一种自钻式胀壳自动卡紧中空注浆锚杆的制作方法

本发明涉及岩土工程支护结构领域，具体为一种自钻式胀壳自动卡紧中空注浆锚杆，适用于复杂地质条件下软弱围岩的锚杆喷射支护。

背景技术：

在岩土工程所涉及的巷道工程、交通隧道、岩土边坡的开挖过程中，受自身开挖、临近巷道掘进、工作面推进等采动影响，围岩变形显著增大。为防止围岩变形威胁工作人员的生命安全、影响工作面的正常生产，对工作面围岩的加固必不可少。

在现阶段围岩加固的方法中，由于锚杆拥有较好的锚固效果，同时又具有安装简单、造价低廉等优点，现已广泛的应用在复杂地质条件下软弱围岩变形的控制上。其中自钻式中空注浆锚杆安装方便，可实现钻锚注一体化操作，常用在围岩变形支护上，但因自身结构设计的缺陷，注浆体的锚固时间相对较长，不能实现快速锚固围岩的效果。目前的胀壳倒楔式可注浆锚杆注浆时，胀壳可增加锚杆的摩阻力，实现快速锚注，形成锚固力，但胀壳倒楔式可注浆锚杆不易安装，难以实现钻锚注一体化操作。

如中国专利申请号为201510845769.8提出的一种能自动卡紧的分段锚固注浆锚杆装置及其锚固方法，在充分运用树脂药卷锚固和注浆锚固的同时，通过添加卡翼能深深地嵌入锚孔壁大大加强锚固力。但是该申请的注浆口设有注浆塞，锚杆自由端的托盘是平板式的，托盘后面无止浆塞，仅注浆塞起到止浆作用；利用卡翼嵌入孔壁增加锚固力，没有胀壳嵌入孔壁时增加锚固力大，其活塞只能在缸体中活动，利用活动连杆打开卡翼，装置较为复杂。因此该申请提出的技术方案已经不能够满足现有的支护需求。

技术实现要素：

针对上述技术的缺陷，本发明提出一种自钻式胀壳自动卡紧中空注浆锚杆。

一种自钻式胀壳自动卡紧中空注浆锚杆，包括中空注浆锚杆，中空注浆锚杆的末端连接有止浆塞，所述中空注浆锚杆前端旋接有钻头；所述中空注浆锚杆中间设有注浆通道，注浆通道内设有活塞；钻头的尾部安装有旋转刺杆，中空注浆锚杆的前端上靠近钻头尾部的位置处安装有胀壳瓣片，中空注浆锚杆每隔一段距离设有注浆孔。

所述中空注浆锚杆的外壁焊有螺旋缠绕的三角丝。

所述钻头设有销栓杆，所述旋转刺杆铰接在销栓杆上。

所述中空注浆锚杆的前端设有纵向开口槽，胀壳瓣片位于纵向开口槽上远离中空注浆锚杆的中轴线一侧的表面处。

本发明的有益效果是：本发明在注浆时利用胀壳自动卡紧，快速形成锚固力，实现快速钻锚注一体化操作，对复杂地质条件下破碎围岩有较好的稳定锚固效果，可有效提高工作效率和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为注浆时胀壳打开示意图。

图3为钻头结构示意图。

图4为中空注浆锚杆的前端结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1至图4所示，一种自钻式胀壳自动卡紧中空注浆锚杆，包括中空注浆锚杆1，中空注浆锚杆1的末端连接有螺母2、托盘3、垫圈4，中空注浆锚杆1的末端设有外壁螺纹，所述托盘3、垫圈4套装在中空注浆锚杆1的末端上，所述螺母2与中空注浆锚杆1的末端外壁螺纹配合，中空注浆锚杆1的末端还连接有止浆塞5，所述中空注浆锚杆1前端设有内壁螺纹，中空注浆锚杆1通过内壁螺纹旋接有钻头14；所述中空注浆锚杆1中间设有注浆通道6，注浆通道6内设有活塞9；钻头14的尾部安装有旋转刺杆11，中空注浆锚杆1的前端上靠近钻头14尾部的位置处安装有胀壳瓣片13，中空注浆锚杆1每隔一段距离设有注浆孔7。

