一种锚杆多截面扩孔机具及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程建筑设备领域，特别涉及一种锚杆多截面扩孔机具及其应用。
【背景技术】
[0002]在基础工程和地质灾害防护工程中，通常采用锚杆扩底技术对土体进行支护和加固。在锚杆扩孔施工过程中，锚杆扩孔机具的选择对于施工质量及成本具有重要的影响。
[0003]举例来说，现有技术提供的锚杆扩孔机具通常包括与锚杆钻机的钻杆相连接的压力杆、齿轮和扩孔刀片。在使用过程中，首先通过锚杆钻机的钻杆进行钻孔，然后在孔底位置处通过对锚杆钻机的钻杆进行加压，带动压力杆上的齿条进行直线运动，以使齿轮转动，进而使扩孔刀片在孔底张开或者收回以对孔壁进行切削，实现扩孔作业。
[0004]发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]现有技术提供的锚杆扩孔机具只能在孔底位置处采用刀片切削方式进行扩孔，其抗拔能力较差。
【发明内容】
[0006]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种具有高抗拔能力的锚杆多截面扩孔机具及其应用。具体技术方案如下:
[0007]一方面，本发明实施例提供了一种锚杆多截面扩孔机具，与锚杆钻机配合使用，包括液压站、第一管道、第二管道、扩孔机头，所述扩孔机头包括液压缸、弓压器固定盘、弓压器、底盘和支撑结构；
[0008]所述液压缸固定在所述锚杆钻机的钻杆下端；
[0009]所述液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，所述活塞设置在所述缸体内部，并可相对所述缸体轴向运动，从而将所述缸体分隔成容积可变的液压缸上腔室和液压缸下腔室，所述液压缸上腔室通过所述第一管道与所述液压站连接，所述液压缸下腔室通过所述第二管道与所述液压站连接，所述活塞杆的上端固定在所述活塞的下部，所述活塞杆的下端固定在所述弓压器固定盘的上部；
[0010]所述弓压器包括一对上弓压臂以及与一对所述上弓压臂沿径向对称设置的一对下弓压臂，一对所述上弓压臂的上端与所述弓压器固定盘的下部中心位置可转动连接，一对所述上弓压臂的下端与一对所述下弓压臂的上端可转动连接，一对所述下弓压臂的下端与所述底盘的上部中心位置可转动连接；
[0011]所述支撑结构固定在所述液压缸的缸体下部与所述底盘之间。
[0012]具体地，作为优选，所述支撑结构为套筒，所述套筒的两端分别套装并固定在所述液压缸的缸体的下端和所述底盘上；
[0013]所述弓压器固定盘与所述套筒的内壁相接触，并可沿所述套筒的内壁轴向运动；
[0014]所述套筒相对的侧部设置有用于容纳所述弓压器的缝隙，使所述弓压器沿径向扩张或者收缩。
[0015]具体地，作为优选，所述机具还包括监控设备，所述监控设备分别与所述第一管道和所述第二管道连接，用来监控并显示所述机具的扩孔状态。
[0016]具体地，所述监控设备包括数据采集器、单片机和显示器，所述数据采集器与所述第一管道和所述第二管道连接，通过所述数据采集器采集所述第一管道和所述第二管道内的液体信息，所述单片机与所述数据采集器连接，通过所述单片机处理所述数据采集器采集到的液体信息，所述显示器与所述单片机连接，通过所述显示器显示所述机具的扩孔状
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[0017]具体地，所述上弓压臂通过销轴与所述弓压器固定盘可转动连接，所述上弓压臂通过销轴和所述下弓压臂可转动连接，所述下弓压臂通过销轴与所述底盘可转动连接。
[0018]另一方面，本发明实施例提供了一种利用上述的机具进行锚杆扩孔的方法。
[0019]具体地，作为优选，所述方法包括:
[0020]步骤a、通过锚杆钻机在地层中钻孔至预定的深度，得到粧孔；
