一种自膨胀锁脚锚管的制作方法

本实用新型属于隧道工程技术领域，尤其涉及一种自膨胀锁脚锚管。

背景技术：

锁脚锚管是隧道初期支护中起到临时支撑作用且控制软弱围岩施工期衬砌结构变形的关键部分。一般在拱架下端进行临时仰拱设置。

目前，已有锁脚锚管打制技术是首先风钻成孔；然后的工序有两种方式，其中一种方式是：在钻孔中放入锚固剂，将锁脚锚管插入放有锚固剂的钻孔中，再将锁脚锚管与拱架焊接；另一种方式是：将带孔锁脚锚管插入钻孔中，然后高压注浆，再将锁脚锚管焊接于拱架上。这种技术施工方式周期长，往往需要多工种配合，不符合隧道早开挖早支护的设计理念。同时采用焊接会对隧道内空气质量产生影响。同时，目前使用机械固定的即有锁脚锚杆存在定位困难，传力效用不明确的缺点。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一是提供一种施工简便、工期短的锁脚锚管；本实用新型的目的之二是提供一种安装工序环保、可以单独工种快速安装的锁脚锚杆；本实用新型的目的之三是提供一种定位简单、传力效用明确的锁脚锚杆。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种自膨胀锁脚锚管，其特征在于，包括：锚管；储囊，所述储囊材质是有机塑料，所述储囊与锚管接触；所述的储囊包括至少两隔断内腔；所述的储囊至少包括物料一内腔和物料二内腔，物料一内腔和物料二内腔均为多组，且相互间隔分布；所述的物料一内腔和物料二内腔沿锚管的径向或轴向依次间隔分布所述储囊一侧设置有储囊破损机构，储囊破损机构用于划破储囊所述的锚管的外侧壁上覆盖有储囊；所述的储囊与锚管之间为储囊破损机构，锚管的端头部设置有储囊破损机构驱动件。

所述的储囊破损机构是割片，割片固定连接在锚管外壁上；所述的割片是多组，各割片均匀间隔固定连接在锚管外壁上；所述的割片的片状下底边与锚管外壁固定连接，割片的片状上底边为钝边，割片的两侧边为锋利边，且割片厚度与锚管直径的比例为1：150-300。

所述的储囊破损机构驱动件由第一螺纹杆和旋拧件；所述的第一螺纹杆与锚管一端的端部固定连接；所述的旋拧件的一端与第一螺纹杆的另一端连接。

所述的旋拧件为螺纹套筒；所述的螺纹套筒的一端与第一螺纹杆的另一端通过相匹配的螺纹连接；螺纹套筒的另一端通过匹配的螺纹与第二螺纹杆的一端连接，第二螺纹杆的另一端通过万向节与连接杆的一端固定连接，连接杆的另一端连接有拱架固定连接端板；所述的拱架固定连接端板为矩形钢板；在矩形的拱架固定连接端板的四个角均设置有用于螺栓连接的通孔。

所述的锚管具有中空腔体，储囊位于锚管的中空腔体内；所述的储囊中间包裹有储囊破损机构。

所述的储囊破损机构是内侧储囊割破装置，内侧储囊割破装置包括插杆和呈倾斜角度固定在插杆上的倒钩；所述的插杆的端部和插杆的中间部位均固定有呈倾斜角度的倒钩；所述的倒钩沿插杆周向分布有多根，倒钩与插杆的倾斜角度为15-70度。

所述的锚管侧壁上开设有孔洞；相邻孔洞的锚管侧壁上设有割片。

所述的锚管的另一端的端部套接有保护套；所述的保护套是一个半球形套。

有益效果：

(1)本实用新型安装简单，与钢拱架仅用机械连接不需采用焊接即可解决问题，有效减少了隧道空气污染，并加快施工进度。

(2)本实用新型通过自紧对丝与万向节，能提升安装容错度与预紧度，定位简单、传力效用明确。

(3)本实用新型通过工厂预放置膨胀混凝土与激发膨胀料，完成装置模块化，在保证注浆压力的同时快捷施工。

(4)安装过程仅需要简单的机械加工，单一工种就能够完成整个安装，安装技术门槛较低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型工作状态图；

图2是本实用新型对丝炸结构示意图；

图3是本实用新型带有储囊的锚管示意图；

图4是本实用新型俯视图；

图5是本实用新型左视图；

图6是本实用新型锚管上割片设置正视图；

图7是本实用新型锚管侧视图；

图8是本实用新型内侧储囊割破装置示意图。

图中，1-锚管；2-储囊；3-第一螺纹杆；4-对丝螺纹套筒；5-第二螺纹杆；6-万向节；7-拱架固定连接端板；8-割片；9-连接杆；10-拱架；11-孔洞；12-内侧储囊割破装置；13-铁质倒钩；14-插杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1-5所示的一种自膨胀锁脚锚管，一种自膨胀锁脚锚管，其特征在于，包括：

