内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆的制作方法

本技术涉及锚杆，特别涉及一种内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆。

背景技术：

1、目前，岩土及矿山、隧道领域中，通常采用锚杆支护，常用锚杆有树脂锚杆和砂浆锚杆等。矿井巷道支护系统中，树脂锚杆具有凝固时间短、受力快的特点，但树脂材料成本很高。

2、树脂锚杆的施工过程为：（1）钻锚孔、（2）将树脂卷送入锚孔内、（3）插入锚杆、（4）锚杆转动搅碎树脂卷，使树脂卷混合凝固后对锚杆进行锚杆。其中第二步，树脂卷的送入通常通过高压水或高压气直接将树脂卷推入锚孔的底部，但是使用过程，由于锚孔的轴线不是标准直线（即孔不直）、树脂卷与锚孔之间摩擦力大以及树脂卷本身柔软，导向性差等因素的影响，导致树脂卷很难送到位。

3、为解决前述问题，现有技术如公开为cn110259493b、cn114542131a、cn109944620b的专利，均提出了内藏药卷式中空锚杆。前述锚杆虽然可以解决药卷送入问题，但是在施工过程中，需要进行高低压水的切换，低压水用于钻孔冷却，高压水用于药卷的挤出；同时还需要特殊的接头以连接钻机与锚杆；这样的结构无疑会增加锚杆生产成本，同时也会使现场施工复杂化（如需要配套高、低压水供给设备），且通过高压水挤出药卷的过程不可视，因此常常出现药卷内树脂未完全挤出的情况，导致锚固效果差、药卷内树脂浪费；若要保证药卷内树脂被完全挤出只能通过持续供给高压水，然而这样又会浪费水，而多余的水又会从锚孔流出至施工地面，影响施工环境。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，结构简单，通过设置两段直径不同的锚杆实现药卷内藏；并通过第二锚杆体的反转带动第一锚杆体同步反转实现钻进，通过第二锚杆体的两次正转分别实现药卷的挤出以及药卷内药剂的搅拌，基于锚杆自身结构特点即可实现钻进、树脂锚固以及施加预应力，无需高压水切换，且钻进、树脂锚固以及施加预应力可连续进行，大大简化了施工过程；同时通过第二中空锚杆体的旋入量可准确反映药卷的挤出情况，大大提高了树脂锚固时的可靠性。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，包括第一中空锚杆体和第二中空锚杆体；

4、所述第一中空锚杆体内设有药卷，所述第一中空锚杆体端部设有钻头；

5、所述第二中空锚杆体与所述第一中空锚杆体杆传动连接，所述第二中空锚杆体反转时带动第一中空锚杆体同步反转钻进；钻进到位时，所述第二中空锚杆体正转，第二中空锚杆体相沿第一中空锚杆体轴向前进，并将药卷内的粘接剂从第一中空锚杆体经钻头挤出至锚孔内；当药卷内的粘接剂完全挤出第一中空锚杆体时，第二中空锚杆体继续转动并带动第一中空锚杆体同步转动搅拌粘接剂。

6、进一步地，所述第二中空锚杆体的一端伸入所述第一中空锚杆体远离钻头的一端且与第一中空锚杆体螺纹连接；

7、所述第二中空锚杆体伸入所述第一中空锚杆体的一端设有止退部，所述止退部用于防止第二中空锚杆体反转时退出第一中空锚杆体。

8、进一步地，所述第一中空锚杆体内分别设有连通的螺纹孔和直孔，所述螺纹孔设置在第一中空锚杆体远离钻头的一端，所述药卷设置在直孔内；

9、所述止退部为环状结构，所述止退部的外径小于所述直孔的直径大于所述螺纹孔的直径。

10、进一步地，所述直孔内设有圆筒，所述药卷设置在所述圆筒内，所述圆筒与直孔之间设有供冷却水通过的间隙；

11、所述圆筒靠近螺纹孔的一端设有活塞，所述止退部的外径小于圆筒的内径。

12、进一步地，所述第一中空锚杆体端部设有用于割破药卷的切刀，所述切刀与所述第一中空锚杆体为分体式结构。

13、进一步地，所述钻头与所述第一中空锚杆体的端部螺纹连接，所述切刀通过钻头固定在第一中空锚杆体的端部。

14、进一步地，所述第二中空锚杆体远离第一中空锚杆体的一端沿轴向依次设有限位件、驱动螺母和自锁螺母；

15、所述驱动螺母于驱动件传动连接，驱动件带动驱动螺母正转或反转；

16、所述自锁螺母用于限制驱动螺母反转时的轴向位移；

17、第二中空锚杆体未固定时，限位件限制驱动螺母正转时的轴向位移，所述驱动螺母带动第二中空锚杆体同步正转；第一中空锚杆体及第二中空锚杆体被粘接剂固定时，驱动螺母突破限位件的限制，所述驱动件带动驱动螺母沿第二中空锚杆体轴向运动并顶紧垫板对锚杆施加预应力。

