专利名称：组合式锚杆的孔口连接段及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及岩土工程锚固支护技术领域，尤其涉及一种注浆锚杆用孔 口连接段及其制造工艺。
背景技术：
在岩土工程涉及的地下工程、采矿工程、基坑与边坡工程过程中，为 防止地层变形坍塌或失稳而危及安全，对地层进行加固的一种主要的支护 技术手段是采用锚杆。
锚杆类型很多，其中一种类型即注浆锚杆使用十分广泛，注浆锚杆有 中空注浆锚杆和实心注浆锚杆两种。实心注浆锚杆是传统的锚杆品种，实 心杆体通常为螺紋钢筋，锚杆注浆需设注浆和排气管道，注浆工艺复杂些， 如施工不到位易引起注浆不饱满，影响锚杆使用效果。而中空注浆锚杆杆
体通常为表面带螺紋的钢管(或纤维增强树脂管如FRP空心管等)制成， 其优点是管体中的内孔可作锚杆注浆通道或排气通道，注浆效果好但成本 相对实心注浆锚杆高。近年来，将中空钢筋与实心钢筋组合而成的组合式 注浆锚杆也相继发展起来。
中国专利01113077〗公开了一种组合式锚杆，其主要由螺母、垫板、 止浆塞、中空锚杆杆体、注浆通道、出浆通道、排气通道、连接段、实心 锚杆杆体、锚头和锚孔组成，中空锚杆杆体经专门的连接段与实心锚杆杆 体连接组合构成锚杆杆体，出浆通道设在连接段上。
中国专利02112233.4公开了 一种锚杆支护方法及其一种分段式中空 注浆锚杆，其为一空心钢筋与实心钢筋组合而成的组合式锚杆。分段式中 空注浆锚杆由前端实心杆体与后部中空杆体两段组成，中空杆体与实心杆 体通过连接套筒结合；连接套筒内孔与中空杆体空腔相连处设有侧向孔 道；支承垫板，螺母、垫圈与中空杆体端部配合；所述的支承垫板上设有 孔道， 一段管道从支承垫板的孔道中穿入。具有先早强锚固后注浆保护和 可预应力的特性，该锚杆支护方法既可适用于良好的岩层又可用于软弱及
3破碎岩层条件的快速支护，既能保证注浆饱满又能使锚杆保护层均匀，以 适用于临时或永久支护工程中。
上述两个锚杆的共同特征是整个锚杆体由 一个可向内注浆的孔口连 接段连接段(包括中空锚杆体和连接套筒)和实心锚杆体段组成，孔口连 接段体有分离式和整体式两种。
分离式孔口连接段(如中国专利02112233.4公开的具体实施例和中国 专利01113077.X的第二实施例)由一段中空锚杆体和具有侧向孔的连接 套筒两个零件通过螺紋连接组合而成，中空杆体与实心杆体通过连接套筒 结合；连接套筒内孔与中空杆体空腔相连处设有侧向孔道，可通过中空锚 杆体空腔向锚杆孔内注浆。该连接套筒实际上是一个内径要分别与中空锚 杆体和实心锚杆体连接配套的 一段圓钢管。
因为要在连接套筒壁上设置侧向出浆通孔，为了使注浆达到满意效 杲，孔径至少要在10mm及以上，特别是中国专利01113077.X所公开的 锚杆中排气通道要穿过侧向孔和中空锚杆体内，那么出浆通孔的孔径要更 大才能达到注浆效果。如此打孔对连接套筒壁截面有效面积减少过多，截 面强度影响大。
为了能使连接套筒与锚杆体至少实现等强度，需要增大连接套筒的外 径和壁厚，浪费了材料，增加了制造成本，而且连接套筒外径加大，为了 达到最低的注浆锚固保护层，锚杆孔直径也相应增大，增加了安装成本。 同时要在连接套筒两端加工内螺紋，增加了加工费用。
整体式孔口连接段(如中国专利01113077.X公开的第一实施例)为 中空锚杆体与连接段共为一体。该专利直接将中空锚杆体一端扩孔、镦粗 作连接段，连接实心锚杆体，并在镦粗的连接段上开设出浆通孔。为使连 接段截面强度不低于锚杆体的强度，出浆孔位置只能设置在靠近中空锚杆 体的一端，由于连接段被镦粗，锚杆孔中注浆通道面积减少，而出浆通孔 的有效长度又增加，故增加了注浆的阻力，试验发现出现明显的注浆梗阻。
发明内容
