本发明涉及岩土体加固技术领域，具体涉及用于岩土体加固的锚具。
背景技术：
锚杆是岩土体加固的杆件体系结构，通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点，增加了岩土体的粘聚力，达到岩土体稳定的效果。
现有的锚杆种类繁多，但大都存在不足的共性。由于外部环境的作用力，当岩土体与锚杆之间出现相对滑动时，锚杆的变形适应性差，造成锚固能力减弱，锚固丧失其本有的能力，最终影响工程的安全。大多数锚杆利用锚固装置与岩土体之间的挤压产生抗拔力，少部分利用杆体与岩土体的之间的摩擦力来提高锚杆的抗拔能力，极少有利用锚杆的部分机构嵌入到岩土体之间来增加抗拔力。当外界拉力达到一定时，可能会出现将锚杆拉出岩土体的情况。
一种伞式锚具，其作用机理与普通雨伞相类似，锚具在工作时，伞状锚头张开，与土体充分接触提供较大的抗拔力。该项发明充分利用了锚头的功能，但是对于锚杆周身利用较少，杆体主要起到传递拉力的作用，同时对于锚头的材料也有着特殊的要求，具有较高的强度。锚头撑开的时候会形成较大的空腔，在后续给锚杆施加拉力的时候，锚头会沿着拉力方向产生移动，空腔会进一步增大，随着时间的推移该部分会逐渐被泥水充满，如果锚头不具备足够的抗腐蚀性能，锚头容易受到损坏，最终锚杆丧失其工作能力。一种新型倒刺锚杆，锚杆周身布置倒刺，通过倒刺刺入岩壁，从而防止锚杆与岩壁的相对滑移，充分利用了锚杆周身与岩壁之间接触产生抗拔力的性能。但是其中存在问题包括：1. 在使用时，首先需要在岩土层内开设一圆形孔洞，再将锚杆放入其中，这对于地质条件不好的情况，如遇到土质疏松段、岩石破碎带等工况，开设的孔洞容易被堵塞，这时锚杆很难放入其中，对于锚入深度较小的情况下可以采取挤压或敲击锚杆进入，但是对于锚入深度较大的情况，挤压或敲击显然不再适用锚杆这种细长的杆件，然而采取钻入的方式对于周身布满倒刺的锚杆来说也显得十分困难，锚杆倒刺与岩土之间的摩擦力影响钻进过程；2. 锚杆能够放入事先开设好的岩壁中，考虑到锚杆周身布置倒刺，岩壁孔洞的直径必然比锚杆的尺寸要大，同前面讨论的问题一样，锚杆与岩壁之间的空隙最终还是由泥水来填充，因倒刺与锚杆之间通过转轴连接，该部位相对比较脆弱，容易受到腐蚀，最终锚杆丧失其工作能力；3. 锚杆在放入孔洞过程中，由于倒刺遍布锚杆周身且处于扩张状态，施工起来很不方便，同时给施工人员的造成很大的心理压力，操作过程中可能会被其戳伤。
技术实现要素：
为了克服现有锚具存在的施工困难、锚入深度小、抗拔力不足、锚具容易受到腐蚀、不能充分利用岩土体挤压力等缺点，本发明提供一种鱼骨状锚杆。
一种鱼骨状锚杆包括锚头4、锚杆7和套筒管8，所述锚头4内设有活动的圆锥状的推进体5，所述推进体5通过螺纹连接着锚杆7的前端；锚头4通过螺纹连接着套筒管8的前端；锚头4上均布着刺孔，刺孔内设有短杆状的锚头锥刺6；
所述锚杆7上均布设有两对以上的鱼刺状的刀片机构；
所述刀片机构包括刀片1和夹具2；
未使用时，刀片1收靠在锚杆7上，且位于套筒管8内；
使用时，套筒管8的后端连接锚杆机，开启锚杆机正转，所述鱼骨状锚杆钻入岩土中；再给锚杆7的后端施加压力，使得锚头4中的推进体5向前推进，使锚头锥刺6从锚头4中挤出，嵌入岩土体；然后撤消锚杆7后端的压力，开启锚杆机反转，直至套筒管8与锚头4脱离；此时，锚杆7上均布的刀片1呈初步张开状态；接着给锚杆7后端提供向外的拉力，锚杆7发生移动，刀片1嵌入岩土体的深度进一步加深，直到锚杆7上均布的刀片1呈完全张开状态，然后撤消锚杆7后端的拉力；最后用注浆机向准锚杆7灌注水泥浆直至将锚杆7与岩土体之间的空腔填满；锚杆7安装完成。
进一步限定的技术方案如下：
