一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构

【】本技术涉及隧道支护工程领域，尤其涉及一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构。

背景技术

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背景技术：

1、支护锚杆是隧道围岩锚固支护结构的重要构件，常用的支护锚杆有砂浆锚杆、中空锚杆等类型，砂浆锚杆是在锚孔中灌入砂浆后再将锚杆快速插入锚孔，而中空锚杆是在将锚杆结构安装完成后，再通过中空锚杆进行压力注浆；两种锚杆所构成的锚固结构，其锚固砂浆与锚孔周边围岩结合度都不高，虽然中空锚杆施工注浆采用的压力注浆一定程度上提升了锚固砂浆与锚孔周边围岩结合度，但由于其注浆压力一般在0.5mpa～1mpa之间，注浆压力不够大，其结合程度有限，且中空锚杆相对于砂浆锚杆价格相对较高。

2、在国外隧道工程项目中，为提高锚杆支护体系与锚孔周边围岩的粘结强度，修复锚孔周边围岩裂隙，在砂浆锚杆施工时，结合封隔器进行注浆，封隔器是一种气囊结构，能够对锚孔进行封堵，从而对封隔段进行压力注浆，而此压力注浆可视围岩情况及施工需求，通过调整封隔器封堵效果，对注浆压力进行调节，其注浆压力可达5mpa以上，能更好的使锚固体系与围岩紧密结合，修复围岩裂隙，进一步提升锚固效果与围岩稳定性，但该封隔器配合砂浆锚杆施工，需要逐段对锚孔压力注浆且待锚孔注浆完成后再进行锚杆植入，其施工效率低，实施效果因先注浆后植杆的问而有所减弱。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本实用新型的目的在于提供一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，将封隔器结构与砂浆锚杆相结合，实现先植杆，后逐段注浆的锚固工艺，进而有效提高施工效率，提升锚固效果，且施工成本较低。

2、为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

3、一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，包括砂浆锚杆、封隔器、锚孔、锚固砂浆，所述封隔器设置于砂浆锚杆上，所述锚固砂浆通过封隔器充填于锚孔中；

4、所述砂浆锚杆杆体为螺纹结构；

5、所述封隔器由前端气囊、后端气囊、连接环、气囊支撑架、振捣器、振捣钢丝、注浆管、出浆活动管，所述前端气囊、后端气囊内均设置有气囊支撑架，前端气囊与后端气囊通过连接环连接，所述振捣器设置于前端气囊远离锚孔孔口的端部，所述振捣钢丝连接于振捣器上，所述注浆管、出浆活动管均依次贯穿后端气囊、前端气囊、振捣器，连通被封隔器封堵的锚孔空间。

6、进一步的改进，所述前端气囊、后端气囊均采用同种厚度的橡胶制成，为空心圆柱结构，其外径与锚孔孔径一致，充气后长度为30cm～35cm，内侧设有与砂浆锚杆杆体相匹配的螺纹凸块。

7、进一步的改进，所述气囊支撑架是采用直径为2mm～3mm钢丝制成的弹簧结构，两端设有限制端板，所述限制端板与前端气囊、后端气囊两端端头贴合固定，用于限制前端气囊、后端气囊在充气时膨胀方向为锚孔孔壁，以保证前端气囊、后端气囊充气后能紧密嵌固于锚孔上，气囊支撑架的外径与前端气囊厚度之和为锚孔孔径。

8、进一步的改进，所述连接环为可收缩折叠的折叠圈，连接环伸长长度为1.5m～2.5m。

9、进一步的改进，所述注浆管管壁外侧与前端气囊贴合固定，与后端气囊贴合未固定，可在后端气囊自由伸缩。

10、进一步的改进，所述出浆活动管由活动管以及出浆管组成，所述活动管为折叠伸缩管，活动管连接前端气囊与后端气囊，出浆管与活动管连接。

11、进一步的改进，所述注浆管、出浆活动管管径为0.2cm～0.25cm，当锚孔开孔方向向上时，为避免注浆时锚固砂浆从出浆活动管流出，注浆管远离锚孔孔口方向的端部与振捣器表面齐平，出浆活动管远离锚孔孔口方向的端部贴近孔口孔底；当锚孔开孔方向向下时，为避免注浆时锚固砂浆从出浆活动管流出，注浆管远离锚孔孔口方向的端部贴近锚孔孔底，出浆活动管远离锚孔孔口方向的端部与振捣器表面齐平。

