一种爆炸压裂式土层锚杆的制作方法

本实用新型涉及岩土工程加固器材领域，具体的说是一种爆炸压裂式土层锚杆。

背景技术：

随着城市高层建筑的增多，建筑基坑的深度也越来越大。为了保证基坑工程的安全，通常需要对基坑护壁进行锚杆加固。土层锚杆就是一种常用的加固装置，锚杆的一端伸入稳定土层中，以钢筋、钢管或钢绞线的形式与孔内注浆体组成受拉杆体，另一端与工程构筑物相连。通常对其施加预应力，以承受由土压力、水压力或风荷载等所产生的拉力，用以维护构筑物的稳定。土层锚杆可以用作深基坑坑壁的临时支护，也可以作为工程构筑物的永久性基础。在建筑基坑的挡土结构上使用，可以有效地阻止周围土层坍塌、位移和沉降。

土层锚杆的加固效果与锚固力密切相关，目前，提高锚固力的方法主要有两种：一种是端头扩大型锚杆，另一种是二次高压注浆锚杆。应当指出的是，对于端头扩大型锚杆通常需要借助一些特种机械完成，且效率不高、扩孔效果也不理想。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种爆炸压裂式土层锚杆，结构简单，扩孔理想，能够显著增大注浆体与土层的作用面积，提升锚杆的锚固力。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种爆炸压裂式土层锚杆，包括中空锚杆和设置在中空锚杆尾端的爆炸压裂装置；中空锚杆的尾端为炸裂段，在炸裂段上开设有用于通过爆炸压裂装置的爆炸作用将炸裂段炸裂并膨胀的切缝，切缝的数量为多条并均沿中空锚杆的长度方向分布；爆炸压裂装置包括设置在炸裂段内且小端朝向中空锚杆头部方向分布的锥形炸药包，在锥形炸药包小端开设有用于夹持固定引爆雷管的第一装配孔，在锥形炸药包的大端和锥面上间隔开设有多个第二装配孔，第二装配孔中均配合安装有聚能罩，聚能罩为圆锥形且聚能罩的锥尖插设在第二装配孔中。

优选的，在炸裂段上位于切缝的起始端位置套设有约束环。

优选的，切缝的数量不少于四条，所有切缝均匀间隔设置。

优选的，锥形炸药包包括锥形罩以及分别设置在锥形罩两端的上圆罩和下圆罩，在锥形罩、上圆罩以及下圆罩合围形成的空腔中设置有乳化炸药。

优选的，锥形罩、上圆罩以及下圆罩通过胶带粘接成型。

优选的，聚能罩的大端与第二装配孔等径，且聚能罩的大端与锥形炸药包的锥面平齐。

优选的，聚能罩采用黄铜材料制作。

优选的，中空锚杆的尾端以胶带封闭。

有益效果

本实用新型可归类为端头扩大型土锚，该锚杆在尾部设置有切缝，便于爆炸能量在切缝位置将锚杆炸裂；锚杆尾部装有锥形炸药包，便于爆炸能量在孔底聚集；锥形炸药包的外侧面设置聚能罩，使得药包具备在土层中爆炸形成的炸裂空腔的腔壁上射孔形成炸裂裂纹的能力，并通过炸裂空腔和炸裂裂纹增大了注浆体与土层的作用面积，提升了锚杆锚固力；同时，炸裂的锚杆与注浆体结合，也能有效改善锚杆与注浆体的粘结作用力。

附图说明

图1为本实用新型装配于建筑基坑土层状态下的示意图；

图2为图1中的本实用新型在爆炸压裂装置爆炸后的状态示意图；

图3为本实用新型中的中空锚杆的结构示意图；

图4为图3中a-a向视图；

图5为本实用新型中的锥形炸药包部分的结构示意图；

图中标记：1、锚具，2、台座，3、支挡件，4、基坑土层，401、锚孔，5、爆炸压裂装置，501、引爆雷管，502、聚能罩，503、下圆罩，504、第二装配孔，505、锥形罩，506、上圆罩，507、第一装配孔，6、中空锚杆，601、炸裂段，602、切缝，603、约束环，7、炸裂空腔，8、炸裂裂纹。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种爆炸压裂式土层锚杆，包括中空锚杆6和设置在中空锚杆6尾端的爆炸压裂装置。

中空锚杆6如图3及图4所示，其尾端为炸裂段601，在炸裂段601上沿轴向均匀开设有四条或以上的切缝602，以便于炸裂段601能够在爆炸压裂装置所产生的爆炸能量在切缝602位置将炸裂段601炸裂并膨胀。在炸裂段601上位于切缝602的起始端位置套设固定设有约束环603，通过约束环603控制中空锚杆6的炸裂长度。

爆炸压裂装置包括设置在炸裂段601内且小端朝向中空锚杆6头部方向分布的锥形炸药包。锥形炸药包靠近中空锚杆6头部位置的装药量小，靠近中空锚杆6尾部位置的装药量大，进而能够在基坑土层4中炸出外小内大的炸裂空腔7，在炸裂空腔7内注浆后形成形状相对应的注浆体，通过注浆体的特殊形状增大注浆体与土层的作用面积，提升了锚杆锚固力。

如图5所示，本实施例中的锥形炸药包包括锥形罩505以及分别设置在锥形罩505两端的上圆罩506和下圆罩503，锥形罩505、上圆罩506以及下圆罩503通过胶带粘接成型，在锥形罩505、上圆罩506以及下圆罩503合围形成的空腔中设置有乳化炸药。在上圆罩506上的中心位置开设有第一装配孔507，并在第一装配孔507中配合安装有引爆雷管501，引爆雷管501的一端插设在乳化炸药中，另一端位置的引线通过中空雷管的空腔分布于中空锚杆6及基坑土层4外部。在锥形罩505和下圆罩503上间隔开设有多个第二装配孔504，所有第二装配孔504中均配合安装有聚能罩502，聚能罩502采用黄铜材料制作，其形状为圆锥形，并通过圆锥尖端插设在乳化炸药中，聚能罩502的大端外径与第二装配孔504的孔径相同，且平齐于锥形罩505的锥面分布。

本实用新型的使用方法包括以下步骤：a、将乳化炸药放入到锥形罩505内，加盖上下圆罩503，在锥形罩505与上下圆罩503连接处以胶带粘结；

b、在锥形罩505和下圆罩503的第二装配孔504内插入聚能罩502，锥尖向里，底圆与第二装配孔504平齐；

c、上圆罩506中心第一装配孔507内垂直插入引爆雷管501，并用胶带将引爆雷管501与上圆罩506固定；

d、在基坑土层4的侧壁位置开设锚孔401，锚孔401向下倾角在15~25度之间；

e、用胶带密封中空锚杆6的尾部，将锥形药包大头向下置于中空锚杆6尾端的炸裂段601的密封胶带上；

f、将中空锚杆6置于锚孔401中，并在基坑土层4的侧壁上设置用于阻隔爆炸冲击的支挡件3，在中空锚杆6的头端依次固定锚具1和台座2后，引爆炸药，从而在基坑土层4中形成如图2所示的炸裂空腔7以及由聚能罩502的射孔作用在炸裂空腔7的腔壁上产生的辐射状的炸裂裂纹8。通过中空锚杆6的空腔向炸裂空腔7和炸裂裂纹8中注浆后，通过拉拔、锁紧，即完成锚杆的安装。