所述两对以上的刀片机构呈交错状排列设于锚杆7上。
相邻两对刀片机构在锚杆7上的间距大于一只刀片的长度。
所述刀片1为弧形的鱼刺状，锋利的尖端为刀尖101，刀片后端102上开设有销孔，一对刀片1通过螺栓对称固定在夹具2上。
所述夹具2由一对半圆环状的夹体203组成；每只夹体203的半圆环两端分别设有向外延伸的连接板202，两侧连接板202上设有安装孔201，与安装孔201对应的连接板202内侧面上设有凹槽；一对夹体203上的凹槽对应配合形成刀片安装槽，刀片1上的销孔与一对夹体203上的安装孔201对应，通过螺栓连接将刀片1固定在夹具2上。
所述连接板202内侧面上的凹槽为U形槽， U形槽的开口端贯通连接板202的外侧边缘，且开口端的开口角为30～45度角。
所述刀片1的中部连接着弹簧3的一端，弹簧3的另一端连接着锚杆7；当套筒管8与锚头4脱离时，锚杆7上均布的刀片1在弹簧3的作用下呈初步张开状态。
所述圆锥状的推进体5的中部两侧503对称削扁，使推进体5的锥尖部分504形成棱柱状的推进头；所述推进头未削扁的两侧与锚头4上的锚头锥刺6的内端相对应接触；所述锚头4内设有与推进头配合的导向槽；推进头位于导向槽内，实现限制锚头4的转动。
本发明的有益技术效果体现在以下方面：
1.弧形刀片1在套筒管8内，刀片背部与套筒管8之间的接触面积较小，不管是前期装入套筒管8还是后期与之分离，均可减小摩擦阻力，弧形刀片1设置可以防止刀尖101对套筒管8产生划痕。在弹簧3的作用下扩张时能够方便嵌入岩土体，随着锚杆7受拉移动后，嵌入的深度越大，抗拔能力越强。
2. 夹体203侧面呈Ω形，一方面夹具2中部半圆形部分203对合后可以固定在锚杆7上，另一方面螺栓可以作为弧形刀片1的转轴。夹体203两端的连接板202上设计弧形凹槽，可以控制弧形刀片1绕着螺栓旋转的转角，从而可以控制弧形刀片1嵌入岩土体的深度，夹具2两端在靠近锚头方向处设置圆角，可以减小安装锚杆过程中夹具2与套筒管8之间的摩擦力。
3.套筒管8与锚头4之间通过螺纹连接，将锚杆7和刀片机构包含在内。在锚杆7钻进过程中可以减少摩擦阻力，同时方便套筒管8的取出，循环利用。
4.锚头4外观设计成圆锥形，是为了减少摩擦阻力，内部设计推进槽和与之对应的推进体5，目的是将锚头内部隐藏的锚杆锥刺6挤压出来，与周围的岩土体相接触。在旋转套筒管8时，整个锚杆不会发生较大的转动，从而实现套筒管8与锚头4的分离。
5.锚头4内部设计推进体5，推进器前段504和中部503为棱柱状，是为了适应锚头4的圆锥形结构，同时保证在前期连接锚杆7时，避免出现推进体5在锚头4内部空转的情况；后端502为圆台形，是为了与圆柱形锚杆7连接。
6.锚头锥刺6头部设计成圆锥状方便受压挤入岩土体，中间为圆柱状减少与锚头4的摩擦力，尾部呈球状一方面更好地适应推进体5从不同方向施加的压力，另一方面球状的尾部直径比圆柱状中间部分的外径稍大，可以防止锚头锥刺6在使用过程中滑出锚头4。
7.锚杆7与锚头4之间通过螺纹连接，锚杆靠近螺纹处设有若干注浆孔702，在后期注浆的过程中，水泥浆通过注浆孔702从锚杆7内部注入锚杆7与岩土体之间的空腔中。水泥浆一方面能增强锚杆7自身的强度，加固巷道周边的损伤破裂岩体，提高围岩的自承能力，改善损伤破裂岩体的结构及力学性能，最大限度地发挥锚杆7的锚固作用。另一方面也能保护锚杆7免遭环境的侵蚀，提高锚杆7的耐久性能。
8.锚头4设计为圆锥形，在钻进的过程中可以减少岩土体的阻力。后期锚杆7受拉移动形成的空腔在水泥浆高压的冲击下进一步扩大，锚杆7呈头大身细状，大大增强了锚杆7的抗拔力。锚头4的后端与相应的水泥柱面紧密贴合，且贴合面与锚杆垂直，可以避免锚杆7在后期使用过程中被拉出水泥胶结柱。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为刀片的结构示意图；
