一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆的制作方法

本发明属于岩石锚杆技术领域，特别是涉及一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆。

背景技术：

锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，将巷道的围岩加固在一起，提高围岩自承能力的利用率。应用在岩土工程涉及的地下工程、采矿工程、基坑工程、边坡工程中，为防止地层变形坍塌或失稳而危及安全，而对地层进行加固这一方面。锚杆技术的应用，加固了围岩的整体性。而在某些特殊情况下，普通锚杆长度不能满足工程安全需要，若将普通锚杆加长，会受到地下空间限制，亦不能无限加长，不能满足施工需要。所以延伸出锚杆加锚索联合支护方式，但锚索延伸率差，对围岩移动适应性不同，导致锚固失效，有时发生局部掉顶、锚索被拉断等危害施工安全事故。

超长锚杆代替锚杆加锚索联合支护的支护方式，这种锚杆具有一般锚索的优点外，还具有延伸性好这一特点。它适用于在各类矿山、交通与水利隧道、军工、土建等锚固工程中应用。尤其在煤巷顶、帮直接顶破碎而且厚度较大，一般锚杆不能固定到其稳定岩层中，超长锚杆可以根据实际需要进行设计加工，更好的起到支护顶帮的作用。

现有巷道锚杆支护中，不论是锚杆支护理论还是锚杆支护设计都很大程度上偏离实际。锚杆支护理论方面的研究已经远远落后于工程实践，很大程度上制约了锚杆支护技术的推广应用。现场锚杆支护设计基本按照经验类比法设计，具有很大的盲目性。

现有超长锚杆，是把圆钢或螺纹钢利用机械加工工艺把杆体连接头进行墩粗，再用螺栓连接在一起。

1）从使用上看，超长锚杆在使用前需要检查锚头是否粘染油污或螺纹部分是否有锈迹，如若沾染，则不能使用。

2）从经济效益上看，超长锚杆在运输时需要的注意事项较多、运输不便，养护成本较高。

3）从施工情况看，超长锚杆在锚固时，抗剪能力一般，螺栓链接部分容易发生损坏，甚至断裂，造成锚固失效。

技术实现要素：

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆，主要为了开发一种提高锚固成功几率高、锚杆抗剪能力强、整体锚固力高、施工运输安装便捷及便于养护的新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆。能够有效解决超长锚杆前端与杆体链接部分易折损、超长锚杆易发生剪切破坏，锚杆连接难度大及不便运输等问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆，包括注浆锚杆主体（1）、螺母（2）、拱形垫板（3）、可记忆止浆塞（4）、锚杆连接装置（5），所述的两个注浆锚杆主体（1）之间通过锚杆连接装置（5）相连，支护锚杆最前端的注浆锚杆主体（1）的前端通过螺母（2）将拱形垫板（3）和可记忆止浆塞（4）固定在注浆锚杆主体（1）上，注浆锚杆主体（1）的后端与锚杆连接装置（5）的一端相连。

其中，所述的注浆锚杆主体（1）包括中空螺纹段（1-1）、中空主体段（1-2）和中空铆接咬合段（1-3）；所述中空螺纹段（1-1）、中空主体段（1-2）、中空铆接咬合段（1-3）为一体结构，支护锚杆最前端的注浆锚杆主体（1）中的中空螺纹段（1-1）与螺母（2）相连，支护锚杆其他部位的注浆锚杆主体（1）中的中空螺纹段（1-1）与锚杆连接装置（5）的一端相连，锚杆连接装置（5）的另一端与中空铆接咬合段（1-3）相连。

其中，所述的分段锚杆连接装置（5）由螺纹段（5-3）、主体段（5-2）、铆接咬合段（5-1）三部分组成，所述螺纹段（5-3）、主体段（5-2）、铆接咬合段（5-1）为一体结构，铆接咬合段（5-1）与注浆锚杆主体（1）的中空铆接咬合段（1-3）相连，螺纹段（5-3）与注浆锚杆主体（1）的中空螺纹段（1-1）相连。

其中，所述的铆接咬合段（5-1）设有变形缝，变形缝宽度为5mm～10mm，主体段（5-2）外表面设置有防滑纹理。

其中，所述的主体段（5-2）为空心结构。

其中，所述的主体段（5-2）为实心结构。

其中，所述的中空螺纹段（1-1）采用的是新型高强铝锂合金进行加强。

其中，所述的锚杆连接装置（5）采用的是新型高强铝锂合金。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.本发明的锚杆是一种分段式锚杆，突破了以往锚杆的固有长度限制，采用分段现场组装连接，便于运输。

