可回收快锚扩体锚索及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及锚索及施工方法，属边坡及基坑支护领域，适用于土质坡体工程加固。
【背景技术】
[0002]近年来，随着公路、铁路和大型水利水电工程的建设，涌现出了大量高陡边坡和深基坑工程，而锚喷支护技术是解决此类工程问题的主要手段。锚索由于钢绞线不受长度模数限制、变形小、抗拉性能好和质量轻等优点，广泛应用于锚喷支护工程。传统锚索技术施工方法的主要步骤是在坡体上钻孔，插入钢绞线，并向孔内注浆，浆体凝固，钢绞线锚固于坡体的稳定区形成锚固力。该技术施工过程中浆体凝固速度慢，消耗水泥量多，无法快速形成锚固力，导致施工进度慢，造价高;对于临时性支护工程，传统锚索支护任务完成后不能回收利用，材料浪费严重，污染地下空间，给后续工程项目施工带来困难。由于传统锚索不能满足当今节能、绿色、环保的社会发展理念，长期以来，工程界希望有一种锚固力形成快、可回收重复利用、施工方便的新型锚索支护技术。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种可回收快锚扩体锚索及施工方法。
[0004]本发明是可回收快锚扩体锚索及施工方法，可回收快锚扩体锚索，包括锚头1、钢绞线2、内套管3和外套管4;锚头I由刺骨5、转轴6、空心螺栓杆7，巢座8和齿盖9构成，巢座8的前段A外截面呈六边形，内截面为圆形且设有与空心螺栓杆7相配套的螺纹，后段B为带有螺栓孔和转轴槽的槽齿10，刺骨5套于转轴6上，转轴6嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖9将转轴6固定于槽齿10上;钢绞线2的一端设有球形扩大头，另一端穿过空心螺栓杆7，空心螺栓杆7通过螺纹与巢座8连接组成锚索；内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上;坡体上钻孔，将锚索、内套管3和外套管4一同插入孔内，在坡面上固定外套管4，旋转内套管3带动空心螺栓杆7向孔内钻进，推动刺骨5旋转插入稳定土体，拔出内套管3和外套管4;用锚具11和垫板12将钢绞线2锚固于坡面上。
[0005]本发明的可回收快锚扩体锚索的施工方法，其步骤为:
(1)制作锚索:根据工程设计要求确定钢绞线2、刺骨5、巢座8和齿盖9的数量和长度;预制锚头I的各部件、钢绞线2、内套管3和外套管4;刺骨5套于转轴6上，转轴6嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖9将转轴6固定于槽齿10上;钢绞线2穿过空心螺栓杆7，空心螺栓杆7通过螺纹与巢座8连接组成锚索；内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上；
(2)放线及钻孔:根据设计要求用测量仪器在坡体上放线，定位锚索的施工位置并钻孔；
(3)施工锚索:转动内套管3带动空心螺栓杆7松动，空心螺栓杆7磁性吸附刺骨5短轴转动，使刺骨5聚拢，将锚索、内套管3和外套管4一同插入孔内，在坡面上固定外套管4，旋转内套管3带动空心螺栓杆7向孔内钻进，推动刺骨5旋转插入稳定土体，拔出内套管3和外套管4； (4)张拉锚固:张拉钢绞线2施加预应力，在锚索上套垫板12，并用锚具11将其锚固于垫板12上；
(5)按照步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)施工下一个根锚索直至完成所有的工序；
(6)回收方法:待完成支护功能后，卸除锚具11和垫板12，将内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上，固定外套管4，通过内套管3拧松空心螺栓杆7，拔出外套管4和内套管3，向外拔锚索，土体约束作用使刺骨5收缩，从而拔出锚索，实现锚索回收。
[0006]本发明的有益效果:本发明与现有传统锚索相比较，具有以下优点:对于临时性工程，锚索可回收重复利用，减少材料消耗，节约资源，降低工程生产成本，减轻地下环境污染；
锚头展开形成扩大头，嵌固于稳定土体内，无需注浆即可快速形成锚固力，减少施工工序，缩短施工周期，降低劳动力消耗，经济效益显著；各配件工厂化制作，安装拆卸方便快捷，主要用于高陡边坡和基坑工程加固，尤其适用于临时性支护工程和工期紧张的抢险救灾等特殊性工程。
【附图说明】
[0007]图1是本发明锚索结构示意图；图2是锚头示意图；图3是钢绞线示意图，图4是空心螺栓杆示意图；图5是巢座示意图；图6是内、外套管推动锚索展开示意图；图7是本发明锚索支护边坡示意图；附图标记说明:锚头1、钢绞线2、内套管3、外套管4、刺骨5、转轴6、空心螺栓杆7、巢座8、齿盖9、槽齿10、锚具11、垫板12、巢座的前段A、巢座的后段B。