所述中空注浆锚杆1的外壁焊有螺旋缠绕的三角丝8，这样可以在中空注浆锚杆1的外壁上形成螺旋刀口，方便进行自钻。

所述钻头14设有销栓杆12，所述旋转刺杆11铰接在销栓杆12上。

所述中空注浆锚杆1的前端设有纵向开口槽10，胀壳瓣片13位于纵向开口槽10上远离中空注浆锚杆1的中轴线一侧的表面处。

所述纵向开口槽10的前侧壁与中空注浆锚杆1的中轴线成60度，纵向开口槽10的后侧壁与中空注浆锚杆1的中轴线成30度。

所述钻头14的尾部设有钻头销栓孔15，所述中空注浆锚杆1的前端设有杆端销栓孔16，所述销栓杆12安装在钻头销栓孔15和杆端销栓孔16中。所述旋转刺杆11在纵向开口槽10中可旋转至30度到60度，旋转刺杆11旋转可带动旋转，胀壳瓣片13随着旋转刺杆11一起旋转。胀壳瓣片13没打开时可贴在中空注浆锚杆1前端外壁预留的纵向开口槽10，不影响中空注浆锚杆1的钻孔。

参见图2，注浆时活塞9在注浆通道6向前移动，活塞9移到中空注浆锚杆1的前端时带动旋转刺杆11转动，旋转刺杆11转动使胀壳瓣片13打开。

本发明的中空注浆锚杆1钻至土层设计深度后向注浆通道6注浆，浆液从注浆孔7渗入钻孔壁，同时浆液在注浆通道6内流动，注浆通道6中的活塞9在注浆压力下向中空注浆锚杆1前端移动，活塞9移动到中空注浆锚杆1前端时，旋转刺杆11旋转使中空注浆锚杆1前端的胀壳瓣片13打开，胀壳瓣片13嵌入钻孔壁中，注浆结束后，注浆通道6里的浆液使活塞9向中空注浆锚杆1后端移动，可堵住注浆口，阻止浆液流出。

实际使用时的工作流程如下：

第一步：检查钻头14与中空注浆锚杆1是否漏气，检查注浆通道是否堵塞；

第二步：外接的钻机就位，将中空注浆锚杆1与钻机连接，中空注浆锚杆1对准设计的钻孔位置，将中空注浆锚杆1钻至土层设计深度；

第三步：将中空注浆锚杆1与外接的注浆管及泵连接好，打开泵开始向注浆通道6注浆，浆液推动活塞9向前移动，活塞9到达中空注浆锚杆1前端时，旋转刺杆11旋转带动胀壳瓣片13打开，待浆液从止浆塞5边缘流出或压力表达到设计值，停止注浆，密度较小的活塞9向中空注浆锚杆1后端移动，堵住注浆口；

第四步：在中空注浆锚杆1后端安装螺母2、托盘3、垫圈4，逐渐施加预紧力，胀壳瓣片13在中空注浆锚杆1上靠近钻头14的一端打开，深深嵌入钻孔壁中可增加中空注浆锚杆1锚注时的锚固力，施加一定的预紧力后拧紧螺母2。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

①本发明的自动卡紧的结构设置在钻头14的部位，胀壳瓣片13嵌入孔壁时更大的增加锚固力。

②本发明的自动卡紧的结构比较简单，胀壳瓣片13仅通过铰接在销栓杆12的旋转刺杆11旋转打开，旋转刺杆11直接靠自由移动的活塞9挤压就能旋转，不需要再增加活动连杆。

③注浆结束后，活塞9在浆液的压力作用下，向中空注浆锚杆1的后端移动，到达注浆口时可起到止浆效果。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。