本发明提供了 一种组合式锚杆用孔口连接段，该孔口连接段解决了现 有孔口连接段在开设注浆通孔后强度降低，或者注浆阻力较大的问题，并 降低了成本。一种组合式锚杆的孔口连接段，由中空锚杆体和连接段组成，连接段 一端与中空锚杆体连接，另 一端用于和组合式锚杆中的实心锚杆体连接， 所述的连接段为一圆形钢管，中间有一横截面外周呈割圓形的扩大段，扩 大段的割圆面中心所在的管壁较圓形钢管的管壁薄，且该割圆面中心开有 至少一个出浆通孔，扩大段的圓弧面所在的管壁较圆形钢管的管壁厚，保 证扩大段强度不小于圆形钢管的强度。
所述的扩大^殳的割圓面为平面或凹面，平面易于加工，而凹面有利于 缩短出浆通孔的有效长度，减小注浆阻力。
所述的扩大段长度为圆形钢管外径的1~3倍。扩大段的圓弧面管壁
较圆形钢管的管壁厚，其管壁厚度为圆形钢管管壁厚度的1.05 ~ 3.0倍， 保证扩大段每处的横截面强度均不小于圆形钢管的强度。
所述的出浆通孔呈椭圓形，且椭圓形出浆通孔的长轴设置在竖直方 向，因圆割面所在的管壁中心最薄，因此被挖去的管壁越靠近圆割面中心， 钢管损失的横截面越少，强度也相应减少越小，所以将出浆通孔设置成椭 圓形，有利于缩短出浆通孔的有效长度，减小注浆阻力。
所述的出浆通孔的最大直径是圆形钢管内径的0.3 ~ 1.0倍。
扩大段上的割圆面的数量可以是1 ~3个，最好是选用两个，强度容 易得到保证，出浆也更加通畅。割圆面中心所在的管壁厚度为圆形钢管管 壁厚度的0.3 1.0倍。
本发明还提供了 一种上述孔口连接段的制造工艺
将圓形钢管需加工成扩大段的部分加热至800 ~ 950°C ,将模具套在该 加热部分上，并轴向挤压圆形钢管，使加热部分在模具中成形，开设出浆 通孔后即为成 品。
本发明孔口连接段的连接段部分中间局部经过模压，形成了 一扩大 段，该扩大殺:横截面的外周呈割圆形，内周还是圓形，导致割圆面中心的 管壁较圆形钢管的管壁薄，相当于在锚杆孔中注浆断面相对增大，在该圆 割面中心开设出浆通孔，使得注浆更加通畅，而圓弧面的管壁又较圆形钢 管的管壁厚，保证了扩大段强度不小于圆形钢管的强度，节省了材料，降 低了制造成本。
图1为本发明组合式锚杆用孔口连接段的结构示意图2为图1所示孔口连接段的A-A处剖视图3a为图1所示孔口连接段B-B处剖视图3b为图1所示孔口连接段B-B处另一实施方式剖视图4为含有图1所示孔口连接段的锚杆结构示意图5为含有图1所示孔口连接段的锚杆另一种实施方式的结构示意图。
1——孔口连接段 la——扩大^史
lb——中空锚杆体 lc——连接段
2——内空腔3——出浆通孔 4——实心杆体
5—一螺母 6——支承垫板7——排气管道8—一止浆塞
9——锚头 10——阻浆器 11——割圆面 12——圆弧面
具体实施例方式
如图所示， 一种组合式锚杆的孔口连接段，由中空锚杆体lb和连接 段lc组成，中空锚杆体lb和连接,殳lc连为一体，当然也可以通过螺紋 连接。中空锚杆体lb与连接段lc相对的一端的外表面设有外螺紋，用于 与螺母5配合；连接段lc的内空腔2与实心锚杆体4连接配合，其连接 方式为螺紋连接或挤压连接。
连接段lc和中心锚杆体lb均为一圓形钢管，连接段lc中间局部经 过模压形成一扩大段la，扩大段la的长度大致为圓形钢管外径的1 ~ 3倍。 中空锚杆体lb长度一般为100 ~ 6000mm;连接段lc长度大致为圓形钢管 外径的1 ~ 5倍。
扩大段la是通过将连接段lc在中间段加热模压成形的。其模压过程 如下先将需模压成扩大段的圆形钢管部分穿入高频感应线圈内，移动圆 形钢管将其加热至800 ~ 950°C,随后迅速将此加热的工件送入模压机内， 并将加热部分置入在模具内、并夹紧没有加热部分，然后模压机沿管纵轴 向挤压工件，将加热部分的钢管在模具中成形。
扩大段la经模压以后，其横截面的外周呈一割圓形，内周呈圓形，
