一种加固锚杆及应用该锚杆的岩体加固方法
【专利摘要】本发明涉及一种加固锚杆，其包括：锚杆体，该锚杆体的外侧表面设有用于和岩体紧密咬合的螺纹，锚杆体内部设有轴向分布的、用于注浆并使浆液流入被钻岩体的钻孔内的注浆通道，所述锚杆体上设有用于将浆液封闭于所述钻孔内的止浆塞；本发明还涉及一种应用该锚杆的岩体加固方法，其包括将锚杆分别打入岩体裂缝的相交处及各裂缝的末端，在裂缝相交处的锚杆抽气并在裂缝末端处的锚杆注浆，当裂缝中充满浆液后再分别向各锚杆体所在岩孔内注浆，从而使整个岩体加固成一个整体。
【专利说明】一种加固锚杆及应用该锚杆的岩体加固方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种加固锚杆，用于对岩体结构的壁面进行加固。
【背景技术】
[0002] 锚杆主要用于稳定如隧道、平峒或岩壁等内部有裂纹或空腔的结构，通过利用锚 杆的强度将多块相互独立的岩块连接成整体，从而使岩壁能够稳定、坚固，现有技术中还采 用在锚杆与凿出的岩洞间注浆的方法来使锚杆与岩块连接强度更高，然而现有的方法多采 用水泥砂浆来注浆，由于水泥砂浆的渗透性不高，在注浆过程中不易进入岩石缝隙，同时为 了便于将水泥砂浆通过锚杆进行注浆，锚杆内部需要较大的注浆空隙，减小了锚杆自身的 强度；另一方面，现有的技术注重单个锚杆及注浆过程对岩体结构的加固，而未对各锚杆间 注浆加固过程进行研究，得出对岩体结构整体的强化加固方法；岩体结构的表面或内部一 般会出现裂缝，这种裂缝往往呈现多条裂缝相交的状态；现有的技术主要注重对于单个锚 杆处的裂缝如何进行消除并加固该处岩体，然而当有多条裂缝相交出现时，采用单个锚杆 分别加固每个裂缝无法起到很好的效果，可能会有部裂缝无法完全被浆液填补而出现安全 隐患，因而采用锚杆间关联的注浆加固方法很有必要。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种加固锚杆，与高渗透性的浆料相配合，能 够增大锚杆对岩体结构的加固强度。
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种加固锚杆，其包括：锚杆体，该锚杆体的 外侧表面设有用于和岩体紧密咬合的螺纹，锚杆体内部设有轴向分布的、用于注浆并使浆 液流入被钻岩体的钻孔内的注浆通道，所述锚杆体上设有用于将浆液封闭于所述钻孔内的 止浆塞； 所述锚杆体的前端设有钻头，一出浆口设于该钻头的后端侧壁上并与上述的注浆通道 相通。
[0005] 所述注浆通道的末端连接有单向阀；止浆塞后侧设有用于增加锚杆轴向拉力的垫 板与螺母； 所述锚杆体及钻头的外侧面上设有用于注浆时排气的排气槽；所述加固锚杆包括多个 锚杆体，多个锚杆体通过联结套依次串联，所述止浆塞处于末级的锚杆体上，所述钻头设于 第一级的锚杆体上。
[0006] 本发明所要解决的另一技术问题是提供一种针对岩体结构的加固方法，该方法采 用上述的加固锚杆，能够加强对含有多个裂缝的岩体结构的加固。
[0007] 为了解决该技术问题，本发明又提供一种岩体加固方法，其步骤包括： A、在多个裂缝相交的交点处打入加固锚杆一，裂缝末端分别打入加固锚杆二、加固锚 杆三，加固锚杆四，用密封塞分别堵住上述四个锚杆上垫板与排气槽之间的空隙，从而使岩 孔内与外界隔绝； B、 利用注浆机与所述加固锚杆二、加固锚杆三、加固锚杆四的注浆入口相连，利用抽气 机与所述加固锚杆一的注浆入口相连； C、 利用注浆机的压力使浆液同时从加固锚杆二、加固锚杆三、加固锚杆四的出浆口流 出，沿所述多个裂缝向裂缝的交点处流动，在此过程中浆液充满多个裂缝，所述抽气机用于 引导并加速使浆液向裂缝交点处流动； D、 当使用探测仪或其它方式观测到所述三个裂缝中都充满浆液时，停止注浆机与抽气 机的工作； E、 拆下所述四个锚杆上的密封塞，注浆机依次与四个锚杆上的注浆入口连接并注浆， 将锚杆与相应岩孔间的缝隙注满浆液； F、 在每个锚杆的注浆过程中，当从外面发现有浆液沿排气槽流出时，停止注入浆液； G、 经过5 - 7分钟，所有注入的浆液固化成整体。