2.本发明的锚杆中空螺纹段采用新型高强铝锂合金，增强锚杆前端的强度，提高了锚固成功率，延长锚杆使用寿命。

3.本发明的锚杆连接装置采用新型高强铝锂合金，有助于增强锚杆连接部分的抗疲劳性能，延长锚杆使用寿命。

4.本发明的锚杆连接装置可设置为空心，利于注浆。

5.本发明的分段式注浆锚杆主体的中空铆接咬合段与锚杆连接装置的铆接咬合段为出厂预制连接，其降低施工难度，降低施工成本。

6.本发明的铆接咬合段设有小变形缝，有助于锚杆施工过程中的非垂直成孔的安装，且实现了铆接部分具有一定的预留变形空间，可施加微小震动辅助注浆。

7.本发明采用预留小变形缝的铆接连接方式，其可实现铆接装置自由旋转，方便施工，且其是的整个超长锚杆体具有一定自由度，符合柔性知乎理念。

8.本发明的锚杆连接装置主体段设置有防滑纹理，方便分段锚杆连接施工过程旋转连接装置连接分段锚杆。

附图说明

图1为本发明一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆示意图。

图2为本发明一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆注浆锚杆主体示意图。

图3为本发明一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆的空心锚杆连接装置示意图。

图4为本发明一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆的实心锚杆连接装置示意图。

图中，1为注浆锚杆主体，1-1为中空螺纹段，1-2为中空主体段，1-3为中空铆接咬合段，2为螺母，3为拱形垫板，4为可记忆止浆塞，5为锚杆连接装置，5-1为铆接咬合段、5-2为主体段，5-3为螺纹段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

如图1-3所示，一种新型前端加强复合型分段高强柔性支护锚杆，其包括分段式注浆锚杆主体1、分段锚杆连接装置5、注浆止浆系统；分段式注浆锚杆主体1分为中空螺纹段1-1、中空主体段1-2以及中空铆接咬合段1-3三部分；分段锚杆连接装置5由螺纹段5-3、主体段5-2以及铆接咬合段5-1三部分组成，主体段5-2为空心结构；注浆止浆系统由螺母2、拱形垫板3、可记忆止浆塞4组成。

分段式注浆锚杆主体1与可记忆止浆塞4连接，拱形垫板3上部连接螺母2，下部连接可记忆止浆塞4，注浆完成时需进行止浆，可记忆止浆塞4的安装是止浆施工的关键工艺。

所述中空螺纹段1-1采用新型复合材料进行加强，采用的是新型高强铝锂合金，其具有较好的抗疲劳性能。分段锚杆连接装置5采用的是新型高强铝锂合金，其抗剪强度提高。铆接咬合段5-1设有小变形缝，带有小变形缝铆接是柔性支护实现的关键。所述分段式注浆锚杆主体1后端的中空铆接咬合段1-3与分段锚杆连接装置5的铆接咬合段5-1铆接，应在出厂时连接，施工使用过程中仅需要对其进行旋转便可进行分段锚杆的连接。在分段锚杆连接装置5的主体段5-2设置有防滑纹理，在必要时可以采用工具辅助夹紧，辅助分段锚杆的安装。

根据实际工程需求，锚杆前端可分为两段至多段，锚杆分段设置段数根据工程实际需要进行选取。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

如图1所示，根据围岩具体条件，确定所需锚杆长度和钻孔尺寸。钻孔后，对孔内进行清理，然后注入锚固剂。靠近锚头一端为分段式注浆锚杆主体1中的中空螺纹段1-1，分段锚杆连接装置5中靠近锚头端的为铆接咬合段5-1，中空铆接咬合段1-3与铆接咬合段5-1咬合连接，铆接时的铆接咬合段5-1留有小变形缝。螺纹段5-3与分段式注浆锚杆体1中的中空螺纹段1-1旋紧连接。

如图2、图3所示，锚杆长度确定后，铆接分段部分的段数可以根据锚杆前端长度要求确定一段或是多段，并可以在施工现场组合。锚杆分段连接时，采用锚杆连接装置5进行连接，具体连接方案为：将注浆锚杆主体1固定住，将锚杆连接装置5的螺纹段5-3与注浆锚杆主体1的中空螺纹段1-1衔接，旋转锚杆连接装置5，必要时可采用辅助工具夹紧锚杆连接装置5的主体段5-2，辅助旋紧螺纹。

锚杆连接完成后进行注浆，到达预设注浆部位后，由可记忆止浆塞4进行止浆，再由拱形垫板3密实，最后由螺母2旋紧加固。

实施例2

如图4所示，锚杆连接装置5的主体段5-2为实心结构，根据围岩条件和工程需求锚杆强度的不同，可选择主体段5-2为实心结构。其他结构同实施例1。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。