多点注浆锚杆及多点注浆工艺的制作方法

1.本发明涉及锚杆技术领域，特别涉及一种多点注浆锚杆及多点注浆工艺。


背景技术：

2.注浆锚杆是根据我国隧道工程、边坡治理工程、煤矿巷道工程等实际需要而开发的新产品。
3.锚杆注浆时存在多种工况，以煤矿及岩突使用为例：锚杆用于煤矿锚固时，在钻进过程产生的碳粉作用下，锚杆插入时很轻松。且由于煤矿土层/岩层硬度低钻进时不会产生大碎块，因此注浆时，浆液可轻松回浆至锚孔的孔口处，以便观察注浆是否到位。
4.用于岩凸锚固时，由于岩凸硬度大，因此钻孔难度大，钻孔（锚孔）过程会产生大量碎块，即使后续清孔也无法完全将碎块清除；带来的问题是，注浆过程，回浆时，浆液裹挟碎块堵塞回浆通道（锚杆与锚孔之间的空间），直接导致锚杆不能完全锚固，锚固效果差，且不能回浆导致无法判断锚孔内浆液注浆情况。解决该问题国内常用的方法是将正常浆液的水灰比0.35-0.45增大至0.6-0.65，通过降低浆液的黏稠度来避免黏稠的浆液裹挟碎块，但是浆液变稀后又会导致浆的强度降低，甚至没有强度，最终结果是锚固效果直线下降甚至成为“摆设件”。
5.除此之外，现有的锚杆仅仅在钻头端设置两个出浆孔，一旦锚杆插进锚孔或钻进过程注浆孔被碎块堵塞，则直接影响注浆效果。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多点注浆锚杆及多点注浆工艺，注浆时通过多点注浆提高了注浆效率，可解决注浆孔堵塞时无法注浆的问题，以及解决了注浆时浆液裹带碎块堵塞回浆通道而无法判断注浆是否到位的问题，且所使用浆液为满足标准规定的水灰比为0.35-0.4的浆液，有效保证锚固效果；同时密封塞由瞬时压力打开，可避免出现由中空锚杆体端部注浆时，密封塞在注浆压力下自动打开而无法将浆液注入到中空锚杆体端部的情况。
7.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：多点注浆锚杆，包括中空锚杆体、注浆多通接头和用于向中空锚杆体内输出瞬时高压的压力发生器；所述中空锚杆体的杆身沿轴向设有至少一个注浆侧孔，所述注浆侧孔设有与之适配的密封塞；所述压力发生器通过注浆多通接头与所述中空锚杆体相连接。
8.进一步地，所述压力发生器为空气炮。
9.进一步地，所述中空锚杆体为中空自钻式锚杆、机械涨壳式锚杆或普通中空锚杆。
10.一种多点注浆锚杆的多点注浆工艺，包括如下步骤：s10、安装中空锚杆体：使中空锚杆体位于锚孔内，为注浆作准备；
s20、打开密封塞：通过压力发生器向中空锚杆体内输出瞬时高压使密封塞与注浆侧孔分离，并使分离后的密封塞进入锚孔；s30、多点注浆：通过注浆多通接头向中空锚杆体内注浆，浆液由中空锚杆体端部及多个注浆侧孔进入锚孔。
11.进一步地，所述步骤s20前还包括如下步骤：s11、压力发生器安装：通过注浆多通接头将压力发生器与中空锚杆体内部连通，其中，压力发生器为空气炮。
12.进一步地，所述步骤s20前还包括如下步骤：s12、顶部注浆：通过注浆多通接头向中空锚杆体内注浆，浆液经中空锚杆体端部的注浆孔进入锚孔，对中空锚杆体端部锚固。
13.进一步地，所述步骤s10包括如下步骤：s101、自钻安装：中空锚杆体通过端部的钻头钻出锚孔，钻头到位时，中空锚杆体到位；其中，中空锚杆体为中空自钻式锚杆。
