专利名称：后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆的制作方法
技术领域：
本实用新型属于对岩土支护或加固领域，可用于隧道、边坡、基坑的支护或加固。
背景技术：
现在广泛采用的普通砂浆锚杆，属被动承载，控制岩石变形能力很差；而二次注浆预应力锚索构造复杂，施工期长，价格高，推送难度大。
水利部发布的“水工预应力锚固设计规范SL212-98”中推荐的机械式锚头，是一种先胀开的内锚头，它对钻孔清孔的质量要求高，钻孔内不能有空洞、台阶、或大的裂纹。在推送时用绳索做个活结临特捆住，到位后松开活结，安装很不可靠。如果中途活结松开，锚头被卡住，进退都十分困难。
发明内容
本实用新型的目的在于为隧道工程，特别是水利隧道和边坡工程提供一种推送方便、价格较低、能早期承载的后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆。
为达到上述目的，本实用新型的办法是内锚头为一个整体，它具有足够自我保护力，因而推送方便，安装到位后，通过较大外力才能打开，在孔内锁定；外锚头充分利用孔壁的承载力，或孔壁承载力和快硬现浇混凝土墩的综合承载效果达到孔外锁定，以实现早期快速承载。
后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆也称TZL系列预应力锚杆，其中T代表发明人姓氏、ZL为胀裂二字汉语拼音第一字母，表达了本实用新型的基本特征。它由预应力杆体、内锚头、外锚头、排气管、注浆体等组成。
预应力杆体为主要传力元件。可用精轧螺纹钢，冷辊压螺纹钢，中空管材和低松驰钢铰线。它们与内外锚头的结合，除钢绞线用夹片连接外，其它的均采用等强螺纹连接技术。杆体材料除采用合金钢外，还可以采用高强度非金属材料。
它的特点是内锚头由胀壳(5)、倒楔(4)、胀开器组成。
其中胀壳由两片以上弧形胀片(20)构成的一个柱状结构，片与片之间用节点(21)连接，节点外侧为竖向槽(22)供排气管通过。胀壳外表面为环状突起(23)，并设有环形槽(24)，槽内设O形环(25)。胀壳内表面为锥形，除设有导向槽(26)外，还可以布设增韧沟(27)。
倒楔前端设有不少于两个突起(30)，该突起与胀壳导向槽配合。对采用胀架式的内锚头，倒楔前端还可以开设竖向槽(31)，倒楔尾端可设内螺纹(32)，该螺纹与杆体螺纹配合。
胀开器采用胀架的，胀架由垫片(40)和弧型薄板(41)组成柱状结构，要求薄板之间至少有一条间隙能使螺母进出顺利，胀架要能在杆体前端纵向自由滑动。
胀开器采用燃爆式胀开器的，燃爆式胀开器由环形活塞缸(50)、环形活塞(51)、保险盖(52)、燃烧药饼(53)、点火球(54)、导线(55)组成。要求药饼点燃后，能使环形活塞沿轴向在设计行程内产生所需推力。上述胀壳、倒楔、胀架、燃爆胀开器可用金属制作，对于小吨位的预应力锚杆也可以用高强度工程塑料制作。
外锚头由三角形垫墩(7)、垫板(10)、止浆活门(8)组成，预应力锚杆孔口采用三角形垫墩，能简化外锚头结构型式，而且安装方便。三角形垫墩的上段为扁三角形锥体，下段为圆锥体，通过橡胶套与钻孔密合。垫板(10)上开有杆体孔、注浆孔(18)和排气管孔(19)。垫板与垫墩之间用橡胶板密封，在注浆孔处设有单向活门(8)。
本实用新型与现在二次注浆预应力锚杆相比具有以下显著优点(1)结构简单，价格低廉；(2)推送方便，可锁定于孔内任一位置；(3)视岩层情况可串接两个以上内锚头，灵活方便；(4)安装后即可锁定、张拉，发挥作用迅速。
本实用新型还是对水工预应力锚固设计规范中推荐的机械式内锚头的一个改进，使机械式锚头对钻孔的要求降低，推送方便，即使卡住也可通过外力强行通过，安装效率和可靠性大幅提高，适用范围扩大。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；图2是本实用新型实施例二的结构示意图；图3是本实用新型胀壳的结构示意图；图4是本实用新型倒楔的结构示意图；图5是本实用新型胀架的结构示意图；图6是本实用新型燃爆胀开器的结构示意图。
具体实施方式
实施例一小吨位后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆
图1是它的结构示意图，由一根冷辊压螺纹钢杆体(1)、胀架(2)、螺母(3)、倒楔(4)、胀壳(5)、垫片(6)、三角形垫墩(7)、单向活门(8)、橡胶套(9)、垫板(10)、排气管(11)组成。其安装、张拉、注浆程序为钻孔、清孔，顺序将垫片、胀壳、倒楔、胀架、螺母组合到杆体上，排气管沿杆体间隔固定后一起送入钻孔，离孔底约20厘米时用力向孔底冲击，胀架沿杆体滑动，胀架推送倒楔，打开胀壳节点，胀壳贴壁，内锚头锁定。在孔口顺序戴上三角形垫墩，将排气管从垫板排气管孔中穿出，戴上垫板，锁紧螺母。用扳手或千斤顶张拉至预定吨位。连接注浆管注浆，浆满后停泵卸下注浆管，单向活门逆止浆液外泄。
