锚杆支撑件、锚杆组件及锚杆支护单元的制作方法

1.本实用新型涉及锚杆支护技术领域，具体地说，是涉及一种锚杆支撑件以及设置有该锚杆支撑件的锚杆组件及锚杆支护单元。


背景技术：

2.在隧道开挖过程中，锚杆支护通常是在隧道初期支护之后进行，其用于保障隧道初期支护及围岩的稳定性，而初期支护及围岩的稳定性又会影响到后续二次衬砌的施工进度，进而影响整个隧道施工进度和后期开通运营的安全隐患，因此，锚杆支在隧道施工过程中具有极为重要的作用。
3.目前，锚杆的种类包括自钻式锚杆、砂浆锚杆、预应力锚杆、临时锚杆、树脂锚杆等等。其中，自进式锚杆主要用于断层破碎带开挖支护施工，其能够在复杂的地质条件下取代普通砂浆锚杆，解决普通砂浆锚杆安装时存在的如塌孔、无法插杆、注浆不饱满等问题，以保证在复杂的地质条件下的注浆效果，充分发挥了锚杆支护的作用，提高围岩的承载能力并保证围岩的整体稳定。此外，在抗弯、抗剪强度和表面粘结等方面，自钻式锚杆的性能明显优于截面相同的常规砂浆锚杆，并且可以任意切割、连接、施加预应力和荷载释放。然而，现有的自钻式锚杆在钻进过程中存在以下问题：
4.第一，当自钻式锚杆的长度较长时，其在钻进过程中会受自身长度及钻进速度影响而在成型出的锚杆孔内摆动，使得锚杆的轴心常与施工设备(如凿岩台车、锚杆钻机、人工风钻等)的动力中心不在一条直线上，从而导致锚杆孔的顺直度受到影响，甚至导致锚杆孔的成孔质量不符合要求。
5.第二，当自钻式锚杆达到设计孔深后，便会进行注浆处理，而在注浆饱满时，若自钻式锚杆的长度较长时，自钻式锚杆会贴着孔壁，导致水泥砂浆仅能够包裹自钻式锚杆的一侧，使得自钻式锚杆的受力受到严重影响，从而降低锚杆支护效果。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种避免锚杆在钻进过程中在锚杆孔孔内过度摆动、防止注浆后锚杆贴合锚杆孔孔壁以及提高锚杆支护效果的锚杆支撑件。
7.本实用新型的另一目的是提供一种设置有上述锚杆支撑件的锚杆组件。
8.本实用新型的再一目的是提供一种设置有上述锚杆组件的锚杆支护单元。
9.为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种锚杆支撑件，其中，锚杆支撑件呈圆台状，锚杆支撑件的中部设置有连接孔，连接孔在锚杆支撑件的高度方向上贯穿锚杆支撑件，锚杆支撑件上设置有引导槽，引导槽自锚杆支撑件的上底螺旋延伸至锚杆支撑件的下底，引导槽自锚杆支撑件的侧面向内凹陷。
10.由上可见，锚杆支撑件用于套装在锚杆上，以在锚杆孔内对锚杆进行支撑，防止锚杆钻进过程中在锚杆孔内大幅度摆动，以保证锚杆的轴心与施工设备(如凿岩台车、锚杆钻
机、人工风钻等)的动力中心基本保持在同一直线上，避免机械能过度损失；此外，锚杆支撑件能够使锚杆与锚杆孔的孔壁之间始终保持一定的距离，以保证在注浆饱满的情况下，水泥砂浆能够均匀包裹住锚杆，解决现有技术中注浆饱满时水泥砂浆仅能包裹锚杆一侧的问题，从而提高锚杆的支护效果；再者，锚杆支撑件套装在锚杆上时，锚杆支撑件的上底朝向锚杆的锚头设置，锚杆支撑件的下底朝向锚杆的尾端设置，使得锚杆在后期受力过程中能够更好的增加锚杆与围岩之间的摩擦阻力，进而大幅度提高锚杆的受力效果；另外，引导槽的设置使得锚杆支撑环在随锚杆钻进过程中能够对锚杆钻出的碎泥渣进行引排，使钻出的碎泥渣更好的排出锚杆孔外。
11.一个优选的方案是，引导槽的数量为2条至4条。
12.由上可见，上述设计使得锚杆支撑件能够较好地对钻出的碎泥渣进行引排，同时保证锚杆支撑件的强度与刚度，并使得锚杆支撑件的体积能够在符合使用要求的范围内尽可能的小。
13.另一个优选的方案是，引导槽的圈数为0.5圈至1.5圈。
