下缺點(1)經(jīng)濟性問題。錨固段是通過早強劑、錨桿與鉆孔壁的粘結(jié)形成的，故錨固段長度與巖層的粘結(jié)強度有關(guān)。巖石強度好的粘結(jié)強度高，錨固段短；反之巖石破碎的粘結(jié)強度低，錨固段長。錨固段長度計算公式按國標《錨桿噴射混凝土技術(shù)規(guī)范》(GB50086-2001)為La＝K×N/π×D×qrLa-錨固段長度(mm)，K-安全系數(shù)，N-錨桿軸向拉力設計值(kN)，D-錨桿錨固體直徑(鉆孔孔徑，mm)，qr-水泥結(jié)石體與巖石孔壁粘結(jié)強度設計值。
以錨桿孔φ42mm為例，N＝60KN，K＝2.0，對其計算如表(以GB50086的規(guī)定值取中值計算)

錨桿要達到相同的拉力值時，錨固段比漲殼式錨桿要長，因為漲殼式錨桿其漲殼錨固頭即為錨固段約長0.15m，因而分段式中空注漿錨桿相對于漲殼式錨桿的造價高；(2)在形成瞬時錨固力方面不如漲殼式錨桿及時，漲殼式錨桿通過錨固頭的漲殼力形成點錨力，而分段式中空注漿錨桿通過早強劑、錨桿與鉆孔壁的粘結(jié)形成的，粘結(jié)需一定的固結(jié)時間來產(chǎn)生錨固力。
(3)在地下水多的巖層不能使用起及時支護作用。在地下水多時，即使巖石整體性很好也因早強錨固劑受地下水影響而使支護不可靠或難以形成支護力。
(4)錨桿使用長度受限制。在工程實踐中發(fā)現(xiàn)，當錨桿長度5m以上時，在安裝錨桿過程中往往使錨桿體對早強錨固段的錨固劑不能充分的攪動而使錨固力和可靠性受影響。限制了長錨桿的使用尤其是作為預應力錨桿的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供了一種漲殼式錨桿，該錨桿安裝后能迅速形成支護錨固力，控制巖體變形，既可用作永久支護，又可用作臨時支護。
一種漲殼式錨桿，由漲殼錨固頭，錨桿體、支承墊板、緊固螺母、墊圈、連通管道組成，所述漲殼錨固頭由漲殼內(nèi)楔和兩瓣漲殼夾片組成，漲殼夾片通過綁扎繩固定在漲殼內(nèi)楔的兩側(cè)開口槽中，所述的漲殼內(nèi)楔下部與錨桿體連接，上部兩側(cè)為開口槽，開口槽上端中部帶有斜面楔，形成雙面楔形滑動槽；漲殼夾片內(nèi)側(cè)具有與斜面楔相配合的斜面；錨桿體頂端進入漲殼內(nèi)楔后可與漲殼夾片下端面配合。
所述的漲殼夾片與漲殼內(nèi)楔固定后，漲殼夾片的頂端伸出漲殼內(nèi)楔的頂面。
所述漲殼錨固頭上漲殼內(nèi)楔的斜面楔的兩面上帶有縱向凹槽，漲殼夾片內(nèi)側(cè)對應的位置設有相配合的縱向凹槽，漲殼內(nèi)楔與漲殼夾片配合后形成縱向通孔。
所述的斜面楔上的縱向凹槽的端部開有橫向連通口。
所述的錨桿體為中空管體，錨桿體與漲殼內(nèi)楔連接后，錨桿體內(nèi)空腔與漲殼內(nèi)楔和漲殼夾片相配合后形成的縱向通孔連通。
所述的漲殼夾片的外表面為園柱面，園柱面上至少有兩個環(huán)向凹槽。
所述的漲殼夾片的外表面為倒鋸齒狀表面，所述的倒鋸齒可為環(huán)向分布、人字形分布或顆粒狀分布。
所述的錨桿體為實心桿體。桿體上可附有穿過支承墊板的注漿或排氣用的管道，管道的另一端口延伸至漲殼錨固頭附近。
