本實(shí)用新型專利涉及隧道及地下工程圍巖支護(hù)，特別涉及一種應(yīng)用于隧道及地下工程圍巖支護(hù)的一種推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿。

背景技術(shù)：

錨桿是結(jié)構(gòu)錨固或巖土體加固的一種受拉桿系結(jié)構(gòu)，分為預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿。預(yù)應(yīng)力錨桿是一種主動(dòng)支護(hù)型式，可將張拉力傳遞到穩(wěn)定的或適宜的巖土體中，從而將結(jié)構(gòu)與巖土體錨固在一起或加固巖土體。非預(yù)應(yīng)力錨桿是一種被動(dòng)支護(hù)型式，通過(guò)與巖土體共同變形，從而起到加固巖土體的作用。錨桿支護(hù)已廣泛應(yīng)用于隧道及地下工程、邊坡、基坑等工程。錨桿支護(hù)是錨噴支護(hù)的重要組成部分，提高了圍巖的支護(hù)效率，優(yōu)化了各種支護(hù)的承載比例，保障了工程施工安全，節(jié)省了工程造價(jià)。

全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿廣泛應(yīng)用于隧道及地下工程。全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿是錨桿孔內(nèi)桿體絕大部分或全部被錨固劑包裹，錨固劑的主要作用有兩點(diǎn)，其一是起膠結(jié)作用，將錨桿桿體與巖土體膠結(jié)在一起；其二是起防護(hù)作用，將錨桿桿體全長(zhǎng)包裹可對(duì)錨桿防腐進(jìn)行防護(hù)。根據(jù)錨固劑的不同，全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿分為樹(shù)脂錨桿和水泥砂漿錨桿，錨桿桿體有鋼質(zhì)桿體(實(shí)心、中空和錨索)和纖維增強(qiáng)塑料桿體(實(shí)心和中空)。

樹(shù)脂錨桿主要應(yīng)用于煤巷支護(hù)。樹(shù)脂(卷)錨固劑由樹(shù)脂膠泥與固化劑兩部分分隔包裝成卷形，混合后能使錨桿桿體與巖土體粘結(jié)在一起。超快速型樹(shù)脂錨固劑有兩種類型，即CKa型和CKb型。樹(shù)脂膠泥和固化劑混合后，CKa型樹(shù)脂錨固劑的凝膠時(shí)間為8～25秒，錨桿等待安裝時(shí)間為10～30秒；CKb型樹(shù)脂錨固劑的凝膠時(shí)間為26～40秒，錨桿等待安裝時(shí)間為30～60秒。煤巷錨桿支護(hù)，樹(shù)脂錨桿一般在60秒內(nèi)完成墊板和螺母的安裝，并且可以施加一定的預(yù)緊力。目前，樹(shù)脂錨桿是煤巷錨桿支護(hù)的主導(dǎo)型式，主要由以下幾方面因素：(1)煤炭及煤質(zhì)地層巖石硬度較小，氣動(dòng)錨桿鉆機(jī)鉆孔比較容易；(2)樹(shù)脂錨桿孔徑比(錨孔內(nèi)徑與錨桿桿體外徑之比值)較小，錨桿長(zhǎng)度一般為1.6m～2.6m，樹(shù)脂藥卷使用量不多，有成本優(yōu)勢(shì)；(3)煤質(zhì)礦粉本身就是很好的固體潤(rùn)滑物質(zhì)，保障了樹(shù)脂藥卷及錨桿桿體順利地插入小孔徑比的錨孔；(4)樹(shù)脂錨固劑中樹(shù)脂膠泥與固化劑混合后凝固時(shí)間較短，適合快速安裝工藝；(5)樹(shù)脂凝膠體強(qiáng)度較高，樹(shù)脂錨桿抗拔力較高。

