一种立井井筒土体加固锚杆及其施工方法

1.本发明涉及立井井筒施工土体加固技术领域，具体是一种涉及用于土体加固的锚杆及其施工方法。


背景技术：

2.立井井筒的变形和破坏主要发生在井筒的上部软弱层，在竖井施工过程中上部地层多为土质地层。为了使施工正常进行，保障施工工人的生命安全以及建设完成后开采的安全运作，需要对周边土体进行加固处理。在竖井上部土体加固支护方式多采用锚喷支护，锚杆一般采用传统拉力型锚杆。使用此类锚杆仅仅是将锚杆插入预留钻孔之中，之后再把注浆材料通过注浆管灌注于杆体与钻孔空洞之间的缝隙中形成柱状锚固体，受到纵向向外的压力易产生滑落、锚固力不足，使工程的安全性、可靠性无法得到足够保障。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种立井井筒土体加固锚杆，解决了锚杆与注浆体锚抓力不足的问题，保证了锚杆能获得足够的抗拔力和锚固力。
4.本发明的另一目的在于提供了一种立井井筒土体加固锚杆的施工方法。
5.为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
6.一种立井井筒土体加固锚杆包括：螺母、密封垫片、加固杆体、加长螺栓、顶杆、双螺纹套筒，所述加固杆体其顶端设有三个加强片，所述加强片上设有倒钩，所述顶杆设于所述加固杆体后部，其尾部固定连接有螺母，以驱动所述加固杆体，所述双螺纹套筒其内部呈空腔结构，所述空腔用于容纳所述加固杆体和顶杆。
7.进一步的，所述双螺纹套筒内部与外部均有螺纹分布，其端部具有三个预留口，外表面螺纹前固定连接有固定片，尾部依次设有密封垫片和螺母。
8.进一步的，所述加固杆体底部中央设有定位凹槽。
9.进一步的，所述加固杆体定位凹槽处设有截面直径略小于定位凹槽直径的通孔。
10.进一步的，所述加长螺栓的头部为子弹头型。
11.进一步的，所述顶杆的端面开设有与加长螺栓适配的通孔，通孔壁表面分布与加长螺栓适配的螺纹。
12.进一步的，所述顶杆外表面布置与所述双螺纹套筒内表面适配的螺纹。
13.进一步的，所述固定片呈椭圆形，两边预留固定孔。
14.进一步的，所述加强片展开的状态下，往所述双螺纹套筒空腔内灌注浆料，浆料可通过所述双螺纹套筒端部预留口间隙溢出。
15.一种立井井筒土体加固锚杆的施工方法，包括以下步骤：
16.(1)对竖井上部土体进行钻孔，使孔洞可容纳加强片收纳状态时的双螺纹套筒的进入；
17.(2)将加强片处于收纳在双螺纹套筒内部状态的锚杆插入孔中，将固定片进行固
定后，旋转顶杆尾端固定螺母将加强片刺入土体，然后旋转加长螺母将加长螺母抽出；
18.(3)往顶杆通孔内注浆，注浆完毕后，待浆体初凝后旋动套管外侧螺母收紧。
19.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明立井井筒土体加固锚杆，在加强片展开时，使整个锚杆结构具备倒刺，提高了锚杆的抗拔力，受到纵向压力后不易产生滑移，提高了锚固力，保证了立井井筒施工过程中的安全性。本发明的施工方法，施工便捷，操作简单，加长螺母可回收再利用。
附图说明
20.图1是本发明的立井井筒土体加固锚杆的加强片处于收纳状态时的结构示意图。
21.图2是本发明的立井井筒土体加固锚杆的加强片处于展开状态时的结构示意图。
22.图3是本发明的立井井筒土体加固锚杆的双螺纹套筒示意图。
23.图4是本发明的立井井筒土体加固锚杆的加长螺栓与顶杆处于组合状态时的结构示意图。
24.图5是本发明的立井井筒土体加固锚杆的加固杆体的结构示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图说明本发明一种立井井筒土体加固锚杆及其施工方法的具体实施方法。
26.如图1至图5所示，根据本发明具体实施方式的一种立井井筒土体加固锚杆，包括双螺纹套筒1、加固杆体2、加长螺栓3、顶杆4。双螺纹套筒1内部呈空腔结构，空腔用于容纳加固杆体2和顶杆4，双螺纹套筒1的前端设有三个预留口5，在注浆过程中浆体可通过预留口5溢出，加固杆体2顶端设有三个加强片6，加强片6上设有倒钩7，加长螺栓3和顶杆4为组合结构，加长螺栓3通过顶杆4端面通孔旋转进入顶杆4内部，且加长螺栓3贯穿于顶杆4内部，加固杆体2可在双螺纹套筒1腔内自由滑动，顶杆4与所述双螺纹套筒1内腔螺纹连接，旋动顶杆4尾部螺母10使由加长螺栓3和顶杆4形成的组合结构在腔体内旋转前进，前进过程中加长螺栓3的头部抵住加固杆体2的定位凹槽8，使得加固杆体2在推力的作用下在腔体内滑移，驱动加强片6通过预留口5展开，之后逆旋加长螺栓3将其抽出，通过顶杆4的通孔进行注浆，浆体通过定位凹槽8的通孔以及加固杆体2与双螺纹套筒1之间的缝隙从所述加强片6与预留口5形成的间隙溢出，待浆体初步凝固后，旋转双螺纹套筒1尾部螺母11带动锚杆整体收紧，加强片6与浆体充分接触，使倒钩7受力面积更大，提高了锚杆的抗拔力，且加强片刺入土体在注浆完成后所形成的锚固体更大，锚固力更强。
27.优选地，双螺纹套筒1外表面螺纹前固定连接有固定片9，所述固定片9呈椭圆形，两边预留固定孔，为防止旋转双螺纹套筒1尾部螺母11过程中带动锚杆整体转动，固定固定片9使双螺纹套筒1对于加固土体不会发生相对转动，螺母11前放置密封垫片12。
28.一种立井井筒土体加固锚杆的施工方法，包括以下步骤：
29.(1)对竖井上部土体进行钻孔，使孔洞可容纳加强片收纳状态时的双螺纹套筒的进入；
30.(2)将加强片处于收在双螺纹套筒内部状态的锚杆插入孔中，将固定片进行固定后，旋转顶杆尾端固定螺母将加强片刺入土体至无法继续顶入为止，然后旋转加长螺母将
加长螺母抽出；
31.(3)往顶杆通孔内注浆，注浆完毕后，待浆体初凝后旋动套管外侧螺母收紧。
32.对于本领域技术人员而言，显然发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
33.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。