实施例二大吨位后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆图2是它的结构示意图，由一根精轧螺纹钢杆体(1)、倒楔(4)、胀壳(5)、垫片(6)、燃爆式胀开器(12)、扁螺母(13)、排气管(11)、三角垫墩(7)、垫板(10)、止浆活门(8)、橡胶套(9)、注浆孔(18)、排气管孔(19)组成。其安装、张拉、注浆程序为钻孔、清孔，顺序将扁螺母、燃爆式胀开器、垫片、胀壳、倒楔结合到杆体。O形环出厂前已套入胀壳，倒楔的三个突起应进入胀壳的三个导向槽，将排气管固定在杆体前端，并顺胀壳外侧竖向槽引出，连同燃爆胀开器的电线间隔固定在杆体上，将给合好内锚头的杆体送入钻孔达预定位置。将导线导通，通电后，燃爆胀开器起动将胀壳节点打开，内锚头锁定孔壁。外锚头的安装、张拉、注浆同实施例一。
权利要求1.一种后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆，它由杆体、内锚头、外锚头、排气管、注浆体组成；杆体可用精轧螺纹钢、冷辊压螺纹钢制作；它们与内外锚头的结合，采用等强螺纹连接技术；其特征是内锚头由胀壳(5)、倒楔(4)、胀开器组成；外锚头由三角形垫墩(7)、垫板(10)、止浆活门(8)组成。
2.根据权利要求1所述后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆，其特征是胀壳由两片以上弧形胀片(20)构成的一个柱状结构，片与片之间用节点(21)连接，节点一侧为竖向槽(22)，胀壳外表面为环状突起(23)，并设有环形槽(24)，槽内设O形环(25)，胀壳内表面为锥形，除设有导向槽(26)外，还设有增韧沟(27)。
3.根据权利要求1所述后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆，其特征是倒楔外表面为圆锥形，锥度与胀壳内表面配合，倒楔前端设有不少于两个突起(30)，该突起与胀壳导向槽配合；对采用胀架式的内锚头，倒楔前端还可以开设竖向槽(31)，倒楔尾端可以设内螺纹(32)，该螺纹与杆体螺纹配合。
4.根据权利要求1所述后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆，其特征是胀开器采用胀架的，胀架由垫片(40)和弧形薄板(41)组成柱状结构，薄板之间至少有一条间隙能使螺母进出顺利。
5.根据权利要求1所述后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆，其特征是胀开器采用燃爆式胀开器的，燃爆式胀开器由环形活塞缸(50)、环形活塞(51)、保险盖(52)、燃烧药饼(53)、点火球(54)、导线(55)组成。
6.根据权利要求1所述后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆，其特征是由三角形垫墩、垫板、止浆活门组成的外锚头，三角形垫墩(7)的上段为扁三角形锥体，下段为圆锥体，通过橡胶套与钻孔壁密合；垫板(10)上开有杆体孔、注浆孔(18)、排气管孔(19)，垫板与垫墩之间用橡胶板密封，在注浆孔处设有止浆活门(8)。
7.根据权利要求1所述后胀开胀裂式速效预应力注浆锚杆，其特征是其胀壳、倒楔、胀架、燃爆胀开器、三角形垫墩可用金属制作，也可以用高强度工程塑料制作。
专利摘要一种胀裂式速效预应力注浆锚杆。它由杆体(1)、螺母(3)、倒楔(4)、胀壳(5)、垫片(6)、垫板(10)、排气管(11)、燃爆胀开器(12)、扁螺母(13)、三角形垫墩(7)、止浆活门(8)、橡胶套(9)、注浆孔(18)、排气管孔(19)组成。其特点是内锚头为一个整体，具有足够的自我保护力。安装到位后，用燃爆胀开器将其打开，锁定孔壁，故安装方便可靠。本实用新型与现在的二次注浆预应力锚杆相比，推送方便，可锁定于孔内任一位置，视岩层情况还可串联两个以上内锚头，灵活方便，安装后即可张拉，发挥作用迅速。本实用新型与水工预应力锚固设计规范中推荐的机械式内锚头相比，对钻孔、清孔的要求降低，容许钻孔中有空洞裂纹出现。推送省力，安装效率和安装可靠性大幅提高，适用岩层范围扩展。
文档编号E02D5/74GK2756707SQ20032010977
公开日2006年2月8日 申请日期2003年11月17日 优先权日2003年11月17日
发明者陶纪南 申请人:陶纪南