专利名称：单向旋喷锚杆及锚杆施工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑工程技术领域，具体涉及一种单向旋喷锚杆及施工装置，在锚杆体钻进及接卸杆时可阻止杆体外沙土通过喷嘴进入注浆腔堵塞喷嘴，适用于各种类型地层锚杆施工，尤其适用于高水头或流塑沙土地层的锚杆施工，施工效率高。
背景技术：
随着各地城市化进程的加快和汽车工业的发展，地下室基坑支护越来越成为建设工程的关键技术。对于以锚杆作为主要支护构件的基坑支护项目，在锚杆施工时经常会遇到高水头或流塑沙土地层，高水头地层水分大、粘度高，流塑沙土地层存在大量流沙流泥，这两种地层锚杆难以施工，流沙易堵塞锚杆喷嘴，且造成地表下陷，严重影响基坑安全和周边环境的安全。目前解决条件相对较好的富水流沙和淤泥性土层的防塌孔常规方法有如下几种:单套管钻进、双套管钻进、自进式锚杆，其中套管钻进工法由于套管的保护作用，钻孔不会塌孔，但单套管由于在套管壁外出渣，容易造成沙土流失，只能应用于自稳性较好、周边无重要建(构)筑物及管线的基坑；双套管钻进在套管内出渣，沙土流失较少，是一种较好的方法，可以解决自稳性一般的沙土地层，但对于自稳性很差、水头较高的地层，沙土在装卸钻杆时会逆流至套管内，造成钻进无法继续；自进式锚杆采取打入逐节杆体，既作为钻机钻杆又最终作为锚杆使用，对于软弱地层，一方面端部注浆锚固力难以达到要求，另一方面逆流沙土可能使注浆难以实现。
发明内容本实用新型提供一种单向旋喷锚杆及锚杆施工装置，可以解决现有旋喷钻杆在钻进及接卸杆时无法阻止杆体外沙土通过喷嘴进入注浆腔堵塞喷嘴的问题，适用于各种类型地层锚杆施工，尤其适用于高水头或流塑沙土地层的锚杆施工。为达到解决上述技术问题的目的，本实用新型所提出的单向旋喷锚杆采用以下技术方案予以实现:一种单向旋喷锚杆，包括一次性锚杆体、锚杆体前端的钻头和锚杆体内部的注浆腔，钻头前端具有与注浆腔连通的出浆口，锚杆体上靠近钻头的位置处设有与注浆腔连通的喷嘴体，所述注浆腔前端设有与注浆腔前端腔壁紧密配合的单向阀，所述单向阀的阀腔与所述注浆腔及所述出浆口连通，所述喷嘴体上与所述注浆腔的连通端安装有封闭其喷嘴的压力膜。在本实用新型的技术方案中，还包括如下附加技术特征:所述旋喷锚杆还包括使用时置于所述注浆腔内用于堵塞所述单向阀的滚动体。所述喷嘴体的喷嘴直径由内端向外端逐渐减小。所述喷嘴体上与所述锚杆体的连接端具有凹槽，所述凹槽与所述喷嘴连通且凹槽内固设有与凹槽内壁密封配合的压紧短管，所述压紧短管将所述压力膜压紧在所述喷嘴体上。[0010]所述锚杆体上位于所述喷嘴体后端的位置处设有螺旋片。所述锚杆体由多根可拆装的加长杆连接构成，各所述加长杆的连接端上均设置螺纹，相邻加长杆采用接箍连接。本实用新型还提出了一种单向旋喷锚杆施工装置，包括高压注浆泵、锚杆机和锚杆机上的旋喷锚杆，所述锚杆包括一次性锚杆体、锚杆体前端的钻头和锚杆体内部的注浆腔，钻头前端具有与注浆腔连通的出浆口，锚杆体上靠近钻头的位置处设有与注浆腔连通的喷嘴体，所述注浆腔前端设有与注浆腔前端腔壁紧密配合的单向阀，所述单向阀的阀腔与所述注浆腔及所述出浆口连通，所述喷嘴体上与所述注浆腔的连通端安装有封闭其喷嘴的压力膜。所述旋喷锚杆还包括使用时置于所述注浆腔内用于堵塞所述单向阀的滚动体。所述喷嘴体的喷嘴直径由内端向外端逐渐减小。所述喷嘴体上与所述锚杆体的连接端具有凹槽，所述凹槽与所述喷嘴连通且凹槽内固设有与凹槽内壁密封配合的压紧短管，所述压紧短管将所述压力膜压紧在所述喷嘴体上。所述锚杆体上位于所述喷嘴体后端的位置处设有螺旋片。与现有技术相比，本实用新型通过在注浆腔前端设置单向阀，在喷嘴处设置压力膜，使锚杆钻进时只能使清水或浆液通过单向阀涌出杆体以外，而停止注水或浆时能阻止杆体外的沙土流入杆体内，从而避免了进入杆体的沙土堵塞喷嘴，尤其适用于高水头或流塑沙土地层的锚杆施工，施工效率极高。
