线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆，它包括两端开口、中空的管式杆体及挡环和垫板。所述管式杆体管壁的不同位置和方向上分布着多个长方形切口，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；设有所述长方形切口的所述管壁内设有线形聚能装药。本发明结构简单、施工方面、成本低廉，可立即提供锚固力，取得即刻锚固的效果；同时，从根本上改变了传统的锚固荷载传递机制，构建了摩擦-栓塞新型复合锚固和注浆加固综合支护系统。
【专利说明】线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩土加固支护【技术领域】，尤其涉及线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆。【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，随着其理论研究和技术的发展，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。注浆亦称为灌浆，它是将一定材料配制成浆液，用压送设备将其灌入地层或裂隙内使其扩散、胶凝或固化，也可以达到加固地层的目的，作为在岩土体加固重要措施之一，其应用日益广泛。
[0003]岩土锚固和注浆不仅受到地层岩性、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，它们均对岩土锚固和注浆的安全构成威胁。
[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，提高锚杆锚固力，综合运用岩土加固措施，增强岩土体的稳定性，是推动岩土加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要求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，并对岩土体进行注浆加固，以提高锚杆锚固力和改善锚固效果及增强岩土体强度、稳定性的线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆。
[0007]为解决上述问题，本发明所述的线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆，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；所述管式杆体管壁的不同位置和方向上分布着多个长方形切口，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；设有所述长方形切口的所述管壁内设有线形聚能装药。
[0008]所述雷管连有雷管脚线。
[0009]所述线形聚能装药中的聚能穴为线形，该聚能穴正对所述长方形切口。[0010]所述聚能穴中镶嵌有与其相同形状的线形药型罩。
[0011]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线形聚能装药。首先，锚杆杆体内起爆药包和线形聚能装药的爆炸，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；尤其重要的是，线形聚能装药爆炸所产生的聚能射流，具有极高的压力、速度和能量密度，直接地对管式杆体管壁的长方形切口所对的钻孔壁面的岩土体强烈地冲击压缩，借助线形聚能装药大大强化了炸药爆炸对岩土体的作用，致使孔壁岩土体粉碎，在岩土体中形成线形聚能爆破切割缝，借助形成的线形聚能爆破切割缝，通过管式杆体管腔对岩土体注浆，不仅可以注浆加固岩土体，而且充填于管式杆体管腔和线形聚能爆破切割缝中的注浆体通过管式杆体管壁上的长方形切口连为一体形成锚固，使管式杆体与岩土体紧密结合，亦即借助线形聚能爆破切割缝注浆，构成对岩土体注浆加固的同时线形聚能爆破切割缝中的注浆体将管式杆体栓塞于钻孔之中而使之锚固，根本上改变了传统的锚固荷载传递机制，构建了摩擦-栓塞新型复合锚固和注浆加固综合支护系统，显著地改善了岩土加固效果，更好地调动了岩土体的自稳能力，从而提高了岩土体的稳定性，使岩土工程的安全性得到大大加强。
[0012]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，改善岩土加固效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]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。
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]图2为本发明爆破前装药轴截面图示意图。
[0016]图3为本发明爆破前管式杆体和长方形切口示意图。
[0017]图4为本发明线形聚能装药示意图。
[0018]图5为本发明线形聚能装药横截面图示意图。
[0019]图6为本发明线形药型罩示意图。
[0020]图7为本发明带线形药型罩的线形聚能装药横截面示意图。
[0021]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—注浆栓塞7—挡环8—垫板9一起爆药包10—雷管11一雷管脚线 12—线形聚能装药13—炮泥 14 一管壁 15—长方形切口 16—线形聚能爆破切割缝 17—聚能穴 18—线形药型罩。
【具体实施方式】
[0022]如图f 7所示，线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆，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管壁14的不同位置和方向上分布着多个长方形切口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 ;设有长方形切口 15的管壁14内设有线形聚能装药12。
[0023]其中:雷管10连有雷管脚线11。[0024]线形聚能装药12中的聚能穴17为线形，该聚能穴17正对长方形切口 15。
[0025]为了增强聚能爆破效果还可在聚能穴17中镶嵌有与其相同形状的线形药型罩18。线形药型罩18由紫铜、铁或瓷等材料制成。
[0026]使用时，⑴按设计要求对软弱岩土体I设置钻孔3 ^2)将外径比钻孔3孔径小f 2mm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 利用装药之间间隔小于狗爆距离，通过狗爆即刻起爆爆破所有装药；⑷起爆药包9和线形聚能装药12的爆炸,对管式杆体4管壁14产生强烈作用，驱使管壁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，线形聚能装药12爆炸所形成的聚能射流，具有极高的压力、速度和能量密度，直接地对管式杆体4管壁14上长方形切口 15所对的钻孔壁面的岩土体I强烈地冲击压缩，借助线形聚能装药12大大强化了炸药爆炸对岩土体I的作用，致使孔壁岩土体I粉碎，在岩土体I中形成线形聚能爆破切割缝16 ;(5)借助形成的线形聚能爆破切割缝16，通过管式杆体4管腔对岩土体I注浆，不仅可以注浆加固岩土体1，而且充填于管式杆体4管腔和线形聚能爆破切割缝16中的注浆体2通过管式杆体4管壁14上的长方形切口 15连为一体形成锚固，使管式杆体4与岩土体I紧密 结合，亦即借助线形聚能爆破切割缝16注浆，构成对岩土体I注浆加固的同时，线形聚能爆破切割缝16中的注浆体2形成注浆栓塞6，该注浆栓塞6将管式杆体4栓塞于钻孔之中而使之锚固，根本上改变了传统的锚固荷载传递机制，构建了摩擦-栓塞新型复合锚固和注浆加固综合支护系统，显著地改善了岩土加固效果，更好地调动了岩土体I的自稳能力，从而提高了岩土体I的稳定性，使岩土工程的安全性得到大大加强。
【权利要求】
1.线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆，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)管壁(14)的不同位置和方向上分布着多个长方形切口( 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 );设有所述长方形切口( 15 )的所述管壁(14)内设有线形聚能装药(12)。
2.如权利要求1所述的线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆，其特征在于:所述雷管(10)连有雷管脚线(11)。
3.如权利要求1所述的线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆，其特征在于:所述线形聚能装药(12)中的聚能穴(17)为线形，该聚能穴(17)正对所述长方形切口(15)。
4.如权利要求3所述的线形聚能爆破注浆锚固管式锚杆，其特征在于:所述聚能穴(17)中镶嵌有与其相同形状的线形药型罩(18)。
【文档编号】E02D5/74GK103774653SQ201210412801
【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