一种自检锚杆及其使用方法与流程

本发明涉及一种利用导波检测有效长度及缺陷的锚杆及其使用方法，属于锚杆设计及检测领域。

背景技术：

锚杆作为洞式结构中支护环节的一种重要材料，其质量及施工的规范化程度将直接影响到洞式结构的安全性，对施工作业人员及后期运营养护都产生很大的威胁。由于锚杆施工结束后属于隐蔽工程，很难直观的测量其锚固长度，因此便有了千斤顶拉拔试验，其实验原理为对锚杆端部外漏部分进行拉拔，测量在锚杆滑动及拔出时的拉力，是否满足设计规范要求，得出锚杆是否对周围岩体有挤压稳定锚固的作用，这种方法比较费时费力，而且是一种破损性的试验，因此不能对所有锚杆适用，只能从众多锚杆中分散抽取部分进行测试，所以对测试结果有片面性的影响。由于无法准确测量锚杆有效长度，使得部分施工单位为了谋求暴利，致国家和人民群众的生命财产安全于不顾，私自缩短锚杆长度，这也是很多隧洞坍塌的原因。因此，为了解决上述问题，使施工质量尽量透明化，做到文明施工、规范操作，发明一种简易的锚杆长度自测装置，以期将此发明切实地应用到实际生产当中，解决现实中存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种自检锚杆及其使用方法，以解决传统锚杆不能在不破坏原有锚杆及岩体质量的前体现监测自身有效长度及质量，存在较大安全隐患的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种自检锚杆，包括锚头、锚杆和止浆塞，锚头连接固定于锚杆的前端，且锚头内沿锚杆的轴向间隔分布设置有橡胶片和陶瓷片，止浆塞套设于锚杆的尾端，止浆塞外侧的锚杆上设置有垫板，且垫板外侧的锚杆上旋紧设置有螺母。

前述自检锚杆中，锚头为圆柱形结构，锚头的内部沿轴向均匀地间隔分布设置有三个橡胶片和三个陶瓷片，锚头的一端为锥形结构，另一端与锚杆固定连接；

前述自检锚杆中，锚头的外侧沿其长度方向分布设置有多组齿块，每组齿块包括多个沿锚头圆周方向分布设置的齿块；

前述自检锚杆中，所述齿块共三组，每组齿块中包括四个沿锚头圆周方向分布设置的齿块；

前述自检锚杆中，所述锚头的一端设置有合金锥帽，锚头的两端均设置有具有内螺纹的连接槽，合金锥帽的底部设置有具有外螺纹的连接端，合金锥帽和锚头一端通过连接端和连接槽螺纹连接，锚杆的前端也通过外螺纹与锚头另一端的连接槽连接固定；

前述自检锚杆中，所述垫板为弧形钢垫板，垫板通过旋紧设置于垫板外侧的螺母顶紧设置于止浆塞的外侧。

其使用方法如下：

采用钻机钻孔方式，在空旷裸露的岩体上钻孔，孔长长于锚杆的长度，孔径大于成型锚杆直径；

再将成型锚杆打入锚孔内，锚孔外部预留十五至三十公分的锚杆，然后通过高压压浆机将搅拌好的混凝土砂浆压入锚道空隙内，同时用止浆塞封堵锚孔，并注意排出孔道内气体，最后旋紧螺母，等待混凝土砂浆凝固；

当混凝土砂浆达到强度后，在锚杆尾部安装波检测分析仪，通过在锚杆尾部发出纵波，使其在锚杆内传播，当波通过陶瓷片和橡胶片后，波长及波速会发生改变并进行反射，通过波检测分析仪对接收到的反射波进行分析，即可确定锚杆的有效长度及是否发生破坏。

与现有技术相比，本发明在锚头内设置橡胶片和陶瓷片，使用时，只需通过在锚杆尾部激发纵波，在锚杆内产生传递的纵波，当纵波遇到陶瓷片及橡胶片时会发生速率及波长的变化，并进行反射，同时在锚杆尾部安装纵波监测仪，对纵波的变化进行分析，从而判断锚杆深入有效长度及有无断裂、扭转等破坏，能够有效避免传统锚杆的弊端，且使用方便，成本较低，适宜推广应用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图(前端的锚头部分为剖视图)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将通过附图对发明作进一步地详细描述。

实施例：

参照图1，本实施例提供一种自检锚杆，包括锚头1、锚杆2和止浆塞3，锚头1为合金锚头，锚头1连接固定于锚杆2的前端，锚头1为圆柱形结构，锚头1的内部沿轴向均匀地间隔分布设置有三个橡胶片4和三个陶瓷片5，锚头1的一端设置有合金锥帽8，锚头1的两端均设置有具有内螺纹的连接槽，合金锥帽8的底部设置有具有外螺纹的连接端，合金锥帽8和锚头1一端通过连接端和连接槽螺纹连接，锚杆2的前端也通过外螺纹与锚头1另一端的连接槽连接固定，锚头1的外侧沿其长度方向分布设置有三组齿块9，每组齿块9包括四个沿锚头1圆周方向分布设置的齿块9，止浆塞3套设于锚杆2的尾端，止浆塞3外侧的锚杆2上设置有垫板6，垫板6为弧形钢垫板，垫板6通过旋紧设置于垫板6外侧的螺母7顶紧设置于止浆塞3的外侧。

其制作及使用方法如下：根据本装置所需材料，准备好配套螺母7、垫板6、止浆塞3、锚杆2、嵌入式圆柱形橡胶片4和陶瓷片5、钻机、机床、注浆机、砂浆、扳手及波检测分析仪等工具和材料。

先在机床上加工好适当长度带螺纹的锚杆2，根据锚杆2尺寸分别加工止浆塞3和弧形钢垫板，同时准备螺母7；在锚杆一端加工内部带螺纹的锚头1，锚头1内部从合金锥帽8处间隔填入陶瓷片5和橡胶片4，并旋紧合金锥帽8，锚头1外部布有齿块9；将所有成型的构件组装成图1所示。

在加工组装完锚杆2后，采用钻机钻孔方式，在空旷裸露的岩体上钻孔，孔长稍长于成型锚杆2长度，孔径稍大于成型锚杆2直径。

再将成型锚杆2小心打入锚孔内，锚孔外部需预留二十公分左右的锚杆2，然后通过高压压浆机将搅拌好的混凝土砂浆压入锚道空隙内，同时用止浆塞3封堵锚孔，并注意排出孔道内气体，最后旋紧螺母7，等待混凝土砂浆凝固。

当混凝土砂浆达到强度后，在锚杆2尾部安装波检测分析仪，通过在锚杆2尾部发出某种纵波，使其在锚杆2内传播，当波通过陶瓷片5和橡胶片4后，波长及波速会发生改变并进行反射，通过波检测分析仪对接收到的反射波进行分析，可确定锚杆2的有效长度及是否发生破坏。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种自检锚杆及其使用方法，包括锚头、锚杆和止浆塞，锚头连接固定于锚杆的前端，且锚头内沿锚杆的轴向间隔分布设置有橡胶片和陶瓷片，止浆塞套设于锚杆的尾端，止浆塞外侧的锚杆上设置有垫板，且垫板外侧的锚杆上旋紧设置有螺母。以解决传统锚杆不能在不破坏原有锚杆及岩体质量的前体现监测自身有效长度及质量，存在较大安全隐患的问题。本发明属于锚杆设计检测领域。

技术研发人员：张玉涛;杜斌;王涛;张兴;车小林;沈明轩;郭仔翔
受保护的技术使用者：贵州大学
技术研发日：2017.07.27
技术公布日：2017.10.03