所述的錨桿體不僅包含可任一點進行螺紋連接的全長螺紋的中空管體或?qū)嵭臈U體，而且包含僅在中空錨桿體兩端長度內(nèi)的局部螺紋表面，其余部分為非螺紋表面的中空管體和實心桿體。
本實用新型提出的錨桿裝置具有以下功能和效果(1)能通過漲殼與巖壁形成漲壓力，安裝錨桿后能迅速形成支護錨固力，控制巖體變形；(2)既可用作永久支護，又可用作臨時支護；(3)錨桿能360°任意方向安裝及注漿，且施工工藝簡單、注漿可·靠，使錨桿具永久支護力和耐久性；(4)能通過預應力使錨桿注漿固結(jié)體處于零應力或不出現(xiàn)拉應力，從而使固結(jié)體不出現(xiàn)開裂，保護錨桿體在長期的工作下不受地層介質(zhì)的侵蝕，提高錨桿的使用壽命；(5)可適用于多數(shù)石質(zhì)圍巖條件支護和性價比優(yōu)越的特點。


圖1為本實用新型一種實施方式結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示錨桿的漲殼錨固頭1被漲開后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中漲殼錨固頭1的漲殼內(nèi)楔、漲殼夾片與錨桿體的裝配示意圖；圖4為漲殼內(nèi)楔的立體示意圖；圖5為漲殼夾片外表面的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本實用新型另一種實施方式的漲殼式注漿錨桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖1的實用新型裝置安裝在地層中的立面圖。
上述附圖中附圖標記為1——漲殼錨固頭；2——漲殼內(nèi)楔；3——漲殼夾片；4——支承墊板；5——緊固螺母；6——墊圈；7——止?jié){塞；8——連通管道；9——錨桿體10的空腔；10——錨桿體；11——綁扎繩；12——漲殼內(nèi)楔2與中空錨桿體螺紋連接的連接套筒；13——漲殼內(nèi)楔2的兩側(cè)開口槽；14——斜面楔；15——漲殼夾片3的內(nèi)側(cè)斜面；16——漲殼夾片3的外表面；17——漲殼夾片3的頭部端面；18——漲殼夾片3的底部端面；19——漲殼內(nèi)楔2的頭部端面；20——漲殼內(nèi)楔2上部的楔形滑動槽；22——漲殼內(nèi)楔斜面14上的縱向凹槽；23——漲殼夾片3上的縱向凹槽；24——漲殼夾片3的外表面16上的環(huán)向凹槽；25——縱向凹槽22的端部橫向連通口；26——漲殼夾片3外表面上的倒鋸齒；30——管道；60——地層(巖層)；61——支承面；62——注漿固結(jié)體；63——鉆孔孔壁；64——鉆孔洞的底部具體實施方式
如圖，一種漲殼式錨桿，由漲殼錨固頭1，錨桿體10、支承墊板4、緊固螺母5、墊圈6、連通管道8組成，漲殼錨固頭1由漲殼內(nèi)楔2和兩瓣漲殼夾片3組成，漲殼夾片3通過綁扎繩11固定在漲殼內(nèi)楔2的兩側(cè)開口槽13中，所述的漲殼內(nèi)楔2下部與錨桿體10連接，上部兩側(cè)為開口槽13，開口槽13上端中部帶有斜面楔14，形成雙面楔形滑動槽20；漲殼夾片3內(nèi)側(cè)具有與斜面楔14相配合的斜面15；錨桿體10頂端進入漲殼內(nèi)楔2后可與漲殼夾片3下端面配合。