雖然目前樹(shù)脂錨桿是煤巷錨桿支護(hù)的主導(dǎo)型式，但是在公路/鐵路隧道、水工隧洞及地下洞室中應(yīng)用較少，尤其是鐵路隧道，主要原因如下：(1)鐵路隧道圍巖地質(zhì)條件復(fù)雜多變，軟弱、破碎地層中難以形成小孔徑比的錨孔；(2)鐵路隧道系統(tǒng)錨桿一般長(zhǎng)2.5m～5.0m，樹(shù)脂藥卷及錨桿可能不能順利地插入小孔徑比的錨孔中；(3)大孔徑比的錨孔需要更多的樹(shù)脂錨固劑，樹(shù)脂錨桿成本較高。

水泥砂漿錨桿(桿體實(shí)心和中空)是公路/鐵路隧道和水工隧洞及地下洞室錨桿支護(hù)的主導(dǎo)型式。鐵路隧規(guī)規(guī)定砂漿錨桿用的水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M20。全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿的墊板和螺母安裝應(yīng)在水泥砂漿的強(qiáng)度達(dá)到10MPa后進(jìn)行，因此，水泥砂漿漿體的終凝及初期強(qiáng)度的增長(zhǎng)總體上決定了錨桿支護(hù)施作花費(fèi)時(shí)間。M20水泥砂漿強(qiáng)度達(dá)到10Mpa，估計(jì)要1～2天，也就是錨桿螺母最終擰緊需要等待1～2天，因此，解決隧道工程縮短系統(tǒng)錨桿施作時(shí)間，提高錨桿施工質(zhì)量，優(yōu)化隧道施工工序的關(guān)鍵是錨桿快速錨固安裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型專利所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，以實(shí)現(xiàn)圍巖快速主動(dòng)或被動(dòng)支護(hù)，提高錨桿施工效率和施工質(zhì)量，有效控制支護(hù)工程成本。

本實(shí)用新型專利解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型的推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，包括中空錨桿桿體和連接于其后端的由墊板、螺母組成的錨頭，其特征是：所述中空錨桿桿體的前端安裝有壓推螺桿、轉(zhuǎn)換器組件，袋裝錨固劑安裝在壓推螺桿上；所述壓推螺桿具有非自鎖外螺紋，與轉(zhuǎn)換器相配合形成絲桿螺母機(jī)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)換器的前端為具有若干錐齒的齒盤(pán)。

本實(shí)用新型專利的有益效果是，袋裝錨固劑安裝在壓推螺桿上，便于袋裝錨固劑送達(dá)錨孔內(nèi)頂端，用力推壓中空錨桿桿體的尾端，壓推螺桿逐漸進(jìn)入中空錨桿桿體的中孔內(nèi)，對(duì)袋裝錨固劑形成擠壓，同時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)換器旋轉(zhuǎn)，由其前端的齒盤(pán)攪碎袋裝錨固劑的外包裝，使錨固劑漿液混合，從而錨桿前錨固段快速錨固，在不超過(guò)60秒的錨桿等待安裝時(shí)間后即可安裝墊板及螺母，并可先行施加一定的預(yù)應(yīng)力，隨后通過(guò)中空錨桿桿體注漿，實(shí)現(xiàn)錨桿后錨固段全長(zhǎng)粘結(jié)，快速地完成整根錨桿錨固安裝，實(shí)現(xiàn)圍巖快速主動(dòng)或被動(dòng)支護(hù)，提高錨桿施工效率和施工質(zhì)量；可作為低預(yù)應(yīng)力錨桿和非預(yù)應(yīng)力錨桿的系統(tǒng)錨桿，適用地層廣，可大大縮短系統(tǒng)錨桿施作時(shí)間，提高錨桿施工質(zhì)量，充分發(fā)揮圍巖的強(qiáng)度及自承能力，為隧道及地下工程施工提供安全保障，還可優(yōu)化施工工序；錨桿前錨固段由錨固劑錨固，后錨固段采用注漿錨固，可有效控制支護(hù)工程成本。