【具体实施方式】
[0008]本发明的工作原理，锚固原理:锚索插入坡体钻孔内，固定外套管，通过内套管拧紧空心螺栓杆，空心螺栓杆向坡体内钻进，推动锚索一端的刺骨旋转张开插入稳定土体，锚索另一端由锚具和垫板锚固于坡面上，锚固滑动区土体于坡体稳定区。回收原理:卸除锚具和垫板，将内套管和外套管穿过钢绞线分别套在空心螺栓杆和巢座上，固定外套管，通过内套管拧松空心螺栓杆，拔出外套管和内套管，向外拔锚索，土体约束作用使刺骨收缩，从而拔出锚索，实现锚索回收。
[0009]下面结合附图及具体实施实例对本发明进一步说明，所举实例只用于解释本发明并非仅限于本实例。在阅读本发明后，凡在本发明原理内所做的等同替换、修改都属于本发明的保护范围。
[0010]如图1?7所示，本发明是可回收快锚扩体锚索及施工方法，可回收快锚扩体锚索，包括锚头1、钢绞线2、内套管3和外套管4;锚头I由刺骨5、转轴6、空心螺栓杆7，巢座8和齿盖9构成，巢座8的前段A外截面呈六边形，内截面为圆形且设有与空心螺栓杆7相配套的螺纹，后段B为带有螺栓孔和转轴槽的槽齿10，刺骨5套于转轴6上，转轴6嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖9将转轴6固定于槽齿10上;钢绞线2的一端设有球形扩大头，另一端穿过空心螺栓杆7，空心螺栓杆7通过螺纹与巢座8连接组成锚索；内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上;坡体上钻孔，将锚索、内套管3和外套管4一同插入孔内，在坡面上固定外套管4，旋转内套管3带动空心螺栓杆7向孔内钻进，推动刺骨5旋转插入稳定土体，拔出内套管3和外套管4;用锚具11和垫板12将钢绞线2锚固于坡面上。
[0011]如图1、3、6、7所示，钢绞线2的末端带有一个扩大球，扩大球的直径比钢绞线2大I?2cm0
[0012]如图2所示，刺骨5是截面为L形的钢骨架，钢骨架的宽度为3~5cm，L形的长边为10?20cm，短边为3~5cm，弯角处设有转轴6的插孔，刺骨5可绕转轴6转动。
[0013]如图2、4所不，空心螺栓杆7已磁化，空心螺栓杆7的内径8cm?1 cm，夕卜径I Ocm?12cm，长度与巢座8的相同。
[0014]如图2、5所示，巢座8的内径13?15cm，外径15?17cm，长20~30cm。
[0015]如图6所示，内套管3是两端留有与空心螺栓杆7相配套的钢管；外套管4是两端留有与巢座8前段A六边形截面相配套的钢管。
[0016]如图1?7所示，可回收快锚扩体锚索的施工方法，其步骤为:
(1)制作锚索:根据工程设计要求确定钢绞线2、刺骨5、巢座8和齿盖9的数量和长度;预制锚头I的各部件、钢绞线2、内套管3和外套管4;刺骨5套于转轴6上，转轴6嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖9将转轴6固定于槽齿10上;钢绞线2穿过空心螺栓杆7，空心螺栓杆7通过螺纹与巢座8连接组成锚索；内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上；
(2)放线及钻孔:根据设计要求用测量仪器在坡体上放线，定位锚索的施工位置并钻孔；
(3)施工锚索:转动内套管3带动空心螺栓杆7松动，空心螺栓杆7磁性吸附刺骨5短轴转动，使刺骨5聚拢，将锚索、内套管3和外套管4一同插入孔内，在坡面上固定外套管4，旋转内套管3带动空心螺栓杆7向孔内钻进，推动刺骨5旋转插入稳定土体，拔出内套管3和外套管4；
(4)张拉锚固:张拉钢绞线2施加预应力，在锚索上套垫板12，并用锚具11将其锚固于垫板12上；
(5)按照步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)施工下一个根锚索直至完成所有的工序；
(6)回收方法:待完成支护功能后，卸除锚具11和垫板12，将内套管3和外套管4穿过钢绞线2分别套在空心螺栓杆7和巢座8上，固定外套管4，通过内套管3拧松空心螺栓杆7，拔出外套管4和内套管3，向外拔锚索，土体约束作用使刺骨5收缩，从而拔出锚索，实现锚索回收。
【主权项】