图3为刀片机构示意图；
图4为连接板上具有凹槽的夹体结构示意图；
图5为锚头直立方向的剖视图；
图6为推进体结构示意图；
图7为锚杆钻进岩土体中的结构示意图；
图8为锚头锥刺挤入岩土体中的结构示意图；
图9为套筒管与锚头分离的结构示意图；
图10为锚杆上第一对鱼刺扩张结构示意图；
图11为鱼刺全部初步扩张后的结构示意图；
图12为鱼刺全部进一步扩张并注浆的结构示意图。
上图序号中：刀片1、刀尖101、刀片后端102、夹具2、安装孔201、连接板202、夹体203、弹簧3、锚头4、锚头内螺纹401、推进体5、推进体内螺纹501、推进体后端502、推进体中部503、推进体前端504、锚头锥刺6、锚杆7、锚杆外螺纹701、注浆孔702、套筒管8、套筒管外螺纹801。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。
参见图1，一种鱼骨状锚杆包括锚头4、锚杆7和套筒管8；锚头4内装有活动的圆锥状的推进体5，推进体5通过锚杆外螺纹701连接着锚杆7的前端，锚杆7的前部均布开有注浆孔702，见图7；锚头4通过锚头内螺纹401和套筒管外螺纹801的配合连接着套筒管8的前端。
锚杆7上均布设有两对鱼刺状的刀片机构，刀片机构包括刀片1和夹具2。两对刀片呈交错状排列位于锚杆7上，相邻两对刀片1在锚杆7上的间距大于一只刀片的长度。
参见图2，刀片1为弧形的鱼刺状，锋利的尖端为刀尖101，刀片后端102上开设有销孔。
参见图3，夹具2由一对半圆环状的夹体203组成。每只夹体203的半圆环两端分别设有向外延伸的连接板202，两侧连接板上开设有安装孔201，与安装孔201对应的连接板202内侧面上设有凹槽；一对夹体203上的凹槽对应配合形成刀片安装槽，刀片1上的销孔与一对夹体203上的安装孔201对应，通过螺栓连接将刀片1固定在夹具2上。刀片1的中部焊接连接着弹簧3的一端，弹簧3的另一端焊接连接着锚杆7；当套筒管8与锚头4脱离时，锚杆4上均布的刀片1在弹簧3的作用下呈初步张开状态，见图10和图11。
参见图4，连接板202内侧面上的凹槽为U形槽， U形槽的开口端贯通连接板202的外侧边缘，且开口端的开口角为45度角。
参见图6，圆锥状的推进体5的中部503两侧对称削扁，使推进体5的锥尖部分504形成棱柱状的推进头；锚头4内设有与推进头5配合的导向槽；推进头5位于导向槽内，实现限制锚杆4的转动。推进头5未削扁的两侧与锚头4上的锚头锥刺6的内端相对应接触，见图5。
参见图7，未使用时，刀片1收靠在锚杆7上，且位于套筒管8内。
本发明的使用操作过程说明如下：
使用时，参见图8～9，套筒管8的后端连接锚杆机，开启锚杆机正转，鱼骨状锚杆一步步钻入岩土中，待达到设定深度后，停止钻进。给锚杆7的后端施加压力，使得锚头4中的推进体5向前推进，使锚头锥刺6从锚头4中挤出，嵌入岩土体；然后撤消锚杆7后端的压力，开启锚杆机反转，直至套筒管8与锚头4脱离。
参见图10～11，将套筒管8拔出岩土体，锚杆4上均布的刀片1呈初步张开状态，刀片尖端101在弹簧3的作用下部分嵌入岩土体，从而限制了锚杆7被连带拔出岩土体。接着给锚杆7提供向外的拉力，在外界拉力的作用下锚杆7发生位移，刀片尖端101嵌入岩土体的深度进一步加大，直到锚杆7上均布的刀片1呈完全张开状态，然后撤消锚杆7后端的拉力。
参见图12，用注浆机向准锚杆7灌注水泥浆直至将锚杆7与岩土体之间的空腔填满；锚杆7安装完成。