漲殼內(nèi)楔2為園柱面筒體，下端部分的園柱面筒體12內(nèi)有與錨桿體10連接相匹配的內(nèi)螺紋；筒體的上端部分縱向部分被切割形成兩個開口槽13，剩余部分靠近頭部端面的部分外園柱面被切去形成斜面，以利于安裝施工；開口槽13的下端部分中空，上端部分由具有斜面的斜面楔14連成整體，組成上下等寬的可固定漲殼夾片3的楔形滑動槽20，斜面楔14靠近頭部端面厚而下端薄，斜面楔14中間雙面帶有一道縱向凹槽22，用于注漿或排氣；在縱向凹槽22底部位置上有一個端部連通口25，以利注漿或排氣。
漲殼夾片3內(nèi)側(cè)為帶有與漲殼內(nèi)楔3的斜面楔14相匹配的斜面15，其頂部為端面17，底部為端面18。漲殼夾片3通過斜面15與斜面楔14，在外力作用下可形成相對滑動，帶動漲殼夾片3向外漲開。漲殼夾片3內(nèi)側(cè)斜面15中間有縱向凹槽23，與漲殼內(nèi)楔2的縱向凹槽22相匹配，形成楔形滑動槽20中的兩個縱向孔道，以利注漿或排氣；縱向凹槽23從頭部端面17開始到底部端面18止。漲殼夾片3的底面18可與安裝進入漲殼內(nèi)楔2的錨桿體10的端部相匹配。
漲殼夾片3外表面16為園柱面可以是光滑面或糙面構(gòu)造，也可以是倒鋸齒狀表面構(gòu)造，見圖5。當外園柱面16為光滑面或糙面構(gòu)造時，其靠近頭部17上端一小部分外園柱面還可以是上端尖的圓錐面，以利于安裝。漲殼夾片3的外表面16上至少有兩個環(huán)向凹槽24，用于漲殼夾片3與漲殼內(nèi)楔2的捆扎裝配成整體。
圖5中漲殼夾片3外表面16為倒鋸齒狀表面構(gòu)造，其表面的倒鋸齒可為環(huán)向倒鋸齒26或成人字形倒鋸齒或顆粒狀倒鋸齒，環(huán)向倒鋸齒26既可等距分布，也可不等距分布，倒鋸齒狀的環(huán)向溝內(nèi)可用綁扎繩11綁扎。綁扎繩11可以為一定強度的塑料繩或金屬絲。
當巖層60的巖石硬度高時，巖體剪切強度高，漲殼夾片3外園柱面16采用倒鋸齒狀，通過其局部擠壓力，可提高漲殼夾片3與巖層孔壁63的摩擦力；當巖層60的硬度低時，巖體剪切強度低，漲殼夾片3外園柱面16采用光滑面或糙面構(gòu)造，可提高漲殼夾片3與孔壁63接觸面面積，故傳遞壓力荷載面積大，減少局部擠壓及剪切破壞，故提高兩者的摩擦力，從而提高錨桿的錨固力。
漲殼錨固頭1裝配就位時，見圖1，兩瓣漲殼夾片3對面安裝在漲殼內(nèi)楔2的兩個開口槽13內(nèi)；裝配成整體時，漲殼夾片3的尖端部17略長于漲殼內(nèi)楔2的端面19。
本裝置所示的墊板4可平板或蝶形，墊板4上帶有可插入連通管道(用作注漿管或排氣管)8的孔；半球形墊圈6與墊板4之間的接觸面為球面接觸，可適應錨桿軸線與支承面61之間非垂直安裝情況下的錨桿荷載能有效傳遞到支承面61上。螺母5亦可與墊圈6制成一個整體構(gòu)件與中空錨桿體10之間配合。
所述的錨桿體10在第一種實施方式為中空管體。錨桿體10與漲殼內(nèi)楔2連接后，錨桿體10的內(nèi)孔與楔形滑動槽20中的兩個縱向孔道連通，便于注漿或排氣，漿液可以從中空管體中和漲殼錨固頭中流動，該實施方式雖然在不注漿時可用作臨時支護，但使用中多為注漿后用于永久支護中。