14.由上可见，上述设计使得引导槽能够顺畅地对钻出的碎泥渣进行引排，并防止碎泥渣堵塞引导槽。
15.另一个优选的方案是，锚杆支撑件的横截面上的投影，引导槽的槽壁的投影为弧线。
16.由上可见，上述设计能够更好的防止钻出的碎泥渣积聚、堵塞在引导槽内，从而使得引导槽能够顺畅地对碎泥渣进行引排。
17.另一个优选的方案是，锚杆支撑件的上底直径为37毫米至100毫米，锚杆支撑件的下底直径为60毫米至150毫米，锚杆支撑件的高为80毫米至215毫米。
18.由上可见，上述结构设计使得锚杆支撑件的整体结构更加的优化，并使得锚杆支撑件能够适配于多种不同规格的锚杆。
19.进一步的方案是，锚杆支撑件由钢材或工程塑料制成，连接孔为螺纹孔。
20.由上可见，由钢材或工程塑料制成的锚杆支撑件能够具有足够的刚度及强度，避免锚杆支撑件在随锚杆钻进和/或在注浆过程中毁损；将连接孔设为螺纹孔既能够使锚杆支撑件与锚杆之间装配更加的方便，又能够提高锚杆支撑件与锚杆之间连接的可靠性。
21.为了实现本实用新型的另一目的，本实用新型提供一种锚杆组件，包括锚杆，其中，还包括两个以上的上述的锚杆支撑件，两个以上的锚杆支撑件沿锚杆的轴向分布，锚杆穿过连接孔，锚杆支撑件的上底面向锚杆的锚头设置，锚杆支撑件的下底面向锚杆的尾端设置。
22.由上可见，设置有上述锚杆支撑件的锚杆组件能够防止锚杆钻进过程中在锚杆孔内大幅度摆动，以保证锚杆的轴心与施工设备(如凿岩台车、锚杆钻机、人工风钻等)的动力中心基本保持在同一直线上，避免机械能过度损失；此外，通过锚杆支撑件还能够使锚杆与锚杆孔的孔壁之间始终保持一定的距离，以保证在注浆饱满的情况下，水泥砂浆能够均匀包裹住锚杆，从而提高锚杆的支护效果；再者，锚杆支撑件还能够在锚杆后期受力过程中增加锚杆与围岩之间的摩擦阻力，进而大幅度提高锚杆的受力效果。
23.进一步的方案是，相邻两个锚杆支撑件之间的间距为1米至2米。
24.由上可见，上述设计提高了锚杆支撑件对锚杆进行支撑的可靠性，避免相邻两个
锚杆支撑件之间的锚杆段发生过大幅度的弯曲变形。
25.更进一步的方案是，连接孔为螺纹孔，锚杆与螺纹孔螺纹连接；锚杆支撑件由钢材制成，锚杆支撑件与锚杆之间焊接固定，或锚杆支撑件由工程塑料制成，锚杆支撑件与锚杆之间粘接固定。
26.由上可见，将连接孔设为螺纹孔既能够使锚杆支撑件与锚杆之间装配的更加的方便，又能够提高锚杆支撑件与锚杆之间连接的可靠性；采用钢材制成锚杆支撑件使其具有足够的刚度及强度，并使得锚杆支撑件与锚杆之间的固定连接更加简单、方便；采用工程塑料制成锚杆支撑件使其具有足够的刚度及强度，并能够更好的减小锚杆组件的重量。
27.为了实现本实用新型的再一目的，本实用新型提供一种锚杆支护单元，包括锚垫板、止浆塞和螺母，其中，还包括上述的锚杆组件，锚杆穿过锚垫板，止浆塞套装在锚杆上，止浆塞位于锚杆支撑件和锚垫板之间，螺母螺纹连接在锚杆上，锚垫板位于止浆塞和螺母之间。
28.由上可见，设置有上述锚杆组件的锚杆支护单元能够具有更强的锚固力，从而提高了锚杆支护单元对围岩及初期支护的锚固效果，并更好的保障了围岩及初期支护的稳定性。
附图说明
29.图1是本实用新型锚杆支撑件实施例的第一视角下的结构图。
30.图2是本实用新型锚杆支撑件实施例的第二视角下的结构图。
31.图3是本实用新型锚杆支撑件实施例的第三视角下的结构图。
32.图4是本实用新型锚杆支撑件实施例的第四视角下的结构图。
33.图5是本实用新型锚杆组件实施例的结构图。
34.图6是本实用新型锚杆支护单元实施例的第一视角下的结构图。
35.图7是本实用新型锚杆支护单元实施例的第二视角下的结构图。
36.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
37.锚杆支撑件实施例