附圖說(shuō)明

本說(shuō)明書(shū)包括如下五幅附圖：

圖1是本實(shí)用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿中錨固劑包裝的安裝方式示意圖；

圖3是本實(shí)用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿中轉(zhuǎn)換器的前端面視圖；

圖4是本實(shí)用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿中轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿的使用狀態(tài)參考圖。

圖中示出構(gòu)件名稱及所對(duì)應(yīng)的標(biāo)記：中空錨桿桿體單元11、連接器13、墊板14、螺母15、壓推螺桿21、錐頭22、轉(zhuǎn)換器30、齒盤(pán)31、套筒32、傳遞銷(xiāo)33、袋裝錨固劑40、前錨固段L₁、后錨固段L₂。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型專利/實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

參照?qǐng)D1和圖2，本實(shí)用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿，包括中空錨桿桿體和連接于其后端的由墊板14、螺母15組成的錨頭。所述中空錨桿桿體的前端安裝有壓推螺桿21、轉(zhuǎn)換器30組件，袋裝錨固劑40安裝在壓推螺桿21上。所述壓推螺桿21具有非自鎖外螺紋，與轉(zhuǎn)換器30相配合形成絲桿螺母機(jī)構(gòu)。所述轉(zhuǎn)換器30的前端為具有若干錐齒的齒盤(pán)31。所述壓推螺桿21的前端具有錐頭22，袋裝錨固劑40安裝在錐頭22底面與齒盤(pán)31前端面之間。在錐頭22的保護(hù)下，便于袋裝錨固劑送達(dá)錨孔內(nèi)頂端。

參照?qǐng)D5，施工時(shí)，用力推壓中空錨桿桿體的尾端，壓推螺桿21逐漸進(jìn)入中空錨桿桿體的中孔內(nèi)，對(duì)袋裝錨固劑40形成擠壓，同時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)換器30旋轉(zhuǎn)，由其前端的齒盤(pán)31攪碎袋裝錨固劑40的外包裝，使錨固劑漿液混合，從而錨桿前錨固段L₁快速錨固，在不超過(guò)60秒的錨桿等待安裝時(shí)間后即可安裝墊板14、螺母15，并可先行施加一定的預(yù)應(yīng)力，隨后通過(guò)中空錨桿桿體注漿形成后錨固段L₂，實(shí)現(xiàn)錨桿后錨固段全長(zhǎng)粘結(jié)，快速地完成整根錨桿錨固安裝，實(shí)現(xiàn)圍巖快速主動(dòng)或被動(dòng)支護(hù)，提高錨桿施工效率和施工質(zhì)量。

參照?qǐng)D3和圖4，所述轉(zhuǎn)換器30由前部的齒盤(pán)31和后部的套筒32構(gòu)成，套筒32空套于中空錨桿桿體的前端部上，齒盤(pán)31的中孔上設(shè)周向間隔設(shè)置傳遞銷(xiāo)33，傳遞銷(xiāo)33與壓推螺桿21具有非自鎖外螺紋相配合，將壓推螺桿21沿中空錨桿桿體的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換器30的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述齒盤(pán)31前端面上錐齒按徑向、周向間隔設(shè)置。

參照?qǐng)D5，所述中空錨桿桿體全長(zhǎng)具有連續(xù)外螺紋，后錨固段L₂的中空錨桿桿體上有1對(duì)出漿孔?？梢詾檎w式，也可以是拼裝式。參照?qǐng)D5，所述中空錨桿桿體由至少兩個(gè)中空錨桿桿體單元11通過(guò)帶孔或不帶孔和連接器13對(duì)接構(gòu)成。

以上所述只是用圖解說(shuō)明本實(shí)用新型專利推壓式可快速錨固安裝粘結(jié)型中空錨桿的一些原理，并非是要將本實(shí)用新型專利局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本實(shí)用新型專利所申請(qǐng)的專利范圍。