[0008] 相对于现有技术，本发明具有的技术效果是： 1) 本发明的加固锚杆通过螺纹与岩体紧密咬合，所述垫板与螺母用于增加锚杆轴向拉 力，采用高渗透性的浆料来进行注浆，减小增大锚杆对岩体结构的加固强度； 2) 所述加固锚杆的单向阀用于防止在注浆过程中浆液逆流，同时还可防止岩孔内的空 气从注浆排出影响注浆过程； 3) 所述出浆口设于该钻头的后端外侧面，可以使浆液到达岩孔底部并从底部向外运 动，充分排出岩孔内原有空气，使浆液充满整个岩孔； 4) 随着浆液的上涨，所述排气槽能够将岩孔内的空气逐步排出，防止气泡残留于岩孔 内； 5) 所述联结套可以将多根锚杆体连接成一体，适用于较深的岩体结构加固； 6) 所述岩体加固方法，能够使浆液充满多个相交裂缝，消除裂缝中的空隙，防止在注浆 加固后可能会有部分裂缝无法完全被浆液填补而出现安全隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 为了清楚说明本发明的创新原理及其相比于现有产品的技术优势，下面借助于附 图通过应用所述原理的非限制性实例说明可能的实施例。在图中： 图1为所述加固锚杆的正视图； 图2为所述加固锚杆的右视图； 图3为岩体裂缝与加固锚杆的配合视图。
【具体实施方式】
[0010] 实施例1 如图1，图2所示，所述加固锚杆包括：钻头1，出浆口 2,排气槽3,锚杆体4,注浆通道 5,螺纹6,联结套7,止浆塞8,垫板9,螺母10,单向阀11，垫片12。
[0011] 所述锚杆体4为圆柱形，其外侧面上设有用于和岩体进行咬合的螺纹6,锚杆体4 前侧固定设有用于钻孔的锥形钻头1，所述锚杆体内部设有用于注浆的注浆通道5,所述钻 头1的后端侧壁上设有出浆口 2,该出浆口 2通过钻头1的内部通道与注浆通道5相通，所 述锚杆体4及钻头1的外侧面上设有用于注浆时排气的排气槽3,所述锚杆体4上设有用于 将浆液封闭于岩孔内的止浆塞8,止浆塞8后侧设有用于增加锚杆轴向拉力的垫板9与螺母 10,垫板9通过通孔套设于锚杆体4上，螺母10通过螺纹6转动配合于所述锚杆体4上，所 述垫板9与螺母10之间还设有垫片12,所述排气槽3穿过所述垫板9、垫片12及螺母10， 单向阀11通过注浆通道5后端的内螺纹固定连接于所述锚杆体4的后端，用于防止注浆时 浆液逆流。若钻出的岩孔过深，需要通过联结套7将多根标准长度的锚杆体4连接起来使 用。
[0012] 所述螺母10、垫板9与螺纹6配合，用于增加锚杆轴向拉力，该拉力为锚杆的预紧 力，用于提高锚杆的抗弯能力。
[0013] 所述排气槽3位于锚杆体4上，能够穿过所述联结套7、止浆塞8,垫板9,螺母10， 垫片12而不被阻塞。
[0014] 该加固锚杆与一种高渗透性的浆料，如发泡型树脂浆料配合使用，由于发泡型浆 料的渗透能力强，能够迅速充满、填补所有缝隙并在短时间内转化成强度类似于岩体的固 态，因此使用该种浆料时所用注浆通道5可以比使用水泥砂浆时更小，从而增加了锚杆体 的强度，同时这种浆料能够在充满注浆通道5、排气槽3及岩孔内的缝隙并迅速固化，使得 岩体与锚杆连接成为一个高强度的整体，能够增大锚杆对岩体结构的加固强度。
[0015] 该加固锚杆的使用方法包括以下步骤： (1)利用钻机将所述加固锚杆钻入某个岩体内，将止浆塞8设于岩洞口，并用垫板9压 住止浆塞8,螺母10通过垫片12锚紧在垫板9的后端； (2 )将单向阀11拧紧在所述锚杆体4的后端，将浆液通过注浆通道5注入岩孔内，浆液 由出浆口 2排出并渗透入岩孔内的缝隙； (3) 浆液从岩孔的底部逐渐上升并充满整个岩孔与锚杆之间的空隙，在此过程中岩孔 中的空气沿排气槽3排出； (4) 当浆液到达止浆塞8时，大部分浆液被封住，少量浆液沿排气槽3继续向外移动，当 从外面发现有浆液沿排气槽3流出时，停止注入浆液，取下单向阀11 ; (5) 经过5 - 7分钟，注入的浆液固化成整体。
[0016] 实施例2 本实施例为米用实施例1中所述加固锚杆的一种岩体加固方法；岩体结构的表面或 内部一般会出现裂缝，这种裂缝往往是处于多条裂缝相交的状态，如图3所示，三条裂缝相 交于一点；如果裂缝17位于岩体内部，可以使用超声波探测仪等仪器找出裂缝或空隙的位 置。
[0017] 在三个裂缝的交点处打入加固锚杆一 15,三个裂缝末端分别打入加固锚杆二13、 加固锚杆三14,加固锚杆四16 ;然后分别以实施例1中的方法安装止浆塞8、垫板9,螺母 10,垫片12,如果需要加长锚杆则可以使用联结套7 ;用密封塞分别堵住上述四个锚杆上垫 板9与排气槽3之间的空隙，从而使岩孔内与外界隔绝；将单向阀11如实施例1中所述的 正向安装于加固锚杆二13、加固锚杆三14、加固锚杆四16的外端，将单向阀11反向安装于 加固锚杆一 15的外端。