所述的錨桿體10在的第二種實施方式為實心桿體。這種實施方式用于臨時支護時，所示的錨桿裝置可不設連通管道8及不進行注漿；此時的錨桿裝置由漲殼錨固頭1，錨桿體10、支承墊板4、緊固螺母5、墊圈6組成。用于永久支護時，在錨桿體10的外部附上一管道30，管道30盡量沿桿體延伸到靠近錨固頭1附近，管道30的功能與中空管體的空腔9相同；此時錨桿由漲殼錨固頭1，錨桿體10、支承墊板4、緊固螺母5、墊圈6、連通管道8和管道30組成；使用時，通過連通管道8和管道30的配合進行注漿和排氣。
本裝置的所示錨桿體10不僅包含全長螺紋表面、可任一點進行螺紋連接的全長螺紋中空管體或?qū)嵭臈U體，而且包含僅在中空錨桿體兩端長度內(nèi)的局部螺紋表面，用作與螺母5的螺紋配合以及與漲殼錨固頭1的漲殼內(nèi)楔2的螺紋連接，而中部可非螺紋表面的中空管體和實心桿體。
第一種實施方式的安裝工藝方法與錨桿的工作原理是這樣實現(xiàn)的步驟1用鉆孔機在地層(巖層)60中鉆孔63并清掃鉆孔。在現(xiàn)場將帶表面縲紋的中空錨桿體10的一端與漲殼錨固頭1的漲殼內(nèi)楔21相連接，并將漲殼夾片3用綁扎繩11綁扎裝配就位。
步驟2將裝配就位的漲殼錨固頭1連同中空錨桿體10插入在鉆孔洞63。在中空錨桿體10的尾端用鉆機(或沖鉆工具)以轉(zhuǎn)動沖擊等手段使錨固頭1連同錨桿體10插入到鉆孔底部64，并使?jié)q殼錨固頭1頂緊后漲殼夾片3向外漲開。
步驟3在鉆孔口按需安裝一止?jié){塞7，以防止?jié){液溢出。同時安裝連通管道8，并在錨桿體10和巖層支承面61上安裝支承墊板4、墊圈6和緊固螺母5，連通管道8應穿過支承墊板4進入的鉆孔洞63內(nèi)?？捎门ちΠ馐謹Q緊螺母5即可進行注漿。如需對錨桿進行預應力時，可用擠壓空氣柱塞千斤頂對錨桿體10張拉預應力，并用螺母5鎖定預應力荷載?；蛘咧苯佑门ちΠ馐謹Q緊螺母4對錨桿體10進行預應力。
步驟4完成上述步驟后，可對錨桿進行注漿當錨桿向下安裝時(即鉆孔底部64相對孔口低時，如地下洞室或邊坡錨桿朝下安裝時)錨桿體10的空腔9作為注漿道，安裝在墊板4上的連通管道8作為排氣道，注漿液體從尾端部進入空腔9，到達錨桿體的另一端，并通過漲殼內(nèi)楔2連通口25以及縱向凹槽22與漲殼夾片3的縱向凹槽23形成二個縱向孔道向鉆孔底部流出，并逐漸充滿鉆孔形成注漿固結(jié)體62。當漿液從連通管道8流出時停止注漿，錨桿安裝完成。
當錨桿向上安裝時(即鉆孔底部比孔口高時，如地下洞室拱部錨桿朝上安裝時)，連通管道8為注漿道，中空桿體10的空腔9作排氣道。注漿時，漿體逐漸充盈形成注漿體62，并通過漲殼錨固頭1的漲殼內(nèi)楔2的縱向凹槽22與漲殼夾片3的縱向凹槽23形成的縱向孔道及漲殼內(nèi)楔2的連通口25進入錨桿體10的空腔9。當漿液自錨桿體10的尾部流出時，停止注漿，完成錨桿安裝。
第二種實施方式的安裝工藝方法與錨桿的工作原理是這樣實現(xiàn)的步驟1～2用同第一種實施方式步驟1～2；步驟3當錨桿用作臨時支護時，在錨桿體10和巖層支承面61上安裝支承墊板4、墊圈6和緊固螺母5，直接用扭力扳手擰緊螺母5即可，錨桿安裝完成。此時對螺母5擰緊力決定錨桿的預應力大小。當錨桿不用或回收時，可松開螺母5，卸下桿體10、螺母5、支承墊板4和墊圈6重復使用，但錨固頭1不能卸下。
當用于永久支護時，同第一種實施方式步驟3。在鉆孔口安裝止?jié){塞7及連通管道8，并在錨桿體10和巖層支承面61上安裝支承墊板4、墊圈6和緊固螺母5，連通管道8應穿過支承墊板4進入的鉆孔洞63內(nèi)?？捎门ちΠ馐謹Q緊螺母5即可進行注漿和預應力。