图1为本实用新型实施例单向旋喷锚杆的结构示意图；图2为图1中II部分结构示意图；图3为本实用新型实施例中喷嘴体的结构示意图；图4为本实用新型实施例单向旋喷锚杆施工装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参照图1至图3所示，本实施例单向旋喷锚杆M,包括一次性锚杆体1、锚杆体I前端的钻头2和锚杆体I内部的注浆腔3，钻头2的前端具有与注浆腔3连通的出浆口 4，锚杆体I上靠近钻头2的位置处设有与注浆腔3连通的喷嘴体5，喷嘴体5上设有标准螺纹，与锚杆体I紧密连接。注浆腔3前端设有与注浆腔3前端腔壁紧密配合的单向阀6，单向阀6的阀腔与注浆腔3及出浆口 4连通，喷嘴体5上与注浆腔3的连通端安装有封闭其喷嘴的压力膜7。具体的，在锚杆施工中，本实施例旋喷锚杆M作为钻杆斜向下钻进，在钻进过程中，通过注浆泵以低压清水或浆液向钻头2供应，清水或浆液通过单向阀6、出浆口 4涌出钻头2以外，辅助钻杆向砂土层预定深度钻进。由于设置单向阀6，接卸钻杆停止注水或浆时能阻止杆体外的沙土流入杆体内，从而避免了进入杆体的沙土堵塞喷嘴5-1。当钻进至需要位置，堵塞单向阀6，高压泵向注浆腔3输送高压浆液，当输送的浆液达到一定压力后(一般为10-15MPa)，喷嘴5-1处的压力膜7破裂，浆液自喷嘴5_1喷射出，向周围沙土高压切割，继续慢速将旋喷锚杆M向前钻进并旋转喷射浆液，压力保持在15-35MPa，直至设计深度。旋喷完毕后，锚杆体I留在旋喷桩内，不重复使用。喷嘴5-1为圆锥形，其直径由外端向内端逐渐减小，以便于喷射。为便于堵塞单向阀6，本实施例中旋喷锚杆还包括滚动体8，滚动体8的直径大于单向阀6的内径，小于注浆腔3的直径，使用时从锚杆体I外置于注浆腔3内，滚动体8在重力作用下滚至注浆腔3前端堵塞单向阀6，方便快捷。本实施例中压力膜7设置于喷嘴体5内，安装在喷嘴体5上与锚杆体I的连接端设置安装凹槽5-2，凹槽5-2与喷嘴5-1连通且凹槽5-2内固设有与凹槽5_2内壁密封配合的压紧短管9，压紧短管9采用薄壁钢管，与喷嘴体5通过胶粘固定将压力膜7压紧在喷嘴体5上。锚杆体I上位于喷嘴体5后端的位置处设有螺旋片10，螺旋片10不少于两圈，一方面起到增大锚固力的作用，另一方面有利于钻进。本实施例中旋喷锚杆M为一次性锚杆,锚杆体I由多根可拆装的加长杆1-1连接构成，各加长杆1-1的连接端上均设置螺纹，相邻加长杆1-1采用接箍11连接。该一次型锚杆可采用优质地质管加工，普通车床即可加工，费用低。如图4所示，本实施例还提出了一种单向旋喷锚杆施工装置，包括高压注浆泵12、锚杆机13和锚杆机13上的旋喷锚杆M。旋喷锚杆M的具体结构参见上述单向旋喷锚杆实施例及附图1至附图4。旋喷锚杆包括一次性锚杆体1、锚杆体I前端的钻头2和锚杆体I内部的注浆腔3，钻头2的前端具有与注浆腔3连通的出浆口 4，锚杆体I上靠近钻头2的位置处设有与注浆腔3连通的喷嘴体5，喷嘴体5上设有标准螺纹，与锚杆体I紧密连接。注浆腔3前端设有与注浆腔3前端腔壁紧密配合的单向阀6，单向阀6的阀腔与注浆腔3及出浆口 4连通，喷嘴体5上与注浆腔3的连通端安装有封闭其喷嘴5-1的压力膜7。具体的，采用本实施例施工装置的施工方法及步骤如下:( I)旋喷锚杆M作为钻杆斜向下钻进，在钻进过程中，通过注浆泵以低压清水或浆液向钻头2供应，清水或浆液通过单向阀6、出浆口 4涌出钻头2以外，辅助钻杆向砂土层预定深度钻进；(2)当钻进至需要位置，堵塞单向阀6，高压泵向注浆腔3输送高压浆液，当输送的浆液达到一定压力后(一般为10-15MPa)，喷嘴5-1处的压力膜7破裂，浆液自喷嘴5_1喷射出，向周围沙土高压切割，继续慢速将旋喷锚杆M向前钻进并旋转喷射浆液，压力保持在15-35MPa，直至设计深度；(3)旋喷锚杆M旋喷完毕并钻进到位后，暂停约5分钟，使锚固段浆液压力降低，卸开杆体外端后，立即拧上准备好的丝杆，以免大量浆液流出，锚杆机13移位施工下一根。(4)锚固段浆液凝固7-28天后，安设钢垫板，按设计要求进行预应力张拉锁定。喷嘴5-1为圆锥形，其直径由外端向内端逐渐减小，以便于喷射。