锚管(1)；储囊(2)，所述储囊(2)材质是有机塑料，所述储囊(2)与锚管(1)接触；所述的储囊(2)包括至少两隔断内腔；所述的储囊(2)至少包括物料一内腔和物料二内腔，物料一内腔和物料二内腔均为多组，且相互间隔分布；所述的物料一内腔和物料二内腔沿锚管(1)的径向或轴向依次间隔分布所述储囊(2)一侧设置有储囊破损机构，储囊破损机构用于划破储囊(2)。

在实际使用时，根据采用的不同锚管1的设计尺寸，在围岩上风钻或水钻成略大于锚管直径的孔，将预制好的带有储囊破损机构的锚管上安装储囊，储囊安装好后，将自膨胀锁脚锚管塞入已成孔内，利用储囊破损机构将储囊2破损，激发自膨胀混凝土与膨胀激发剂混合，将锁脚锚管固定在围岩钻孔内，然后将锚管与拱架10固定连接。

储囊内的自膨胀混凝土与膨胀激发剂均为现有技术，其采用的混合比例也没有特殊要求，只要将自膨胀混凝土与膨胀激发剂间隔装配即可。当储囊2的自膨胀混凝土与膨胀激发剂混合后，完成锚管1与围岩的固定。本实用新型通过工厂预放置膨胀混凝土与激发膨胀料，完成装置模块化，缩短了施工周期。

实施例二：

如图1-5所示的一种自膨胀锁脚锚管，与实施例一不同之处在于：所述的锚管1的外侧壁上覆盖有储囊2；所述的储囊2与锚管1之间为储囊破损机构，锚管1的端头部设置有储囊破损机构驱动件。

优选的是所述的储囊破损机构是割片8，割片8固定连接在锚管1外壁上；所述的割片8是多组，各割片8均匀间隔固定连接在锚管1外壁上；所述的割片8的片状下底边与锚管1外壁固定连接，割片8的片状上底边为钝边，割片8的两侧边为锋利边，且割片8厚度与锚管1直径的比例为1：150-300。

优选的是所述的储囊破损机构驱动件由第一螺纹杆3和旋拧件；所述的第一螺纹杆3与锚管1一端的端部固定连接；所述的旋拧件的一端与第一螺纹杆3的另一端连接。

在实际使用时，首先将储囊2包裹在锚管1的外侧上，再在围岩上开孔，将包裹有储囊2的锚管1插入钻孔内，利用储囊破损机构驱动件驱动锚管1转动，使得设置在锚管1与储囊2之间的储囊破损机构将储囊2破损，储囊2的内容物混合进入锚管1与钻孔间隙，完成锚管1与围岩的固定，保证了快捷施工。储囊破损机构是割片8，割片8设置多组且均匀间隔固定连接在锚管1外壁上，使割片8能够将储囊2充分割破，能够提高储囊破损机构的破损成功率，保证储囊2填充物的充分混合；割片8的片状下底边与锚管1外壁固定连接，割片8的片状上底边为钝边，割片8的两侧边为锋利边，既保证了在安装过程中，割片8不会将储囊2割破，而在储囊破损机构驱动件驱动后，才利用割片8的两侧锋利边将储囊2割破，割片8厚度与锚管1直径的比例为1：150-300使得割破的效果更好。储囊破损机构驱动件由第一螺纹杆3和旋拧件组成，便于储囊破损机构驱动件的驱动。

在实际使用时，实施例中将割片8设置为扇环形，也可以设置为任何形状，以能划开储囊为原则，使得破损的效果更好。在针对42mm锚管，割片的尺寸设置为厚度0.2mm，圆心角30度、r-r＝0.5的扇形金属薄片；针对89mm锚管，割片的尺寸设置为厚度0.4mm，圆心角30度、r-r＝1的扇形金属薄片；针对109mm锚管，割片的尺寸设置为厚度0.2mm，圆心角30度、r-r＝1.5的扇形金属薄片，针对其他异形锚管，所述割片尺寸可具体调节。锚管1可采用直径为42、89或109mm的无缝钢管，这样，可以保证施工所需的强度要求。

实施例三：

如图1-5所示的一种自膨胀锁脚锚管，与实施例二不同之处在于：所述的旋拧件为螺纹套筒4；所述的螺纹套筒4的一端与第一螺纹杆3的另一端通过相匹配的螺纹连接；螺纹套筒4的另一端通过匹配的螺纹与第二螺纹杆5的一端连接，第二螺纹杆5的另一端通过万向节6与连接杆9的一端固定连接，连接杆9的另一端连接有拱架固定连接端板7；所述的拱架固定连接端板7为矩形钢板；在矩形的拱架固定连接端板7的四个角均设置有用于螺栓连接的通孔。