[0018] 所述岩体加固的步骤如下： (1)将注楽机与所述加固锚杆二13、加固锚杆三14、加固锚杆四16的单向阀相连，将抽 气机与所述加固锚杆一 15上的单向阀相连； (2)利用注衆机的压力使衆液同时从加固锚杆二 13、加固锚杆三14、加固锚杆四16的 出浆口 2流出，沿所述三条裂缝向裂缝的交点处流动，在此过程中浆液充满三条裂缝，所述 抽气机用于引导并加速使浆液向裂缝交点处流动； (3)当使用超声波探测仪或其它方式观测到所述三个裂缝中都充满浆液时，停止注浆 机与抽气机的工作； (4)将所述加固锚杆一 15上的单向阀11卸下后正向安装，并将所述四个锚杆上的密封 塞都拆掉，利用注浆机依次与四个锚杆上的单向阀连接并注浆，将锚杆与相应岩孔间的缝 隙注满衆液； (5)在每个锚杆的注浆过程中，当从外面发现有浆液沿排气槽3流出时，停止注入浆 液，然后取下该锚杆上的单向阀11 ; (6)当所有锚杆都注浆完成后，经过5 - 7分钟，所有注入的浆液固化成整体。
[0019] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的 实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其 它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发 明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1. 一种加固锚杆，其特征在于包括：锚杆体（4)，该锚杆体（4)的外侧表面设有用于和 岩体紧密咬合的螺纹（6)，锚杆体（4)内部设有轴向分布的、用于注浆并使浆液流入被钻岩 体的钻孔内的注浆通道（5)，所述锚杆体（4)上设有用于将浆液封闭于所述钻孔内的止浆 塞（8); 所述锚杆体（4)的前端设有钻头（1)，一出浆口（2)设于该钻头（1)的后端侧壁上并与 上述的注浆通道（5)相通。
2. 根据权利要求1所述的加固锚杆，其特征在于：所述注浆通道（5)的末端连接有单向 阀（11)。
3. 根据权利要求1所述的加固锚杆，其特征在于：止浆塞（8)后侧设有用于增加锚杆轴 向拉力的垫板（9)与螺母（10)。
4. 根据权利要求3所述的加固锚杆，其特征在于：所述锚杆体（4)及钻头（1)的外侧 面上设有用于注浆时排气的排气槽（3 )。
5. 根据权利要求1所述的加固锚杆，其特征在于：所述加固锚杆包括多个锚杆体 (4)，多个锚杆体通过联结套（7)依次串联，所述止浆塞（8)处于末级的锚杆体上，所述钻头 (1)设于第一级的锚杆体上。
6. -种岩体加固方法，其特征在于：该方法米用权利要求1 一 5之一的加固锚杆，其步 骤包括： A、 在多个裂缝相交的交点处打入加固锚杆一（15)，裂缝末端分别打入加固锚杆二 (13)、加固锚杆三（14)，加固锚杆四（16)，用密封塞分别堵住上述四个锚杆上垫板（9)与排 气槽（3)之间的空隙，从而使岩孔内与外界隔绝； B、 将注楽机与所述加固锚杆二（13)、加固锚杆三（14)、加固锚杆四（16)的注楽入口相 连，将抽气机与所述加固锚杆一（15)的注浆入口相连； C、 利用注楽机的压力使楽液同时从加固锚杆二（13)、加固锚杆三（14)、加固锚杆四 (16)的出浆口（2)流出，沿所述多个裂缝向裂缝的交点处流动，在此过程中浆液充满多个裂 缝，所述抽气机用于引导并加速使浆液向裂缝交点处流动； D、 当使用探测仪或其它方式观测到所述三个裂缝中都充满浆液时，停止注浆机与抽气 机的工作； E、 拆下所述四个锚杆上的密封塞，注浆机依次与四个锚杆上的注浆入口连接并注浆， 将锚杆与相应岩孔间的缝隙注满浆液； F、 在每个锚杆的注浆过程中，当从外面发现有浆液沿排气槽（3)流出时，停止注入浆 液； G、 经过5 - 7分钟，所有注入的浆液固化成整体。
【文档编号】E21D20/02GK104047625SQ201310473552
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】陈赞 申请人:江苏鼎泰工程材料有限公司