38.参照图1至图4，锚杆支撑件1大致呈圆台状，其中，锚杆支撑件1的上底11的直径r优选为37毫米至100毫米，锚杆支撑件1的下底12的直径r优选为60毫米至150毫米，锚杆支撑件1的高h优选为80毫米至215毫米。通过对锚杆支撑件1的尺寸设计，使得锚杆支撑件1能够适配与多种不同规格的锚杆，并且使锚杆支撑件1的体积能够在符合使用要求的范围内尽可能的小，从而优化锚杆支撑件1的整体结构。
39.锚杆支撑件1的中部设置有连接孔14，连接孔14在锚杆支撑件1的高度方向上贯穿锚杆支撑件1。连接孔14用于锚杆进行连接，使得锚杆组件能够套装在锚杆上。优选地，连接孔14与锚杆支撑件1呈共轴设计，以使锚杆支撑件1能够更好的提高锚杆在锚杆孔内的位置精度，并使锚杆孔注浆处理后水泥砂浆能够尽可能的包裹锚杆。进一步地，连接孔14优选为螺纹孔，以使锚杆支撑件1与锚杆之间的装配更加的方便，并提高锚杆支撑件1与锚杆之间连接的可靠性。更进一步地，螺纹孔的公称直径为20毫米至51毫米；当然，当锚杆支撑件1需
要适配更小或更大直径的锚杆时，锚杆支撑件1的尺寸参数(包括锚杆支撑件1的上底11的直径r、锚杆支撑件1的下底12的直径r、锚杆支撑件1的高h、螺纹孔的公称直径等等)也可以进行相适应的调整及改变。
40.锚杆支撑件1上设置有引导槽15，引导槽15自锚杆支撑件1的上底11螺旋延伸至锚杆支撑件1的下底12，且引导槽15自锚杆支撑件1的侧面13向内凹陷。引导槽15用于锚杆支撑环随锚杆钻进过程中对锚杆钻出的碎泥渣进行引排，以使锚杆钻出的碎泥渣更好的排出锚杆孔外，并保证锚杆能够顺畅地钻进隧道的初期支护及围岩内。
41.引导槽15的数量优选为2条至4条，以保证锚杆支撑件1具有足够的强度与刚度，同时使锚杆支撑件1能够较好地对锚杆钻出的碎泥渣进行引排，并在锚杆支撑件1使用要求的范围内尽可能的减小锚杆支撑件1的体积。其中，在锚杆支撑件1的横截面上，引导槽15的槽壁的投影为弧线，通过对引导槽15的截面形状设计，使得引导槽15能够顺畅地对锚杆钻出的碎泥渣进行引排，避免碎泥渣在引导槽15内积聚，进而防止引导槽15被碎泥渣堵塞。
42.此外，引导槽15的圈数为0.5圈至1.5圈，引导槽15的圈数设置能够使锚杆钻出的碎泥渣能够通过引导槽15顺畅的排至锚杆支撑件1的后方，防止碎泥渣堵塞引导槽15，进而使锚杆钻出的碎泥渣能够更好的排出锚杆孔外。
43.在本实施例中，锚杆支撑件1由钢材制成，采用钢材制成锚杆支撑件1使其具有足够的刚度及强度，并使得锚杆支撑件1与锚杆之间的固定连接更加简单、方便。当然，在其他实施例中，锚杆支撑件1也可由工程塑料制成，而采用工程塑料制成的锚杆支撑件1同样能够具有足够的刚度及强度，且其重量比钢制的锚杆支撑件1更轻，从而使装配有该锚杆支撑件1的锚杆重量更轻。
44.锚杆支撑件1使用时，通过其上的连接孔14套装在锚杆上，其中，若锚杆支撑件1由钢材制成，则通过焊接方式对锚杆支撑件1及锚杆进行焊接固定；若锚杆支撑件1由工程塑料制成，则通过粘接方式对锚杆支撑件1及锚杆进行焊接固定。
45.锚杆支撑件1能够在锚杆孔内对锚杆进行支撑，防止锚杆钻进过程中在锚杆孔内大幅度摆动，以保证锚杆的轴心与施工设备(如凿岩台车、锚杆钻机、人工风钻等)的动力中心基本保持在同一直线上，避免机械能过度损失。此外，锚杆支撑件1能够使锚杆与锚杆孔的孔壁之间始终保持一定的距离，以保证在注浆饱满的情况下，水泥砂浆能够均匀包裹住锚杆，解决现有技术中注浆饱满时水泥砂浆仅能包裹锚杆一侧的问题，从而提高锚杆的支护效果。再者，锚杆支撑件1套装在锚杆上时，锚杆支撑件1的上底11朝向锚杆的锚头设置，锚杆支撑件1的下底12朝向锚杆的尾端设置，使得锚杆在后期受力过程中能够更好的增加锚杆与围岩之间的摩擦阻力，进而大幅度提高锚杆的受力效果。
46.锚杆组件2实施例