14.进一步地，所述步骤s10包括如下步骤：s102、插杆安装：通过钻具钻出锚孔，钻具钻出锚孔后退出；将中空锚杆体插入锚孔直至中空锚杆体到位；其中，中空锚杆体为机械胀壳式锚杆或普通中空锚杆。
15.本发明的有益效果是：本发明注浆时通过多点注浆提高了注浆效率，可解决注浆孔堵塞时无法注浆的问题，以及解决了注浆时浆液裹带碎块堵塞回浆通道而无法判断注浆是否到位的问题，且所使用浆液为满足标准规定的水灰比为0.35-0.4的浆液，有效保证锚固效果；同时密封塞由瞬时压力打开，可避免出现由中空锚杆体端部注浆时，密封塞在注浆压力下自动打开而无法将浆液注入到中空锚杆体端部的情况。
附图说明
16.图1为本发明实施例中多点注浆锚杆的整体结构示意图；图2为本发明实施例中多点注浆锚杆未设置密封塞时的结构示意图；图3为本发明实施例4的中空锚杆体的结构示意图；图中，1、中空锚杆体；2、注浆多通接头；3、压力发生器；4、注浆侧孔；5、密封塞；6、锚孔；7、连接套筒。
具体实施方式
17.下面将结合实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：实施例1：如图1和图2所示，一种多点注浆锚杆，包括中空锚杆体1、注浆多通接头2和用于向中空锚杆体1内输出瞬时高压的压力发生器3；
所述中空锚杆体1的杆身沿轴向设有至少一个注浆侧孔4，所述注浆侧孔4设有与之适配的密封塞5；所述压力发生器3通过注浆多通接头2与所述中空锚杆体1相连接。
19.所述压力发生器3为空气炮。将空气炮产生的瞬时高压应用在锚杆锚固为本领域首例，具有开创性意义。
20.其中，此处图示中设置有14个注浆侧孔。应当注意的是，注浆侧孔的数量依据实际锚杆长度进行设置。
21.其中，注浆多通接头2为三通接头，三通接头三个接口分别为中空锚杆体1接口、注浆口和压力发生器3连接口，如图1所示，图1中a、b、c分别表示中空锚杆体接口、注浆口、压力发生器连接口。
22.工作原理：首先将中空锚杆体1安装到锚孔6内，之后通过注浆多通接头2向中空锚杆体1内注浆，由于密封塞5的作用，中空锚杆体1内的浆液只从中空锚杆体1端部的注浆孔（锚杆端部的钻头或锚头自带注浆孔，该结构特征为本领域公知常识，此处不做赘述）进入锚孔6。进入锚孔6的浆液对中空锚杆体1的顶部进行锚固（浆液注入一定量（可锚固中空锚杆体1顶部的量）后停止）。该过程的注浆目的在于保证中空锚杆体1顶部处的锚孔6内有足够的浆液对中空锚杆体1的顶部锚固，避免打开注浆侧孔4后浆液不能流到中空锚杆体1的顶部。
23.中空锚杆体1顶部锚固后，通过空气炮向中空锚杆体1内输出瞬时高压。中空锚杆体1内的瞬时高压（空气炮突然释放的膨胀冲击波）作用在密封塞5上，克服密封塞5与注浆侧孔4之间的静摩擦力，进而将密封塞5顶出，并使密封塞5落在锚孔6内。之后重新向中空锚杆体1内注浆，中空锚杆体1内的浆液由多个注浆侧孔4进入锚孔6，进而对中空锚杆体1整个杆身进行锚固。
24.若出现注浆孔或部分注浆侧孔4堵塞的情况时，剩余未堵塞注浆孔仍可完成注浆，并完成浆液回浆至锚孔6的孔口。
