[实用新型]楔式二翼管状锚杆

说明书

本实用新型涉及一种支护地下和露天岩石开挖工程围岩的有机械楔紧机构的管状锚杆。

目前，全世界各国家广泛采用各种锚杆支护地下和露天岩石开挖工程的围岩，其中也广泛采用有机械楔紧机构的管状锚杆。1996年11月16日授予专利权的二翼胀管式锚杆(专利号：ZL95237350·5)是这类锚杆中的一种。该锚杆的杆体用电焊钢管制造，下端电焊一个挡环，上部沿直径方向锯开两条纵向管缝，在其管壁的内表面对称点电焊两块楔片，靠近两块楔片装配一个用铝铆钉固定在管壁上的中心楔体。该锚杆由两块楔片和一个中心楔体组成的楔紧机构有两种：一种采用两块弓形楔片和一个中心楔子；另一种采用两块弧形楔片和一个中心圆锥体，弧形楔片的外圆弧半径大于电焊钢管的内圆弧半径，所以电焊钢管管壁要用模压法使装配弧形楔片处的管壁形状与弧形楔片的外表形状完全吻合。该锚杆有以下主要缺点：1.低碳钢电焊钢管适于作为锚杆使用的壁厚在2mm以上的只有七种规格，壁厚在2.5mm以上的只有三种规格，壁厚在3mm以上的仅仅一种规格，其余的都是壁厚在2mm以下的薄壁电焊钢管，在地下岩石中使用锈蚀严重，服务期短。电焊钢管是用钢带经过辊式轧管机和高频电焊等一系列工序制造的，价格较贵。为了让机械式楔紧机构胀开锚固段，要将这一段电焊钢管锯开二条管缝，这不但浪费加工费，还降低电焊钢管的承载能力；2.电焊钢管内腔狭窄，内直径只有27～30mm，很难刷涂防锈涂料防锈，所以该锚杆只能作为临时支架和半永久性支架使用，不能作为永久性支架使用。如果采取在钻孔内注浆的措施来提高锚杆锚固力和服务年限，则必须在电焊钢管两侧从上到下每隔100～150mm钻凿直径5～8mm的注浆孔。注浆孔的数目多，加工费高，而且较大地降低了电焊钢管的承载能力；3.在内腔狭窄的电焊钢管内安装机械楔紧机构要使用专门工具进行手工施工，工效低，难以设计流水作业线进行大规模生产；4.安装弧形楔片时，要用模压法使装配弧形楔片处的电焊钢管管壁形状与弧形楔片的外表形状完全吻合，这将增加该锚杆的生产成本。

本实用新型采用的技术方案是，楔式二翼管状锚杆(图1)由一根管状杆体(1)、两块侧片(2)、一个中心楔体(3)、一个铝铆钉(4)、两条管缝(5)、一个挡环(6)、一块垫板(7)和联结处(8)组成。在管状杆体(1)的两侧从上到下都有管缝(5)，将管状杆体分为二翼。在管状杆体的下端电焊一个挡环(6)。利用这个挡环和在中部与中上部的联结处(8)将管状杆体的二翼联结在一起。管状杆体的上部为锚固段。在该段每一翼管壁内表面点电焊一块侧片(2)，两块侧片的中心线平面应垂直于两条管缝的中心线平面。两块侧片的上端距离管状杆体末端5～15mm。在管状杆体内靠近两块侧片装配中心楔体(3)，并且由一个铝铆钉(4)将中心楔体固定在管状杆体一翼的管壁上。垫板(7)套在管状杆体上，并且靠近挡环装配。

本实用新型安装的动态过程根据图1说明如下：

在岩石中钻凿一个钻孔(图中未画出)后，在套上垫板(7)的管状杆体(1)中插入一根比锚杆长300～400mm的钢钎(图中未画出)，将锚杆和钢钎都插入钻孔，再将钢钎插在凿岩机的回转套筒(图中未画出)内，凿岩机开小风门，管状杆体(1)和钢钎沿钻孔向前推进，使垫板(7)压紧钻孔孔口岩石，凿岩机开大风门，用凿岩机和钢钎冲击中心楔体(3)，中心楔体(3)剪断铝铆钉(4)后向前推进迫使两块侧片(2)向外扩张。因为钻孔末端直径比管状杆体(1)外径仅大2～8mm，而该锚杆楔紧机构的扩张量在12mm以上，所以该锚杆牢固地楔紧在钻孔内，支护岩石并保证地下岩石开挖工程的安全。

当地下岩石开挖工程的服务年限在4年以上，需要采用注浆锚杆支护围岩时，可选用管缝(5)宽度在5mm以上的楔式二翼管状锚杆支护围岩。在钻孔中安装好锚杆后，在管状杆体(1)内腔中插入注浆管(图中未画出)和中心楔体(3)接触，再后退3～5cm后，开动注浆器(图中未画出)，先将锚杆锚固端注满水泥砂浆，然后缓慢后退抽出注浆管，将管状杆体(1)的外环形空间和内腔都完全注满水泥砂浆。这样可以增加锚杆的锚固能力和延长服务年限。这样的注浆锚杆可以作为永久性支架使用。