12、本实用新型的技术效果在于：

13、(1)锚固效果好：通过封隔器配合砂浆锚杆进行锚固，加大了砂浆锚杆的注浆压力，使锚固砂浆在高压下更好的挤入锚孔孔壁裂缝以及周边围岩中，进一步加强了砂浆锚杆支护体系与隧道围岩之间的粘结强度，大大的提升了锚固支护效果，提升了隧道结构安全。

14、(2)封隔器可重复使用，成本低，可推广性强：封隔器可在砂浆锚杆上通过充气泄气自由活动，可在砂浆注浆完毕后进行回收再使用，且通过封隔器配合砂浆锚杆注浆，施工速度快，施工难度小，可推广性强。

技术特征：

1.一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，其特征在于，包括砂浆锚杆(1)、封隔器(2)、锚孔(3)、锚固砂浆(4)，所述封隔器(2)设置于砂浆锚杆(1)上，所述锚固砂浆(4)通过封隔器(2)充填于锚孔(3)中；

2.根据权利要求1所述的一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，其特征在于，所述前端气囊(21)、后端气囊(22)均采用同种厚度的橡胶制成，为空心圆柱结构，其外径与锚孔(3)孔径一致，充气后长度为30cm～35cm，内侧设有与砂浆锚杆(1)杆体相匹配的螺纹凸块(211)。

3.根据权利要求1所述的一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，其特征在于，所述气囊支撑架(24)是采用直径为2mm～3mm钢丝制成的弹簧结构，两端设有限制端板(241)，所述限制端板(241)与前端气囊(21)、后端气囊(22)两端端头贴合固定，用于限制前端气囊(21)、后端气囊(22)在充气时膨胀方向为锚孔(3)孔壁，以保证前端气囊(21)、后端气囊(22)充气后能紧密嵌固于锚孔(3)上，气囊支撑架(24)的外径与前端气囊(21)厚度之和为锚孔(3)孔径。

4.根据权利要求1所述的一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，其特征在于，所述连接环(23)为可收缩折叠的折叠圈，连接环(23)伸长长度为1.5m～2.5m。

5.根据权利要求1所述的一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，其特征在于，所述注浆管(27)管壁外侧与前端气囊(21)贴合固定，与后端气囊(22)贴合未固定，可在后端气囊(22)自由伸缩。

6.根据权利要求1所述的一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，其特征在于，所述出浆活动管(28)由活动管(281)以及出浆管(282)组成，所述活动管(281)为折叠伸缩管，活动管(281)连接前端气囊(21)与后端气囊(22)，出浆管(282)与活动管(281)连接。

7.根据权利要求1所述的一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，其特征在于，所述注浆管(27)、出浆活动管(28)管径为0.2cm～0.25cm，当锚孔(3)开孔方向向上时，为避免注浆时锚固砂浆(4)从出浆活动管(28)流出，注浆管(27)远离锚孔(3)孔口方向的端部与振捣器(25)表面齐平，出浆活动管(28)远离锚孔(3)孔口方向的端部贴近孔口孔底；当锚孔(3)开孔方向向下时，为避免注浆时锚固砂浆(4)从出浆活动管(28)流出，注浆管(27)远离锚孔(3)孔口方向的端部贴近锚孔(3)孔底，出浆活动管(28)远离锚孔(3)孔口方向的端部与振捣器(25)表面齐平。

技术总结
本技术公开一种带封隔器的隧道砂浆锚杆及其锚固结构，包括砂浆锚杆、封隔器、锚孔、锚固砂浆，所述封隔器设置于砂浆锚杆上，所述锚固砂浆通过封隔器充填于锚孔中。本技术通过采用封隔器配合砂浆锚杆，进一步提升了隧道砂浆锚杆的锚固效果，且封隔器可重复使用，可推广性强。

技术研发人员：邓旭辉,李培
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：20230327
技术公布日：2024/1/15