步驟4同第一種實施方式步驟4，可對錨桿進行注漿當錨桿向下安裝時，附在錨桿體10上并穿過墊板4的管道30作為注漿道，安裝在墊板4上的連通管道8作為排氣道，注漿液體從管道30一端到達底部，并逐漸充滿鉆孔形成注漿固結(jié)體62。當漿液從連通管道8流出時停止注漿，錨桿安裝完成。
當錨桿向上安裝時(即鉆孔底部比孔口高時，如地下洞室拱部錨桿朝下安裝時)，連通管道8為注漿道，管道30作排氣道。注漿時，漿體逐漸充盈形成注漿體62；當錨桿到達頂端時，漿液通過管道30高端從低端流出時，停止注漿，完成錨桿安裝。
該實施方式作為永久支護用時與第一實施方式的不同特點是漲殼錨固頭1不能注漿。為保持錨桿長期工作的耐久性，漲殼錨固頭1可用耐腐蝕材料制成或表面進行防腐處理。
漲殼錨固頭1在巖石孔63中的工作原理是錨固頭1到達孔底64后，鉆機使?jié)q殼夾片3的兩個尖端部17與鉆孔底64頂緊。在頂緊前錨固頭1與桿體10一起轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)動沖擊進一步進行時，因漲殼夾片3的尖端部17被頂緊受約束而不能轉(zhuǎn)動，使?jié)q殼內(nèi)楔2亦不能轉(zhuǎn)動，這樣迫使錨桿體10的端頭在漲殼內(nèi)楔2中轉(zhuǎn)動，使錨桿10旋轉(zhuǎn)推進，這樣錨桿端頭將頂住兩瓣漲殼夾片3的兩個底端面18，推動漲殼夾片3向前在漲殼內(nèi)楔2的楔形滑動槽20中沿斜面楔14方向滑動，使?jié)q殼夾片3向上和向外漲開。當漲開變形到一定程度時，綁扎繩索(或金屬絲)11被拉開，漲殼夾片3的外表面與鉆孔壁面63緊貼、直至相互擠壓形成漲力及摩擦力；當鉆機不能繼續(xù)轉(zhuǎn)動錨桿體10時，漲殼錨固頭1安裝就位，漲殼錨固頭1的錨固力由此形成。當通過張拉千斤頂或扭力扳手擰緊螺母5對錨桿體10張拉時，由于拉力使?jié)q殼內(nèi)楔2向下拉動，相應地通過斜面15，使?jié)q殼夾片3沿斜面楔14向上滑動而漲開，并產(chǎn)生與孔壁63愈大摩擦阻力；當拉力越大時，其漲殼錨固頭1的漲力與摩擦力也隨之增大；當鎖定螺母5時，即在錨桿體10中產(chǎn)生預應力，達到預應力的目的。本錨桿作為預應力錨桿時，錨桿體10到漲殼錨固頭1的連接套筒12之內(nèi)的長度為自由段，而漲殼夾片3的長度即為錨固段長度。
權(quán)利要求1.一種漲殼式錨桿，由漲殼錨固頭(1)，錨桿體(10)、支承墊板(4)、緊固螺母(5)、墊圈(6)、連通管道(8)組成，其特征在于所述漲殼錨固頭(1)由漲殼內(nèi)楔(2)和兩瓣漲殼夾片(3)組成，漲殼夾片(3)通過綁扎繩(11)固定在漲殼內(nèi)楔(2)的兩側(cè)開口槽(13)中，所述的漲殼內(nèi)楔(2)下部與錨桿體(10)連接，上部兩側(cè)為開口槽(13)，開口槽(13)上端中部帶有斜面楔(14)，形成雙面楔形滑動槽(20)；漲殼夾片(3)內(nèi)側(cè)具有與斜面楔(14)相配合的斜面(15)；錨桿體(10)頂端進入漲殼內(nèi)楔(2)后可與漲殼夾片(3)下端面配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述的漲殼夾片(