18、进一步地，所述驱动螺母设置在第二中空锚杆体尾端，所述锚杆的尾端至驱动螺母部分在对准时先进入接头本体用于驱动件与驱动螺母的定位。

19、本实用新型的有益效果是：

20、1）本实用新型的锚杆结构简单，通过设置两段直径不同的锚杆实现药卷内藏；并通过第二锚杆体的反转带动第一锚杆体同步反转实现钻进，通过第二锚杆体的两次正转分别实现药卷的挤出以及药卷内药剂的搅拌，基于锚杆自身结构特点即可实现钻进、树脂锚固以及施加预应力，无需高压水切换，且钻进、树脂锚固以及施加预应力可连续进行，大大简化了施工过程；同时通过第二中空锚杆体的旋入量可准确反映药卷的挤出情况，大大提高了树脂锚固时的可靠性。

21、2）设置的圆筒内表面相对于第一中空锚杆体的内表面更光滑，因此在第二中空锚杆体正转时会更轻松的将药卷推出。

22、3）本实用新型通过驱动螺母、自锁螺母及限位件的设置，实现锚杆钻进、树脂锚固、预应力施加及锚固一步完成，锚杆安装过程简单，安装快速，工作效率极高。钻机与锚杆之间没有复杂的连接结构，钻机的工作部退回时，仅需钻机的工作部直线退回即可实现锚杆与钻机的分离，无需人工干预。且施加预紧力时驱动螺母在安装腔内运动，接头本体不做直线运动，因此不会出现驱动螺母与接头本体分离的情况。

23、4）由于将第二中空锚杆体尾部预留一部分长度，因此在自锁螺母与接头本体装配时，锚杆尾部先进入接头本体形成定位，避免自锁螺母与接头本体对准时锚杆掉出锚孔；且可保证自锁螺母和接头本体通过钻机可自动对准，无需人工参与。

技术特征：

1.内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，其特征在于：包括第一中空锚杆体和第二中空锚杆体；

2.根据权利要求1所述内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，其特征在于：所述第二中空锚杆体的一端伸入所述第一中空锚杆体远离钻头的一端且与第一中空锚杆体螺纹连接；

3.根据权利要求2所述内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，其特征在于：所述第一中空锚杆体内分别设有连通的螺纹孔和直孔，所述螺纹孔设置在第一中空锚杆体远离钻头的一端，所述药卷设置在直孔内；

4.根据权利要求3所述内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，其特征在于：所述直孔内设有圆筒，所述药卷设置在所述圆筒内，所述圆筒与直孔之间设有供冷却水通过的间隙；

5.根据权利要求1所述内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，其特征在于：所述第一中空锚杆体端部设有用于割破药卷的切刀，所述切刀与所述第一中空锚杆体为分体式结构。

6.根据权利要求5所述内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，其特征在于：所述钻头与所述第一中空锚杆体的端部螺纹连接，所述切刀通过钻头固定在第一中空锚杆体的端部。

7.根据权利要求1-6任意一项所述内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，其特征在于：所述第二中空锚杆体远离第一中空锚杆体的一端沿轴向依次设有限位件、驱动螺母和自锁螺母；

8.根据权利要求7所述内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，其特征在于：所述驱动螺母设置在第二中空锚杆体尾端，所述锚杆的尾端至驱动螺母部分在对准时先进入接头本体用于驱动件与驱动螺母的定位。

技术总结
本技术公开了一种内藏锚固剂自钻式预应力中空锚杆，包括第一中空锚杆体和第二中空锚杆体；所述第一中空锚杆体内设有药卷，所述第一中空锚杆体端部设有钻头；所述第二中空锚杆体与所述第一中空锚杆体杆传动连接，所述第二中空锚杆体反转时带动第一中空锚杆体同步反转钻进。本技术通过第二锚杆体的两次正转分别实现药卷的挤出以及药卷内药剂的搅拌，基于锚杆自身结构特点即可实现钻进、树脂锚固以及施加预应力，无需高压水切换，且钻进、树脂锚固以及施加预应力可连续进行，大大简化了施工过程；同时通过第二中空锚杆体的旋入量可准确反映药卷的挤出情况，大大提高了树脂锚固时的可靠性。

技术研发人员：吴航,李思军
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
技术研发日：20230427
技术公布日：2024/1/15