圆饼状加筋抗滑键管式锚杆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种圆饼状加筋抗滑键管式锚杆，它包括两端开口、中空的管式杆体及挡环和垫板。所述管式杆体的管壁上分布有多个圆形块，其顶端填充炮泥并设有带所述垫板的所述挡环；所述管式杆体底端的管壁内设有装有雷管的起爆药包；设有所述圆形块的所述管壁内设有柱状装药。本发明结构简单、施工方便、成本低廉，能立即提供锚固力以控制岩土体变形，同时改善岩土锚固的荷载传递机制以提高锚杆锚固力，从而显著地提高了岩土体的稳定性，使锚固工程的安全性得到大大加强。
【专利说明】圆饼状加筋抗滑键管式锚杆
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩土锚固技术，尤其涉及圆饼状加筋抗滑键管式锚杆。
【背景技术】
[0002]岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆，将地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆-注浆体-孔壁岩土体力的相互作用，调动和提高岩土体的自身强度和自稳能力，改善被锚固岩土体的应力状态以使之稳定，从而确保工程安全的技术。岩土锚固技术的工程应用源于19世纪末，随着其理论和技术的发展，现已广泛应用于矿山、水利、水电、公路、铁路、市政、城建、地质、军工等领域，作为一种较为理想的支护形式，在地下工程、边坡工程、深基坑工程等的稳定中发挥重要作用。
[0003]岩土锚固不仅受到地层岩性、岩土体结构、地质构造、水文地质等的影响，还可能受到强烈地震的作用，它们均对岩土锚固的安全构成威胁。
[0004]在岩土锚固的施工和运营期间，锚杆从注浆体中拔出、锚杆连同注浆体从锚孔中拔出是两种最基本的岩土锚固破坏形式，它们均会导致岩土锚固失效，给工程安全带来隐患。为了确保工程安全，必须限制锚杆的锚固力。当需要提供的锚固力较大时，普通锚杆锚固已不能满足工程的需要，这无疑制约岩土锚固技术的应用和发展，如何改善岩土锚固的荷载传递机制，克服普通锚杆锚固的弊端，成为提高锚杆锚固力，推动岩土锚固技术发展的根本途径。
[0005]此外，岩土锚固中的注浆体固结前几乎不能提供锚固力，故不能适应软弱岩土体开挖后需要立即提供锚固力的要求。虽然已有的管缝式锚杆对上述缺点有所克服，锚杆安装后能立即提供锚固力，有利于及时控制岩土体的变形，但所能提供的锚固力不大；同时，由于软弱岩土体会从管缝式锚杆的管缝中挤入管腔，还将造成锚固力的进一步下降。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种能立即提供锚固力以控制岩土体变形，同时改善岩土锚固的荷载传递机制以提高锚杆锚固力的圆饼状加筋抗滑键管式锚杆。
[0007]为解决上述问题，本发明所述的圆饼状加筋抗滑键管式锚杆，其特征在于:它包括两端开口、中空的管式杆体及挡环和垫板；所述管式杆体的管壁上分布有多个圆形块，其顶端填充炮泥并设有带所述垫板的所述挡环；所述管式杆体底端的管壁内设有装有雷管的起爆药包；设有所述圆形块的所述管壁内设有柱状装药。
[0008]所述圆形块由多个同圆心的闭合扇形片构成，该闭合扇形片的弧均处于所述圆形块的圆周上，并与所述管壁相连；所述闭合扇形片是指由过所述圆形块圆心并穿透所述管壁径向切缝而形成的扇形片。
[0009]所述雷管连有雷管脚线。
[0010]本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、由于本发明中管式杆体的管壁内装有安装了雷管的起爆药包和柱状装药。其一，锚杆杆体内起爆药包和柱状装药的爆炸，对管壁产生强烈作用，使管式杆体发生塑性变形，导致管壁径向扩张挤压岩土体，能立即提供锚固力，阻止岩土体与锚杆的相对滑动，达到即刻锚固的效果；其二，柱状装药的爆炸作用直接地强烈作用于管式杆体管壁圆形块的每个闭合扇形片上，将闭合扇形片推开，使其呈圆锥面形状张开凸出于管壁之外和压入岩土体，即形成张开的扇形片，也能立即提供锚固力，产生锚固效果；其三，柱状装药爆炸的爆生气体对钻孔壁上圆形块所对壁面的岩土体强烈地冲击压缩，致使孔壁岩土体破碎形成圆形凹坑，随之对管式杆体管腔和圆形凹坑中充注浆体，圆形凹坑中的注浆体与深入到圆形凹坑中的张开扇形片结合到一起，浇铸成圆饼状加筋抗滑键，使管式杆体与岩土体紧密结合，亦即借助于深深地栓塞于孔壁岩土体和管式杆体之间的圆饼状加筋抗滑键，从根本上改变了锚固荷载传递机制，构建了摩擦-加筋抗滑键新型复合锚固，显著地改善了岩土锚固效果，更好地调动了岩土体的自稳能力，有效地防止了锚杆锚固的失效，从而提高了岩土体的稳定性，使锚固工程的安全性得到大大加强。
