[发明专利]一种破碎岩层隧道径向单端双膨胀注浆锚杆

说明书

本发明涉及一种破碎岩层隧道径向单端双向膨胀注浆锚杆，包括锚杆外侧钢管、中空螺纹钢管、上端锥形顶升头、注浆袋和螺栓；所述中空螺纹钢管内嵌于外侧钢管中，螺栓与中空螺纹钢管螺纹连接，且设置在外侧钢管的上方，外侧钢管的长度小于中空螺纹钢管，所述外侧钢管的底部设有豁口，中空螺纹钢管的中部设有锥形顶升头，锥形顶升头的外缘直径大于外侧钢管的直径，中空螺纹钢管的底部连接有注浆袋，锥形顶升头与注浆袋之间的中空螺纹钢管上设有注浆孔。本发明可以有效地增强破碎岩层隧道围岩稳定性，减小隧道施工引起破碎岩层塌落，且能够减小工程建设成本，提高工程建设速度。

技术领域

本发明涉及破碎岩层隧道径向单端双膨胀注浆锚杆,具体涉及一种适用于破碎岩层隧道围岩加固的新型注浆锚杆，属于地下工程领域。

背景技术

随着我国交通强国建设的发展，高等级公路、铁路隧道建设规模不断扩大，隧道工程建设不可避免地穿越破碎岩层区域；破碎岩层初始状态发生改变后，极易造成岩层垮塌，危及建设者的生命安全。然而，传统的破碎岩层隧道径向加固多采用超前小导管或者大管棚方式，建设成本高、耗时长。众所周知，自然界的破碎岩层中岩石块之间相互搭接和支撑，以达到整体稳定。为此，基于破碎岩层相互搭接和支撑的理论体系，提出一种适用于破碎岩层隧道围岩加固的新型注浆锚杆，包括单端双向膨胀装置和注浆装置；单端双向膨胀装置，可以实现在破碎岩层中短距离扩撑岩层空间、挤密岩层孔隙，并为指定注浆区域提供空间；注浆装置，在锚杆前段，箱套于单端双向膨胀装置之间，可以按照设计要求在破碎岩层指定区域进行注浆加固，以实现破碎岩层局部区域加固稳定。可以有效地增强破碎岩层隧道围岩稳定性，减小隧道施工引起破碎岩层塌落，且能够减小工程建设成本，提高工程建设速度。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种破碎岩层隧道径向单端双向膨胀注浆锚杆,本发明可以有效地增强破碎岩层隧道围岩稳定性，减小隧道施工引起破碎岩层塌落，且能够减小工程建设成本，提高工程建设速度。本发明的技术方案如下：

一种破碎岩层隧道径向单端双向膨胀注浆锚杆，包括锚杆外侧钢管、中空螺纹钢管、锥形顶升头、注浆袋和螺栓；所述中空螺纹钢管内嵌于外侧钢管中，螺栓与中空螺纹钢管螺纹连接，且设置在外侧钢管的上方，外侧钢管的长度小于中空螺纹钢管，所述外侧钢管的底部设有豁口，中空螺纹钢管的中部设有锥形顶升头，锥形顶升头的外缘直径大于外侧钢管的外径，中空螺纹钢管的底部连接有注浆袋，锥形顶升头与注浆袋之间的中空螺纹钢管上设有注浆孔。

当旋转螺栓，致使中空螺纹钢向上运动，由于外侧钢管上设有豁口，锥形顶升头顶推外侧钢管时，使外侧钢管向外撑开，实现膨胀加固作用；利用注浆管穿过中空螺纹钢管给注浆袋中注浆，当顶部膨胀加固完成后，注浆袋膨胀挤压周边破碎围岩，实现底部膨胀加固作用；当注浆袋浆液凝固之后，拔出注浆管，向中空螺纹钢管内注浆，浆液通过注浆孔向预定注浆区域填筑，实现定向的围岩加固。

进一步的，所述中空螺纹钢管的内径为0.18m，长度为2.00m；所述外侧钢管的长度为1.5m；所述豁口的长度为0.1m；所述锥形顶升头焊接在中空螺纹钢管上；所述注浆孔的的孔径为5cm（直径）；所述注浆袋的材质为土工布。

本发明破碎岩层隧道径向单端双向膨胀注浆锚杆可以实现在破碎岩层中短距离扩撑岩层空间、挤密岩层孔隙，并为指定注浆区域提供空间；注浆袋与锥形顶升头之间的区域为浆液注浆加固区域，可以按照设计要求在破碎岩层指定区域进行注浆加固，以实现破碎岩层局部区域加固稳定。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.在设置注浆有效范围后，一方面可以降低注浆成本，减小浆液的扩散范围；另一方面，可以增强破碎岩层局部区域围岩的稳定性，使其满足加固要求。

2.本发明所涉及的单端双向膨胀装置，可以在小范围内实现上、下两个小区域紧密压实，起到锚固扩撑作用。

3.本发明所涉及的径向单端双膨胀注浆锚杆具有施工便利，布置灵活的优点，可以根据实际工况灵活布置。

附图说明