47.参照图5，锚杆组件2包括锚杆21和锚杆支撑件22。锚杆21的前端设置有锚头211，以使得锚杆21能够更好的钻进隧道的初期支护和围岩。锚杆支撑件22为上述锚杆支撑件22实施例中的锚杆支撑件22，其中，锚杆21穿过锚杆支撑件22的连接孔，并与连接孔螺纹连接。当锚杆支撑件22由钢材制成时，通过焊接方式对锚杆支撑件22及锚杆21进行焊接固定；当锚杆支撑件22由工程塑料制成时，则通过粘接方式对锚杆支撑件22及锚杆21进行焊接固定。
48.锚杆支撑件22的数量为两个以上，两个以上的锚杆支撑件22沿锚杆21的轴向分
布，其中，锚杆支撑件22的上底面向锚杆21的锚头211设置，锚杆支撑件22的下底面向锚杆21的尾端设置。此外，相邻两个锚杆支撑件22之间的间距为1米至2米，以提高了锚杆支撑件22对锚杆21进行支撑的可靠性，避免相邻两个锚杆支撑件22之间的锚杆21段发生过大幅度的弯曲变形。
49.通过对锚杆组件2的结构设计，使得锚杆组件2能够防止锚杆21钻进过程中在锚杆孔内大幅度摆动，以保证锚杆21的轴心与施工设备(如凿岩台车、锚杆钻机、人工风钻等)的动力中心基本保持在同一直线上，避免机械能过度损失；此外，通过锚杆支撑件22还能够使锚杆21与锚杆孔的孔壁之间始终保持一定的距离，以保证在注浆饱满的情况下，水泥砂浆能够均匀包裹住锚杆21，从而提高锚杆21的支护效果；再者，锚杆支撑件22还能够在锚杆21后期受力过程中增加锚杆21与围岩之间的摩擦阻力，进而大幅度提高锚杆21的受力效果。
50.锚杆支护单元实施例
51.参照图6和图7，锚杆支护单元3包括锚杆组件31、锚垫板32、止浆塞33和螺母34，其中，锚杆组件31为上述锚杆组件实施例中所述的锚杆组件。
52.当锚杆支护单元3对隧道初期支护及围岩进行支护时，先通过施工设备(如凿岩台车、锚杆钻机、人工风钻等)将锚杆组件31钻进隧道初期支护及围岩中，以进行锚杆孔成型。其中，在锚杆312钻进时，其上的锚杆支撑件311会跟随锚杆312一同钻进围岩内，使得锚杆支撑件311能够对锚杆312钻进过程中在锚杆孔内大幅度摆动，以保证锚杆312的轴心与施工设备的动力中心基本保持在同一直线上，避免机械能过度损失；此外，通过锚杆支撑件311还能够使锚杆312与锚杆孔的孔壁之间始终保持一定的距离，以保证后期注浆处理时，在注浆饱满的情况下，水泥砂浆能够均匀包裹住锚杆312，从而提高锚杆支护单元3的支护效果；再者，锚杆支撑件311还能够在锚杆312后期受力过程中增加锚杆312与围岩之间的摩擦阻力，进而大幅度提高锚杆312的受力效果。
53.当完成锚杆312的钻进施工后，锚杆312的尾端会留于锚杆孔外；接着，先将止浆塞33套装在锚杆312上，并使止浆塞33封堵住锚杆孔的孔口，以避免注浆过程中及注浆后锚杆孔内的水泥砂浆从锚杆孔的孔口流出，进而保证锚杆支护单元3的支护效果；此外，止浆塞33还能够保证注浆过程中的注浆压力及注浆饱满度。
54.接着，将锚垫板32套装在锚杆312上，并使锚垫板32与隧道的初期支护表面邻接，从而使得锚垫板32将止浆塞33压紧在锚杆孔的孔口上。
55.接着，将螺母34套装在锚杆312上，并使锚杆312与螺母34邻接，从而通过锚杆312与螺母34之间的螺纹连接将锚垫板32压紧在隧道的初期支护上；随后，通过锚杆312向锚杆孔内注入水泥砂浆。
56.需要说明的是，在其他实施例中，止浆塞33和锚垫板32也可以为一体成型结构。
57.可见，通过对锚杆支护单元3的结构设计，使得锚杆支护单元3能够具有更强的锚固力，从而提高了锚杆支护单元3对围岩及初期支护的锚固效果，并更好的保障了围岩及初期支护的稳定性。
58.最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。