一种胀开尺寸大的胀壳锚头及包含该锚头的锚杆的制作方法

1.本发明涉及锚固装置技术领域，特别涉及一种胀开尺寸大的胀壳锚头及包含该锚头的锚杆。


背景技术：

2.在岩土工程涉及的地下工程、采矿工程、基坑与边坡工程中，为防止底层变形坍塌或失稳而危及安全，对地层或岩层进行加固的一种主要的形式是采用锚杆插入岩层中作支护作用，通过设置在地层或岩层中的锚杆所具有的高强度抗拉能力及通过锚杆体与锚杆周围的注浆体与地层之间密实结合等方式将地层加固起来，以提高地层或岩层的整体性，起着抗剪、抗拉、抗压等多种力学作用，以控制地层或岩层的变形，使之达到稳定安全的状态。这种技术的应用于发展已有上百年的历史，并提出多种锚杆支护类型及工艺以适应不同的地层与不同条件的需要。
3.胀壳式锚杆：利用锚固头地胀壳力形成点锚力，为非粘结型锚固产生的锚力。由于胀壳力通过胀壳与孔壁磨擦形成，故仅适用于较好的岩层中。
4.现有的胀壳式锚杆其锚头上的胀壳片理论可拉伸距离最大为2倍锚头直径，具体如cn200310108547.5 、cn201821364464.0 等专利。以尺寸为39mm的锚头为例，钻孔时为保证锚杆、锚头顺利进入锚孔，需要使用41-46mm的钻头，因此锚孔直径实际为41-46mm。锚孔长度大于3米时，由于长钻孔存在钻孔路径弯曲、碎渣等因素的影响，因此为保证锚杆顺利插入锚孔，钻孔时会选用标准内尽可能大（46mm）的钻头，以此消除钻孔偏差对锚杆插入的影响。而长度更长的孔则需要直径更大的钻头。在这类长钻孔锚固时，由于锚孔直径过大，导致胀壳式锚头在两片胀壳片完全拉开后仅略大于锚孔直径，锚固效果不好，承载能力差，仅需很小的力就会使锚杆掉出锚孔，起不到锚固效果；甚至两片胀壳片完全拉开后仍小于锚孔直径不能形成支护。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种胀开尺寸大的胀壳锚头及包含该锚头的锚杆，锚头上的胀壳片最大胀开尺寸可达锚头直径的三倍，避免了胀壳片胀开尺寸小锚固效果不好甚至不能形成支护的不足，且由于胀壳片优异的张开尺寸，锚头张开后的余量大，因此可将锚头尺寸缩小，方便锚杆、锚头进入锚孔，且锚固承载力强，有利于节约成本本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种胀开尺寸大的胀壳锚头，包括内部中空的胀壳内楔和两个可沿胀壳内楔滑动的胀壳片，所述胀壳内楔包括工作部和设置在工作部下部的连接部；所述工作部上端设有工作台，所述工作台与连接部之间设有用于胀壳片收起时存放胀壳片的容纳腔，所述工作台的两侧对称设有由工作台朝向连接部倾斜的倾斜面，两个所述倾斜面上分别设有滑动槽，两个所述滑动槽穿过工作部的轴线呈中心对称设置；
所述胀壳片上设有与所述滑动槽滑动配合的滑块，所述滑动槽穿过中心对称面，并排布置于容纳腔中。
6.进一步地，所述滑动槽为t字形槽或燕尾槽，所述滑块的形状与所述滑动槽相适配。
7.进一步地，所述工作部与连接部为一体化结构。
8.进一步地，所述滑块通过三角形的连接块与胀壳片相连接，所述滑块、连接块和胀壳片为一体化结构。
9.进一步地，所述连接块上设有三角形的减轻槽。
10.进一步地，所述滑块、连接块和胀壳片形成截面为三角形的结构，所述滑块、连接块和胀壳片形成的三角形的底边长度小于等于所述工作部直径。
11.进一步地，所述工作部顶端为锥形。
12.一种包含胀开尺寸大的胀壳锚头的锚杆，包括锚杆本体，所述胀壳锚头与所述锚杆本体端部相连接。
13.进一步地，所述连接部同轴设有螺纹孔，所述胀壳锚头通过螺纹孔与锚杆本体螺纹连接。
14.进一步地，所述螺纹孔与所述容纳腔连通形成注浆通道。
15.本发明的有益效果是：本发明的锚头其胀壳片最大胀开尺寸可达锚头直径的三倍，避免了胀壳片胀开尺寸小锚固效果不好甚至不能形成支护的不足，且由于胀壳片优异的张开尺寸，锚头张开后的余量大，因此可将锚头尺寸缩小，方便锚杆、锚头进入锚孔，且锚固承载力强，有利于节约成本。
附图说明