在实际使用时，将预制好的带有储囊破损机构的锚管与围岩固定安装好以后，将拱架固定连接端板7与拱架10连接，通过万向节6调节好连接角度和方位；扭动对丝螺纹套筒4，促使储囊破损机构将储囊2破损，激发自膨胀混凝土与膨胀激发剂混合，将锁脚锚管固定在围岩钻孔内；同时对丝螺纹套筒拧紧锚管至预紧度。在使用时，对丝螺纹套筒4和万向节6，均要求与锚管等强度。

在实际使用时，拱架固定连接端板7为矩形钢板并在拱架固定连接端板7上预制设置用于螺栓连接的通孔，方便在施工场地的实际操作，使得自膨胀锁脚锚管1与拱架10的连接，只要通过螺栓即可完成安装，单一工种就能够完成整个安装，即节省了人力，也环保。

实施例四：

如图1-5所示的一种自膨胀锁脚锚管，与实施例一不同之处在于：所述的锚管1具有中空腔体，储囊2位于锚管1的中空腔体内；所述的储囊2中间包裹有储囊破损机构。

优选的是所述的储囊破损机构是内侧储囊割破装置12，内侧储囊割破装置12包括插杆14和呈倾斜角度固定在插杆14上的倒钩13；所述的插杆14的端部和插杆14的中间部位均固定有呈倾斜角度的倒钩13；所述的倒钩13沿插杆14周向分布有多根，倒钩13与插杆14的倾斜角度为15-70度。

在实际使用时，将内侧设置有锚管内侧割破装置12的储囊2填充至锚管内部，将内侧割破装置12向外抽出，内侧割破装置12将储囊2割破，然后将锚管1插入围岩上的钻孔。内侧储囊割破装置12的结构保证了割破具有良好的效果。在实际使用时，也可以内外均设置储囊2并采用不同的布设方式，使得锚管与围岩的固定更加结实和可靠，保证了施工的安全性。

内侧储囊割破装置12的结构设置保证了割破储囊2的可靠性，内侧储囊割破装置12上设置的倒钩13与插杆14的轴向的倾斜角度的设置，可以根据锚管的尺寸进行改变，以满足各型号锚管都能将储囊2及包裹其中的倒钩13与插杆14置入，倒钩13与插杆14的倾斜角度可以设置为15-70度的角度。倒钩13沿插杆14周向均匀分布有多根，根据需要选择根数，以能割破储囊为目的。

实施例五：

如图1-5所示的一种自膨胀锁脚锚管，与实施例一和实施例二不同之处在于：所述的锚管1侧壁上开设有孔洞11；相邻孔洞11的锚管1侧壁上设有割片8。

有选的是所述的锚管1的另一端的端部套接有保护套；所述的保护套是一个半球形套。

在实际使用时，锚管1侧壁上间隔开设孔洞11，使得储囊破损机构将储囊破损后所激发的自膨胀混凝土与膨胀激发剂的混合物，在锚管1内外充分、均匀的填充到锚管与钻孔之间的缝隙内，保证锚管1良好的固定效果。

在实际使用时，先将锚管内部或外部储囊装配好，再将保护套套接锚管插入围岩一端的端部，然后把自膨胀锁脚锚管往钻孔内塞入，这样能够使自膨胀锁脚锚管塞进去钻孔时，储囊不被围岩割破。用完后保护套留在钻孔内不必取出。

实施例六：

如图1-5所示的一种自膨胀锁脚锚管，与实施例一和实施例二不同之处在于：所述的储囊2包括至少两隔断内腔，储囊破损机构用于划破储囊2各内腔；所述的储囊2至少包括物料一内腔和物料二内腔，物料一内腔和物料二内腔均为多组，且相互间隔分布；所述的物料一内腔和物料二内腔沿锚管1的径向或轴向依次间隔分布；储囊2材质是有机塑料。

在实际使用时，储囊2可以根据需要填充的物料种类，设置物料腔的个数，并将其间隔设置，保证在储囊2被割破前独立储存，储囊2被割破后均匀混合。无论物料腔是沿锚管1的径向、轴向或其他方式设置，只要起到间隔作用即可。

储囊2的材质选用有机塑料，既能够保证储囊2在自膨胀锁脚锚管未使用时的安全，又能够保证储囊2在扭动对丝螺纹套筒时，储囊破损机构能够顺利破损储囊2。

综上所述，本实用新型安装简单，通过与钢拱架仅用机械连接不需采用焊接即可解决问题，有效减少了隧道空气污染，并加快施工进度。本实用新型通过自紧对丝与万向节，能提升安装容错度与预紧度，定位简单、传力效用明确。本实用新型通过工厂预放置膨胀混凝土与激发膨胀料，完成装置模块化，在保证注浆压力的同时快捷施工。安装过程仅需要简单的机械加工，单一工种就能够完成整个安装，安装技术门槛较低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。