[0021 ] 步骤b、将所述机具中的扩孔机头设置在所述粧孔内的第一位置处，所述机具中的液压站设置在所述粧孔的外部；
[0022]步骤C、利用所述液压站对所述扩孔机头中的液压缸供压，推动活塞轴向运动，所述活塞进而通过活塞杆推动弓压器固定盘轴向运动，并使弓压器沿径向扩张，以挤压所述粧孔内所述第一位置处的孔壁，实现一次挤扩；
[0023]步骤d、在所述第一位置处，多次地以预设角度转动所述扩孔机头，并在每次转动所述扩孔机头后重复所述步骤C，实现多次挤扩，直至在所述第一位置处形成一个完整的盘腔，实现所述第一位置处的锚杆扩孔。
[0024]具体地，作为优选，所述方法还包括:在所述弓压器沿径向扩张之后，使所述弓压器沿所述径向收缩，然后将所述扩孔机头设置在所述粧孔内的第二位置处，顺次重复所述步骤c和所述步骤d，实现所述第二位置处的锚杆扩孔。
[0025]具体地，作为优选，所述方法还包括:利用监控设备对所述弓压器的状态进行监控，以可视化所述锚杆扩孔过程。
[0026]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0027]本发明实施例提供的锚杆多截面扩孔机具，通过将液压缸固定在锚杆钻机的钻杆下端，以与锚杆钻机配合使用。锚杆钻机对地层钻孔到一定深度形成粧孔，将本发明锚杆扩孔机具的扩孔机头置于粧孔内部的某一位置处，并同时使液压站置于粧孔的外部。通过第一管道和第二管道使液压站和液压缸连接，能够在液压站的施力作用下推动液压缸内的活塞轴向运动，进而推动弓压器进行扩张，挤压孔壁达到扩孔的效果。如此扩孔方式一方面可以在粧孔内的不同位置处进行多部位变截面扩孔，显著提高锚杆的抗拔能力，进而有效缩减锚杆的钻孔深度，节省施工成本；另一方面，通过上述扩孔方式不仅避免了对土层造成扰动，还能对扩孔处的土层进行压实加固，且减少了沉渣的产生，更利于提高后续混凝土的灌注质量。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本发明实施例提供的锚杆扩孔机具的结构示意图。
[0030]附图标记分别表示:
[0031]M锚杆钻机，
[0032]Ml钻杆，
[0033]I液压站，
[0034]2第一管道，
[0035]3第二管道，
[0036]4扩孔机头，
[0037]41液压缸，
[0038]411缸体，
[0039]4111液压缸上腔室，
[0040]4112液压缸下腔室，
[0041]412活塞，
[0042]413活塞杆，
[0043]42弓压器固定盘，
[0044]43弓压器，
[0045]431上弓压臂，
[0046]432下弓压臂，
[0047]44底盘，
[0048]45支撑结构，
[0049]5监控设备，
[0050]51数据采集器，
[0051]52单片机，
[0052]53显示器，
[0053]6销轴。
【具体实施方式】
[0054]除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，对理解本发明实施例一些术语给出定义。
[0055]本发明实施例所述的“轴向”指的是锚杆钻机的钻杆的旋转中心轴的轴线方向，也可以理解为，锚杆钻机的钻杆两端面的两个圆心连线所在的直线方向。相应地，所述“径向”指的是与所述“轴向”垂直的方向。
[0056]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0057]第一方面，本发明实施例提供了一种锚杆多截面扩孔机具，如附图1所示，该锚杆扩孔机具与锚杆钻机M配合使用，该锚杆扩孔机具包括液压站1、第一管道2、第二管道3、扩孔机头4，其中，扩孔机头4又包括液压缸41、弓压器固定盘42、弓压器43、底盘44和支撑结构45。
[0058]液压缸41固定在锚杆钻机M的钻杆Ml下端；
[0059]液压缸41包括缸体411