[0011]2、本发明结构简单、便于加工、施工方便、成本低廉，可显著地加快工程进度，改善岩土锚固效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]图2为本发明爆破前装药轴截面图示意图。
[0015]图3为本发明爆破前管式杆体和圆形块示意图。
[0016]图4为本发明爆破前管式杆体管壁上的圆形块和扇形片示意图。
[0017]图中:I一岩土体2—注浆体3—钻孔4一管式杆体5—管式杆体底端 6—圆饼状加筋抗滑键 7—挡环 8—垫板 9一起爆药包 10—雷管 11一雷管脚线
12一柱状装药 13—炮泥 14一管壁 15—圆形块 16—张开扇形片 17—闭合扇形片 18—切缝 19 一圆形凹坑。
【具体实施方式】
[0018]如图f 4所示，圆饼状加筋抗滑键管式锚杆，它包括两端开口、中空的管式杆体4及挡环7和垫板8。管式杆体4的管壁14上分布有多个圆形块15，其顶端填充炮泥13并设有带垫板8的挡环7 ;管式杆体底端5的管壁14内设有装有雷管10的起爆药包9 ;设有圆形块15的管壁14内设有柱状装药12。
[0019]其中:圆形块15由多个同圆心的闭合扇形片17构成,该闭合扇形片17的弧均处于圆形块15的圆周上，并与管壁14相连；闭合扇形片17是指由过圆形块15圆心并穿透管壁14径向切缝18而形成的扇形片。
[0020]雷管10连有雷管脚线11。
[0021]使用时，⑴按设计要求对软弱岩土体I布置钻孔3 ^2)将外径比钻孔3孔径小r2mm的管式杆体4顶入钻孔3中，在管式杆体4顶端填充炮泥13 利用柱状装药12药卷之间间隔小于殉爆距离，通过殉爆即刻起爆爆破所有柱状装药12 ;⑷起爆药包9和柱状装药12的爆炸作用驱使管式杆体4的管壁14发生塑性变形，径向扩张挤压岩土体1，能立即提供锚固力，阻止岩土体I与锚杆的相对滑动，达到即刻锚固的效果；同时，柱状装药12的爆炸直接地强烈作用于管式杆体4管壁14圆形块15的每个闭合扇形片17上，将闭合扇形片17推开，使其张开呈圆锥面形状凸出于管壁14之外和压入岩土体1，即形成张开的扇形片，也能立即提供锚固力，产生锚固效果；此外，柱状装药12爆炸的爆生气体对管壁14上圆形块15所对的钻孔壁面岩土体I强烈地冲击压缩，致使孔壁岩土体I破碎形成圆形凹坑19 ;(5)随之对管式杆体4管腔和圆形凹坑19中充注浆体，圆形凹坑19中的注浆体2与深入到圆形凹坑19中的张开扇形片16结合到一起，浇铸成圆饼状加筋抗滑键6，使管式杆体4与岩土体I紧密结合，亦即借助于深深地栓塞于孔壁岩土体I和管式杆体4之间的圆饼状加筋抗滑键6，从根本上改变了锚固荷载传递机制，建成立起摩擦-加筋抗滑键新型复合锚固，显著地改善了岩土锚固效果，更好地调动了岩土体I的自稳能力，有效地防止了锚杆锚固的失效，从而提高了岩土体I的稳定性，使锚固工程的安全性得到大大提高。
【权利要求】
1.圆饼状加筋抗滑键管式锚杆，其特征在于:它包括两端开口、中空的管式杆体(4)及挡环(7)和垫板(8);所述管式杆体(4)的管壁(14)上分布有多个圆形块(15)，其顶端填充炮泥(13)并设有带所述垫板(8)的所述挡环(7);所述管式杆体底端(5)的管壁(14)内设有装有雷管(10)的起爆药包(9);设有所述圆形块(15)的所述管壁(14)内设有柱状装药(12)。
2.如权利要求1所述的圆饼状加筋抗滑键管式锚杆，其特征在于:所述圆形块(15)由多个同圆心的闭合扇形片(17)构成，该闭合扇形片(17)的弧均处于所述圆形块(15)的圆周上，并与所述管壁(14)相连；所述闭合扇形片(17)是指由过所述圆形块(15)圆心并穿透所述管壁(14)径向切缝(18)而形成的扇形片。
3.如权利要求1所述的圆饼状加筋抗滑键管式锚杆，其特征在于:所述雷管(10)连有雷管脚线(11)。
【文档编号】E02D5/74GK103774655SQ201210412803
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月26日 优先权日:2012年10月26日
【发明者】言志信, 江平 申请人:兰州大学