16.图1为本发明实施例中胀开尺寸大的胀壳锚头的整体结构示意图；图2为本发明实施例中胀开尺寸大的胀壳锚头的爆炸图；图3为本发明实施例中胀开尺寸大的胀壳锚头的剖视图；图4为本发明实施例中胀开尺寸大的胀壳锚头的仰视图；图5为本发明实施例中图4中b-b向剖视图；图6为本发明实施例中图4中c-c向剖视图；图7为本发明实施例中包含胀开尺寸大的胀壳锚头的锚杆的整体结构示意图；图中，1、胀壳内楔；2、胀壳片；3、工作部；4、连接部；5、工作台；6、容纳腔；7、倾斜面；8、滑动槽；9、滑块；10、连接块；11、减轻槽；12、锚杆本体。
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7，本发明提供一种技术方案：
实施例1：如图1-图7所示，一种胀开尺寸大的胀壳锚头，包括内部中空的胀壳内楔1和两个可沿胀壳内楔1滑动的胀壳片2，所述胀壳内楔1包括工作部3和设置在工作部3下部的连接部4；所述工作部3上端设有工作台5，所述工作台5与连接部4之间设有用于胀壳片2收起时存放胀壳片2的容纳腔6，所述工作台5的两侧对称设有由工作台5朝向连接部4倾斜的倾斜面7，两个所述倾斜面7上分别设有滑动槽8，两个所述滑动槽8穿过工作部3的轴线呈中心对称设置；此处滑动槽8穿过轴线指滑动槽8的在工作部3轴向的投影与工作部3的轴线相交。
19.所述胀壳片2上设有与所述滑动槽8滑动配合的滑块9，所述滑动槽8穿过工作台的中心对称面，并排布置于容纳腔中。滑动槽交错且穿过工作台的中心对称面，这样的设置是保证每个涨壳片的行程都最大化的接近工作部直径。
20.如图2所示，所述滑动槽8为t字形槽或燕尾槽，所述滑块9的形状与所述滑动槽8相适配。滑动槽8如此设置，与滑块9配合时不但能对滑块9进行导向还能对滑块9进行限位，保证滑块9仅沿滑槽长度方形运动。
21.如图2所示，所述工作部3与连接部4为一体化结构。
22.如图3所示，所述滑块9通过三角形的连接块10与胀壳片2相连接，所述滑块9、连接块10和胀壳片2为一体化结构。
23.如图3所示，所述连接块10上设有三角形的减轻槽11。设置的减轻槽11可减轻锚头重量，减少生产原料的使用，节约成本。
24.如图3所示，所述滑块9、连接块10和胀壳片2形成截面为三角形的结构，所述滑块9、连接块10和胀壳片2形成的三角形的底边长度小于等于所述工作部3直径。
25.所述工作部3顶端为锥形。顶端为锥形方便锚杆进入锚孔。
26.工作原理：钻孔机在地层/岩层钻出锚孔后将带有该胀壳锚头的锚杆送入锚孔直至胀壳锚头到位。到位后，通过钻机带动锚杆转动，胀壳锚头端部与锚孔底部顶紧进而被限位（限制胀壳锚头的转动），锚杆在钻机的作用下在连接部4中转动，使锚杆旋转推进。锚杆推动胀壳片2沿滑槽滑动，胀壳片2滑动过程由于倾斜面7（楔形）的作用，两片胀壳片2被撑开。胀壳片2的外表面与锚孔孔壁面紧贴、直至相互挤压形成胀力及摩擦力；当钻机不能继续转动锚杆体时，胀壳锚固头安装就位，胀壳锚固头的锚固力由此形成。
27.胀壳片2撑开过程由于滑块9、连接块10和胀壳片2形成的三角形的底边长度与所述工作部3直径相同，因此两片胀壳片2完全撑开时整个锚头的尺寸可达到未撑开时的三倍（是常规锚头的1.5倍）。由于锚头胀开后尺寸大，锚头张开后的余量大，因此对于同直径的锚孔锚固时，更小尺寸的锚头即可满足锚固需求。锚头尺寸做小后方便锚头及锚杆进入锚孔。胀壳片2胀开尺寸大，因此可提供更大的支撑力，着力强，锚固效果更好。
28.本发明的锚头其胀壳片2最大胀开尺寸可达锚头直径的三倍，避免了胀壳片2胀开尺寸小锚固效果不好甚至不能形成支护的不足，且由于胀壳片2优异的张开尺寸，锚头张开后的余量大，因此可将锚头尺寸缩小，方便锚杆、锚头进入锚孔，且锚固承载力强，有利于节约成本。
29.实施例2：
如图7所示，一种包含胀开尺寸大的胀壳锚头的锚杆，包括锚杆本体12，所述胀壳锚头与所述锚杆本体12端部相连接。
30.所述连接部4同轴设有螺纹孔，所述胀壳锚头通过螺纹孔与锚杆本体12螺纹连接。
31.连接部4通过螺纹孔直接与锚杆本体12外部的螺纹相连接，方便锚头与锚杆本体12的拆装。
32.进一步地，所述螺纹孔与所述容纳腔6连通形成注浆通道。需要永久支护时，锚杆本体为中空锚杆。锚头胀开后，注浆通道与中空锚杆内部通道连通，由中空锚杆内部的通道向锚孔内注浆，浆液固化后形成永久支护。
33.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。