3)與漲殼內(nèi)楔(2)固定后，漲殼夾片(3)的頂端(17)伸出漲殼內(nèi)楔(2)的頭部端面(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述漲殼錨固頭(1)上漲殼內(nèi)楔(2)上的斜面楔(14)的雙面上帶有縱向凹槽(22)，漲殼夾片(3)內(nèi)側(cè)對應的位置設有相配合的縱向凹槽(23)，漲殼內(nèi)楔(2)與漲殼夾片(3)配合后形成縱向通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述的斜面楔(14)上的縱向凹槽(22)的端部開有橫向連通口(25)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述的錨桿體(10)為中空管體，錨桿體(10)與漲殼內(nèi)楔(2)連接后，錨桿體內(nèi)空腔(9)與漲殼內(nèi)楔(2)和漲殼夾片(3)相配合后形成的縱向通孔連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述的漲殼夾片(3)的外表面(16)為園柱面，園柱面上至少有兩個環(huán)向凹槽(24)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述的漲殼夾片(3)的外表面(16)為倒鋸齒狀表面，所述的倒鋸齒(26)可為環(huán)向分布、人字形分布或顆粒狀分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述的錨桿體(10)為實心桿體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述的錨桿體(10)上附有穿過支承墊板(4)的注漿或排氣用管道(30)，管道(30)的另一端口延伸至漲殼錨固頭(1)附近。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漲殼式錨桿，其特征在于所述的錨桿體(10)不僅包含可任一點進行螺紋連接的全長螺紋的中空管體或?qū)嵭臈U體，而且包含僅在錨桿體兩端長度內(nèi)的局部螺紋表面而其余部分為非螺紋表面的中空管體或?qū)嵭臈U體。
專利摘要本實用新型公開了一種漲殼式錨桿，由漲殼錨固頭，錨桿體、支承墊板、緊固螺母、墊圈、連通管道組成，所述漲殼錨固頭由漲殼內(nèi)楔和兩瓣漲殼夾片組成，漲殼夾片通過綁扎繩固定在漲殼內(nèi)楔的兩側(cè)開口槽中，所述的漲殼內(nèi)楔下部與錨桿體連接，上部兩側(cè)為開口槽，開口槽上端中部帶有斜面楔，形成雙面楔形滑動槽；漲殼夾片內(nèi)側(cè)具有與斜面楔相配合的斜面；錨桿體頂端進入漲殼內(nèi)楔后可與漲殼夾片下端面配合。該錨桿安裝后能迅速形成支護錨固力，控制巖體變形，既可用作永久支護，又可用作臨時支護，可適用于多數(shù)石質(zhì)圍巖條件支護，性價比優(yōu)越。
文檔編號E02D5/74GK2658401SQ20032010795
公開日2004年11月24日 申請日期2003年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者吳德興 申請人:吳德興