[实用新型]一种可增大钻孔内部承载结构的软弱地层锚固注浆装置

说明书

本实用新型公开了一种可增大钻孔内部承载结构的软弱地层锚固注浆装置，包括内、外区段锚杆杆体，两杆体之间安有引爆装置，外区段锚杆杆体为中空杆体，其外端外周部位安装有止浆塞、托盘及螺母。该种锚杆在地层钻孔内底部利用组合式锚固药卷进行锚固安装，组合式锚固药卷沿长度方向依次包括膨胀药卷Ⅰ、炸药药卷Ⅱ与快凝药卷Ⅲ，膨胀药卷Ⅰ可对钻孔孔壁产生体积自膨胀扩孔。所述的引爆装置可引爆炸药药卷Ⅱ内部炸药，使地层内形成局部爆炸孔腔，引爆装置可自动张开形成倒爪式结构。所述该种锚杆预应力施加完毕后，通过外区段中空杆体注浆可封闭局部爆炸孔腔、自由段钻孔孔隙及钻孔周围岩土体裂隙，形成全长预应力锚固支护效果。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程锚固技术领域，尤其涉及一种可增大钻孔内部承载结构的软弱地层锚固注浆装置。

背景技术

随着岩土工程的飞速发展，锚固技术已经成为其中的重要分支。岩土锚固技术能充分挖掘岩土能量，调用岩土的自身强度和自承载能力，大大减轻结构自重，节省工程材料，取得显著的经济效果，并确保施工安全与工程稳定，广泛应用于边坡防护、基坑、隧道、坝体、码头、地铁、地下空间工程及拉力型基础等工程领域。

然而，在软弱破碎地层中传统锚杆支护技术还存在许多问题亟待解决。比如，由于软弱破碎地层岩土体自身强度低，难以找到稳定的锚固岩层，造成锚杆可锚性差，锚固力较低，锚杆受力普遍较小，甚至出现锚固段滑脱失效的现象，难以对软弱破碎地层围岩进行有效控制，使锚杆杆体支护潜力难以充分发挥。另外，由于锚杆内锚固段极限锚固力较低，难以施加较高的预应力或在施加预应力后极易产生应力松弛现象，造成锚杆主动支护效果难以有效发挥。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：在软弱地层中传统锚杆支护可锚性差，锚固力低，不能对软弱地层进行有效控制，造成锚杆杆体支护潜力无法充分发挥。此外，在软弱地层中受软弱岩土体自身强度的限制，难以施加较高预应力或在施加预应力后极易产生应力松弛现象，造成锚杆主动支护效果难以有效发挥。

为解决上述问题，本实用新型提出了一种可增大钻孔内部承载结构的软弱地层锚固注浆装置，包括内、外区段锚杆杆体和设置在钻孔底部的组合式锚固药卷。

所述的内、外区段锚杆杆体通过引爆装置进行连接，外区段锚杆杆体为中空杆体，中空杆体壁上设置有开孔；外区段锚杆杆体外端外周部位安装有止浆塞、托盘及螺母；

所述的组合式锚固药卷沿钻孔底部由内而外方向依次包括膨胀药卷Ⅰ、炸药药卷Ⅱ与快凝药卷Ⅲ，在锚杆安装完毕未爆破之前膨胀药卷Ⅰ、炸药药卷Ⅱ与快凝药卷Ⅲ依次形成相应的3个充填段；所述的膨胀药卷Ⅰ内部含有可膨胀化学成分材料，通过产生体积自膨胀，可扩大锚杆尾部钻孔并对钻孔孔壁岩土体产生自膨胀挤压力；所述的引爆装置可引爆炸药药卷Ⅱ内部炸药，并在引爆装置周围钻孔孔壁地层附近形成局部爆炸孔腔；同时，在炸药爆炸时引爆装置可自动张开形成倒爪式结构，并与周围岩土体产生咬合力；所述的内、外区段锚杆杆体在施加预应力后，通过外区段锚杆杆体进行注浆，可对局部爆破孔腔、自由段钻孔孔隙及钻孔周围岩土体裂隙进行注浆充填，形成全长预应力支护效果。

进一步的，所述的引爆装置，为一个圆筒状结构，沿圆筒状结构的管壁环向均匀间隔设置有多个切缝，靠近钻孔外侧部位切缝尾端完全切开，切缝方向与引爆装置轴向方向平行；圆筒状结构的外表面设置有倒刺状凸起结构，圆筒状结构内圈部位安装有起爆材料；在炸药爆炸能量冲击下，起爆装置可自动张开，形成倒爪式结构，并与地层岩土体之间产生咬合力。

进一步的，所述的起爆材料为雷管、导爆索或其他类型起爆炸药等，连接引爆装置内部起爆材料的引线可沿锚杆杆体表面或内部引到锚杆外部。

进一步的，所述的膨胀药卷Ⅰ充填段、炸药药卷Ⅱ充填段与快凝药卷Ⅲ充填段，共同构成了所述一种可增大钻孔内部承载结构的软弱地层锚固注浆装置的锚固段。为保证预应力在周围岩土体中的有效扩散，锚杆锚固段长度不宜超过(1/2~2/3)倍锚杆总长度。