[0037]为便于堵塞单向阀6，本实施例中旋喷锚杆还包括滚动体8，滚动体8的直径大于单向阀6的内径，小于注浆腔3的直径，使用时从锚杆体I外置于注浆腔3内，滚动体8在重力作用下滚至注浆腔3前端堵塞单向阀6，方便快捷。本实施例中压力膜7设置于喷嘴体5内，安装在喷嘴体5上与锚杆体I的连接端设置安装凹槽5-2，凹槽5-2与喷嘴5-1连通且凹槽5-2内固设有与凹槽5_2内壁密封配合的压紧短管9，压紧短管9采用薄壁钢管，与喷嘴体5通过胶粘固定将压力膜7压紧在喷嘴体5上。压力膜7的安装是在喷嘴体5上与锚杆体I的连接端设置安装凹槽5-2，凹槽5_2与喷嘴5-1连通且凹槽5-2内固设有与凹槽5-2内壁密封配合的压紧短管9，压紧短管9采用薄壁钢管，与喷嘴体5通过胶粘固定将压力膜7压紧在喷嘴体5上。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
权利要求1.一种单向旋喷锚杆，包括一次性锚杆体、锚杆体前端的钻头和锚杆体内部的注浆腔，钻头前端具有与注浆腔连通的出浆口，锚杆体上靠近钻头的位置处设有与注浆腔连通的喷嘴体，其特征在于:所述注浆腔前端设有与注浆腔前端腔壁紧密配合的单向阀，所述单向阀的阀腔与所述注浆腔及所述出浆口连通，所述喷嘴体上与所述注浆腔的连通端安装有封闭其喷嘴的压力膜。
2.根据权利要求1所述的单向旋喷锚杆，其特征在于:所述旋喷锚杆还包括使用时置于所述注浆腔内用于堵塞所述单向阀的滚动体。
3.根据权利要求2所述的单向旋喷锚杆，其特征在于:所述喷嘴体的喷嘴直径由内端向外端逐渐减小。
4.根据权利要求3所述的单向旋喷锚杆，其特征在于:所述喷嘴体上与所述锚杆体的连接端具有凹槽，所述凹槽与所述喷嘴连通且凹槽内固设有与凹槽内壁密封配合的压紧短管，所述压紧短管将所述压力膜压紧在所述喷嘴体上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的单向旋喷锚杆，其特征在于:所述锚杆体上位于所述喷嘴体后端的位置处设有螺旋片。
6.根据权利要求5所述的单向旋喷锚杆，其特征在于:所述锚杆体由多根可拆装的加长杆连接构成，各所述加长杆的连接端上均设置螺纹，相邻加长杆由接箍连接。
7.—种单向旋喷锚杆施工装置,包括闻压注衆泵、锚杆机和锚杆机上的旋喷锚杆,其特征在于:所述锚杆包括一次性锚杆体、锚杆体前端的钻头和锚杆体内部的注浆腔，钻头前端具有与注浆腔连通的出浆口，锚杆体上靠近钻头的位置处设有与注浆腔连通的喷嘴体，所述注浆腔前端设有与注浆腔前端腔壁紧密配合的单向阀，所述单向阀的阀腔与所述注浆腔及所述出浆口连通，所述喷嘴体上与所述注浆腔的连通端安装有封闭其喷嘴的压力膜。
8.根据权利要求7所述的单向旋喷锚杆施工装置，其特征在于:所述旋喷锚杆还包括使用时置于所述注浆腔内用于堵塞所述单向阀的滚动体。
9.根据权利要求8所述的单向旋喷锚杆施工装置，其特征在于:所述喷嘴体的喷嘴直径由内端向外端逐渐减小。
10.根据权利要求9所述的单向旋喷锚杆施工装置，其特征在于:所述喷嘴体上与所述锚杆体的连接端具有凹槽，所述凹槽与所述喷嘴连通且凹槽内固设有与凹槽内壁密封配合的压紧短管，所述压紧短管将所述压力膜压紧在所述喷嘴体上。
专利摘要本实用新型提供一种单向旋喷锚杆及锚杆施工装置，可以解决现有旋喷钻杆在接卸杆时无法阻止杆体外沙土通过喷嘴进入注浆腔堵塞喷嘴的问题。包括一次性锚杆体、锚杆体前端的钻头和锚杆体内部的注浆腔，钻头前端具有出浆口，锚杆体上靠近钻头的位置处设有喷嘴体，注浆腔前端设有单向阀，单向阀的阀腔与注浆腔及出浆口连通，喷嘴体上与注浆腔的连通端安装有封闭其喷嘴的压力膜。通过在注浆腔前端设置单向阀，在喷嘴处设置压力膜，使锚杆钻进时只能使清水或浆液通过单向阀涌出杆体以外，而停止注水或浆时能阻止杆体外的沙土流入杆体内，从而避免了进入杆体的沙土堵塞喷嘴，尤其适用于高水头或流塑沙土地层的锚杆施工，施工效率极高。
文档编号E02D15/04GK203080519SQ20122073584
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者张启军, 杨岗 申请人:青岛业高建设工程有限公司