25.本发明注浆时通过多点注浆提高了注浆效率，可解决注浆孔堵塞时无法注浆的问题，以及解决了注浆时浆液裹带碎块堵塞回浆通道而无法判断注浆是否到位的问题，且所使用浆液为满足标准规定的水灰比为0.35-0.4的浆液，有效保证锚固效果；同时密封塞5由瞬时压力打开，可避免出现由中空锚杆体1端部注浆时，密封塞5在注浆压力下自动打开而无法将浆液注入到中空锚杆体1端部的情况。
26.进一步地，所述中空锚杆体1为中空自钻式锚杆、机械涨壳式锚杆或普通中空锚杆。中空自钻式锚杆指锚杆端部设置钻头，机械涨壳式锚杆或普通中空锚杆指锚杆端部设置锚头，而上述中空锚杆体1的顶部锚固指中空锚杆体1设置钻头或锚头的一端。
27.中空锚杆体1为中空自钻式锚杆时：通过锚杆的自钻进实现中空锚杆体1与锚孔6的安装，安装后的操作如上述。中空锚杆体1钻进时，由于密封塞5的设置，冷却水仍可由中空锚杆体1内部进入钻头，对钻头冷却、润滑。
28.中空锚杆体1为机械涨壳式锚杆或普通中空锚杆时：首先通过钻具钻出锚孔6，取出钻具后，将中空锚杆体1插入锚孔6完成安札股，安装后的操作如前述。
29.实施例2：本实施例为基于实施例1中一种多点注浆锚杆的多点注浆工艺，包括如下步骤：
s10、安装中空锚杆体1：使中空锚杆体1位于锚孔6内，为注浆作准备；s101、自钻安装：中空锚杆体1通过端部的钻头钻出锚孔6，钻头到位时，中空锚杆体1到位；其中，中空锚杆体1为中空自钻式锚杆；s11、压力发生器3安装：通过注浆多通接头2将压力发生器3与中空锚杆体1内部连通，其中，压力发生器3为空气炮；s12、顶部注浆：通过注浆多通接头2向中空锚杆体1内注浆，浆液经中空锚杆体1端部的注浆孔进入锚孔6，对中空锚杆体端部锚固；s20、打开密封塞5：通过压力发生器3向中空锚杆体1内输出瞬时高压使密封塞5与注浆侧孔4分离，并使分离后的密封塞5进入锚孔6；s30、多点注浆：通过注浆多通接头2向中空锚杆体1内注浆，浆液由中空锚杆体1端部及多个注浆侧孔4进入锚孔6。
30.实施例3：本实施例与实施例2的区别在于，s10、安装中空锚杆体1：使中空锚杆体1位于锚孔6内，为注浆作准备；s102、插杆安装：通过钻具钻出锚孔6，钻具钻出锚孔6后退出；将中空锚杆体1插入锚孔6直至中空锚杆体1到位；其中，中空锚杆体1为机械涨壳式锚杆或普通中空锚杆；s11、压力发生器3安装：通过注浆多通接头2将压力发生器3与中空锚杆体1内部连通，其中，压力发生器3为空气炮；s12、顶部注浆：通过注浆多通接头2向中空锚杆体1内注浆，浆液经中空锚杆体1端部的注浆孔进入锚孔6，对中空锚杆体端部锚固；s20、打开密封塞5：通过压力发生器3向中空锚杆体1内输出瞬时高压使密封塞5与注浆侧孔4分离，并使分离后的密封塞5进入锚孔6；s30、多点注浆：通过注浆多通接头2向中空锚杆体1内注浆，浆液由中空锚杆体1端部及多个注浆侧孔4进入锚孔6。
31.实施例4：本实施例与实施1的区别在于，如图3所示，所述中空锚杆体1可以是但不局限于多根中空的锚杆通过连接套筒7连接的形式，当中空锚杆体1为多根锚杆的组合形式时，注浆侧孔可以设置在锚杆上，也可以设置在连接套筒7上（图3中，注浆侧孔设置在连接套筒上）。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。