1.一种可回收快锚扩体锚索，其特征在于:包括锚头(1)、钢绞线(2)、内套管(3)和外套管(4);锚头(I)由刺骨(5)、转轴(6)、空心螺栓杆(7)、巢座(8)和齿盖(9)构成，巢座(8)的前段(A)外截面呈六边形，内截面为圆形且设有与空心螺栓杆(7)相配套的螺纹，后段(B)为带有螺栓孔和转轴槽的槽齿(1 )，刺骨(5 )套于转轴(6 )上，转轴(6 )嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖(9)将转轴(6)固定于槽齿(10)上;钢绞线(2)的一端设有球形扩大头，另一端穿过空心螺栓杆(7)，空心螺栓杆(7)通过螺纹与巢座(8)连接组成锚索；内套管(3)和外套管(4)穿过钢绞线(2)分别套在空心螺栓杆(7)和巢座(8)上;坡体上钻孔，将锚索、内套管(3)和外套管(4)一同插入孔内，在坡面上固定外套管(4)，旋转内套管(3)带动空心螺栓杆(7)向孔内钻进，推动刺骨(5)旋转插入稳定土体，拔出内套管(3)和外套管(4);用锚具(11)和垫板(12)将钢绞线(2)锚固于坡面上。2.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于:所述的内套管(3)是与空心螺栓杆(7)相配套的六边形钢管;外套管(4)是与巢座(8)前段(A)外截面相配套的六边形钢管。3.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于:所述的钢绞线(2)的末端设有球形扩大头，扩大头的直径比钢绞线(2)大I?2cm。4.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于:所述的刺骨(5)是截面为L形的钢骨架，钢骨架的宽度为3~5cm，L形的长边为10?20cm，短边为3~5cm，弯角处设有转轴(6)的插孔。5.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于:所述的空心螺栓杆(7)已磁化，空心螺栓杆(7)的内径8cm?10cm，外径1cm?12cm，长度与巢座(8)的相同。6.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于:巢座(8)的内径13?15cm，外径15?17cm，长20?30cm ο7.根据权利要求1所述的可回收快锚扩体锚索，其特征在于:所述的齿盖(9)中间留有与槽齿(10)相同的内螺纹，两边留有与槽齿(10)相配套的转轴槽。8.可回收快锚扩体锚索的施工方法，其特征在于，其步骤为: (1)制作锚索:根据工程设计要求确定钢绞线(2)、刺骨(5)、巢座(8)和齿盖(9)的数量和长度;预制锚头(I)的各部件、钢绞线(2)、内套管(3)和外套管(4);刺骨(5)套于转轴(6)上，转轴(6)嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖(9)将转轴(6)固定于槽齿(10)上;钢绞线(2)穿过空心螺栓杆(7)，空心螺栓杆(7)通过螺纹与巢座(8)连接组成锚索；内套管(3)和外套管(4)穿过钢绞线(2)分别套在空心螺栓杆(7)和巢座(8)上； (2)放线及钻孔:根据设计要求用测量仪器在坡体上放线，定位锚索的施工位置并钻孔； (3)施工锚索:转动内套管(3)带动空心螺栓杆(7)松动，空心螺栓杆(7)磁性吸附刺骨(5)短轴转动，使刺骨(5)聚拢，将锚索、内套管(3)和外套管(4)一同插入孔内，在坡面上固定外套管(4)，旋转内套管(3)带动空心螺栓杆(7)向孔内钻进，推动刺骨(5)旋转插入稳定土体，拔出内套管(3)和外套管(4); (4)张拉锚固:张拉钢绞线(2)施加预应力，在锚索上套垫板(12)，并用锚具(11)将其锚固于垫板(12)上； (5)按照步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)施工下一根锚索直至完成所有的工序；(6)回收方法:待完成支护功能后，卸除锚具(11)和垫板(12)，将内套管(3)和外套管(4)穿过钢绞线(2)分别套在空心螺栓杆(7)和巢座(8)上，固定外套管(4)，通过内套管(3)拧松空心螺栓杆(7)，拔出外套管(4)和内套管(3)，向外拔锚索，土体约束作用使刺骨(5)收缩，从而拔出锚索，实现锚索回收。
【专利摘要】一种可回收快锚扩体锚索及施工方法，属于锚喷支护领域，包括锚头、钢绞线、内套管和外套管；锚头由刺骨、转轴、空心螺栓杆，巢座和齿盖构成，巢座的前段外截面呈六边形，内截面为圆形且设有与空心螺栓杆相配套螺纹，后段为带有螺栓孔和转轴槽的槽齿，刺骨套于转轴上，转轴嵌入转轴槽内，螺栓穿过齿盖将转轴固定于槽齿上；钢绞线穿过空心螺栓杆，空心螺栓杆与巢座连接组成锚索；内套管和外套管穿过钢绞线分别套在空心螺栓杆和巢座上；将连接整体插入孔内，在坡面上固定外套管，旋转内套管带动空心螺栓杆向孔内钻进，推动刺骨旋转插入稳定土体；锚具和垫板将钢绞线锚固于坡面上。
【IPC分类】E02D5/76
【公开号】CN105714823
【申请号】CN201610164878
【发明人】董建华, 刘国盛, 董旭光, 颉永斌, 孙国栋
【申请人】兰州理工大学