一种支护锚杆的制作方法

本实用新型涉及露天边坡支护领域和大断面隧道或暴露面积大的井下工程领域，尤其涉及一种支护锚杆。

背景技术：

在地铁、隧道、高速公路、库坝等修建和使用过程中，为了预防周边岩体滑坡等情况，需要在修建过程中对坡体进行加固支护。目前在边坡进行支护时常用的注浆、锚杆和长锚索等。

目前使用的长锚杆、长锚索、注浆等措施，大部分是被动受力，也就是说只有岩体变化时才发挥作用，对岩体的基本不能提供支护预应力。锚杆在支护中的作用主要是悬吊、组合梁、组合拱。其中组合拱主要是通过锚杆提高岩体自身的抗拉强度，比如目前所使用的锚杆，实际就是锚杆两端加工成螺栓，其中一端螺栓安装上相当于膨胀螺丝的结构件，通过拧紧螺母，在杆体两端形成圆锥形分布的压应力，各个锚杆的压应力锥体相互交错，使周围的岩层形成一种连续的组合带(拱)，这个组合拱可承受外部岩石的径向载荷。目前预应力锚杆通过螺栓松紧给杆体提供拉应力，要提供强大的拉应力需要笨重的设备，施工困难，并且预应力主要集中在螺杆两端，相当于用一根螺杆将岩石挤压在了一起，所以其强度主要是取决于岩石的实际强度，一旦内部岩石端强度不够大，就起不到护坡作用。另一种主要的护坡方式的长锚索和注浆联合支护。这种支护方式主要是在露天边坡上打好孔后，将钢丝绳强行插入孔中，再用高压泵将水泥浆体注入孔中，使钢丝绳和凝固后的水泥浆体与岩石形成组合拱，使破碎岩石与支护组合体形成一个整体，达到护坡目的。这种支护方式能起到较好的护坡效果，但作业强度大，养护周期长，成本高，且一般不能单独作为一种支护方式独立进行护坡，有一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种支护锚杆，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种支护锚杆，包括杆体、阀体和外套管，所述外套管嵌套在所述杆体的一端，所述阀体安装在外套管的前端，所述杆体为C型中空软钢杆体，中空部分为水腔，所述杆体的直径为35～100mm，软钢厚度为2～4mm，所述杆体的长度为2.0～20.0m。

本申请还提供一种锚杆压力系统，包含所述支护锚杆，水压测试系统和配套液压系统，所述水压测试系统用于监测支护锚杆使用过程中的水压，以动态监测边坡的稳定性和压力变化情况；所述配套液压系统为所述高强膨胀锚杆提供高压水，实现所述杆体膨胀给岩石强大压力，达到预期的支护效果。

优选的，所述配套液压系统包括风动增压泵，所述增压泵可将水压增加至30～50MPa。

优选的，所述风动增压泵包含低压表、高压表、低压气体输入接口、低压水输入接口和高压输出接口，所述气体输入接口和低压水输入接口与所述低压表相连，所述高压表连接所述高压输出接口，用于指示增压后的水压强度，所述高压输出接口与所述高强水压锚杆相连，为所述高强水压锚杆相连注入高压水。

优选的，所述水压测压系统包括压力传感器、数据接收装置、传输系统和显示终端，所述压力传感器用于测试锚杆的水压，直接反映边坡的应力变化情况，达到动态监测边坡稳定性的目的，经所述传输系统将数据传输给所述数据接收装置，并在所述显示终端上进行显示。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的支护锚杆采用软钢作为杆体，以2-20m的长度可以实现露天矿山边坡、建筑物开挖地坑边坡、公路铁路的边坡的护坡支护工作或者是大断面隧道或井下硐室及地铁工程等，利用配套液压系统通过止回阀为杆体内部水腔中注入高压水，为杆体提供压力，经过简单的安装即可相当于一次性使用的液压千斤顶。以杆径80mm锚杆为例，在15兆帕的压力下，每200mm杆体将沿径向扩张并给孔壁柱以60吨的压力，将杆体牢牢地挤压在孔壁上，不仅杆体与围岩的摩擦力大大增加，而且使破碎带内岩体挤压在一起，形成组合梁(拱)，大大增强岩体自身的抗拉强度。

附图说明

图1是锚杆纵剖面结构图；

图2是锚杆一端放大剖面图；

图3是锚杆杆体的横截面图；

图4是锚杆安装后的效果图；

图5是锚杆安装效果局部放大图；

图6是锚杆压力系统结构图；

1是阀体，2是外套管，3是杆体，4是水腔，5是托盘，6是锚杆，7是隧道壁，8是被加固的岩石，9是露天边坡。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实施例提供一种支护锚杆，包括杆体、阀体和外套管，所述外套管嵌套在所述杆体的一端，为了保证杆体的密封性，所述杆体与外套管之间有垫圈，所述阀体安装在外套管的前端，部分结构放大图如图2所示。

本实施例的杆体是由软钢制成的C型中空杆体，中间为水腔，所述杆体的直径为80mm，软钢厚度为4mm，杆体的长度为10m，值得注意的是杆体的尺寸可以根据实际需要进行修改和调整，用于注入高压水，增大摩擦力。

如图5所示，本实施例还提供了一种锚杆压力系统，包括锚杆、配套液压系统以及水压测试系统，所述水压测试系统用于监测支护锚杆使用过程中的水压变化；所述配套液压系统为所述高强膨胀锚杆提供高压水，实现所述杆体膨胀给岩石强大压力，达到预期的支护效果。

配套液压系统包括风动增压泵，可以将水压增加至30～50MPa，所述水压测压系统包括压力传感器、数据接收装置、传输系统和显示终端，所述压力传感器用于测试锚杆的水压，经所述传输系统将数据传输给所述数据接收装置，并在所述显示终端上进行显示。

安装锚杆时，安装效果图如图3所示，将杆体安装在岩石孔隙中，然后采用配套液压系统的风动增压泵通过阀体向水腔中注入高压水，使得锚杆杆体膨胀，与岩石之间产生巨大的摩擦力。为了增加锚固面积，还可以在套管处添加一个托盘，以保证锚杆的锚固效果。同时利用水压测试系统对锚杆水腔中的压力进行测定，实时监控锚杆水腔内压力变化，保证杆体扩张与岩石壁之间产生压力，从而产生明显的支护作用，并且可以通过压力计算出杆体与岩石之间的摩擦力。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本实施例提供的高强水压锚杆采用软铁作为杆体，内部水腔中可注入高压水，为杆体提供压力，经过简单的安装即可相当于一次性使用的液压千斤顶。以杆径80mm锚杆为例，在15兆帕的压力下，每200mm杆体将沿径向扩张并给孔壁柱以60吨的压力，将杆体牢牢地挤压在孔壁上，不仅杆体与围岩的摩擦力大大增加，而且使破碎带内岩体挤压在一起，形成组合梁(拱)，大大增强岩体自身的抗拉强度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。