6使得扩大段la外表面出现了两个相互平行的割圆面ll,割圆面ll可以是 平面，也可以是凹面，圆割面11中心所在的壁厚度为圆形钢管管壁厚度 的0.3 ~ 1.0倍，其中心开有两个与中空锚杆体lb的内空腔2连通的出浆 通孔3，出浆通孔3可以是任意形状，最好是选用椭圓形或圓形，出浆通 孔的最大直径一般为圆形钢管内径的0.3 ~ 1.0倍。
扩大段la的其余侧面还是圆弧面12,圆弧面12管壁较圆形钢管的管 壁厚，其壁厚为圆形钢管管壁厚度的1.05 ~ 3.0倍，保证扩大段la每处的 横截面强度均不小于圆形钢管的强度。
如图4所示， 一种含有上迷孔口连接段的組合式锚杆，包括孔口连接 段1、实心锚杆体4、中空锚杆体lb相对于连接段lc的一端依次穿套有 支承垫板6和螺母5，垫板6上开有排气孔。当锚杆尾部向上安装时，中 空锚杆体lb在钻孔附近套有止浆塞8,实心锚杆体靠近孔口连接段一端套 有注浆器IO，排气孔内穿插排气管7，其安装过程和中国专利02112233.4 公开的锚杆安装过程一样。
如图5所示，另一种含有上述孔口连接段的组合式锚杆，包括实心锚 杆体4、孔口连接段1、锚头9,中空锚杆体lb相对于连接段lc的一端依 次穿套有垫板6和螺母5，垫板6上开有排气孔，排气孔内插有排气管7。 其安装过程和中国专利01113077.X公开的组合式锚杆安装过程一样。
权利要求
1、一种组合式锚杆的孔口连接段，由中空锚杆体(1b)和连接段(1c)组成，连接段(1c)一端与中空锚杆体(1b)连接，另一端用于和组合式锚杆中的实心锚杆体(4)连接，其特征在于所述的连接段(1c)为一圆形钢管，中间有一横截面外周呈割圆形的扩大段(1a)，扩大段(1a)的割圆面(11)中心所在的管壁较圆形钢管的管壁薄，且该割圆面(11)中心开有至少一个出浆通孔(3)，扩大段(1a)的圆弧面(12)所在的管壁较圆形钢管的管壁厚，保证扩大段(1a)强度不小于圆形钢管的强度。
2、 根据权利要求1所述的孔口连接段，其特征在于所述的扩大段 (la)的割圆面(11)为平面。
3、 根据权利要求1所述的孔口连接段，其特征在于所述的扩大段 (la)的割圓面(11)为凹面。
4、 根据权利要求1所述的孔口连接段，其特征在于所述的扩大段 (la)长度为圆形钢管外径的1~3倍。
5、 根据权利要求1所述的孔口连接段，其特征在于扩大段(la)的 圓弧面(12)管壁厚度为圓形钢管管壁厚度的1.05 ~ 3.0倍。
6、 根据权利要求1所述的组合式锚杆孔口连接段，其特征在于所 述的出浆通孔(3)呈椭圆形，且椭圓形出浆通孔的长轴设置在竖直方向。
7、 根据权利要求1所述的孔口连接段，其特征在于所述的扩大段 (la)的割圆面(11)数量为1~3个，割圆面(11)中心处的管壁厚度为圆形钢管管壁厚度的0.3 ~ 1.0倍。
8、 权利要求1所述的孔口连接段的制造工艺，包括以下步骤 将圆形钢管需加工成扩大段(la)的部分加热至800~950°C,将模具套在该加热部分上，并轴向挤压圆形钢管，使加热部分在模具中成形，在 扩大段(la)上开设出浆通孔(3)后即为成品。
9、 一种含有权利要求1 ~ 7任一所述的孔口连接段的组合式锚杆。
全文摘要
本发明公开了一种组合式锚杆的孔口连接段，由中空锚杆体和连接段组成，连接段一端与中空锚杆体连接，另一端用于和组合式锚杆中的实心锚杆体连接，所述的连接段为一圆形钢管，中间有一横截面外周呈割圆形的扩大段，扩大段割圆面中心所在的管壁较圆形钢管的管壁薄，且该割圆面中心开有至少一个出浆通孔，扩大段圆弧面所在的管壁较圆形钢管的管壁厚，保证扩大段强度不小于圆形钢管的强度。本发明孔口连接段的扩大段横截面的外周呈割圆形，内周还是圆形，导致割圆面中心的管壁较圆形钢管的管壁薄，注浆通孔有效长度短，注浆更加通畅。
文档编号E02D5/74GK101487257SQ20091009619
公开日2009年7月22日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者吕志平, 吴德兴 申请人:吴德兴