多段循环利用式隧道掌子面超前灌浆锚杆的制作方法

本实用新型涉及一种多段循环利用式隧道掌子面超前灌浆锚杆。

背景技术：

我国是一个多山国家，随着交通运输需求的不断加大，隧道工程所面临的地质条件也愈加复杂，软弱围岩隧道通常面临着掌子面不稳定的问题。

掌子面超前锚杆在软弱围岩隧道中是一种重要的支护掌子面的措施，能够在改善掌子面围岩受力状态的同时，提高掌子面岩体的强度，维持掌子面稳定，为隧道安全施工提供保障。传统的掌子面锚杆为全长粘结的水泥砂浆锚杆，由于掌子面锚杆需要随着掌子面的开挖而被同步挖除，因此要求所用的锚杆杆体材质在具备较高强度的同时具备一定的可切削性。目前采用的锚杆杆体材质多为钢材或玻璃纤维增强塑料，钢材质锚杆能够满足多种地层的掌子面支护需求，但是其难以切断的缺点，严重影响了隧道的施工进度。玻璃纤维增强塑料锚杆具有高强度、易脆断的特点，虽然能在提供足够的掌子面支护强度的同时弥补钢材质锚杆难以挖断的缺点，但易脆断的特点也使得其在节理裂隙发育的掌子面岩体中应用时容易发生断裂而丧失支护作用。

掌子面超前锚杆作为一种临时性的支护措施，受到开挖的挖除破坏后，被截断的锚杆几乎不具备可循环利用性，这使得在大量的采用掌子面锚杆作为稳定掌子面的措施时表现出经济效应差的问题。

技术实现要素：

本实用新型对上述问题进行了改进，即本实用新型要解决的技术问题是掌子面超前锚杆在软弱围岩隧道中是一种重要的支护掌子面的措施，以随着隧道掌子面向前推进，每次开挖都要将掌子面锚杆截断无法再利用，施工成本高。

本实用新型的具体实施方案是：多段循环利用式隧道掌子面超前灌浆锚杆，包括由若干个杆状构件通过构件接头依次连接而成的锚杆杆体，所述锚杆杆体的旁侧绑扎有注浆管，锚杆杆体位于掌子面的外侧端部套有锚杆托盘，锚杆托盘外侧固定有螺纹连接于锚杆杆体的紧固螺母，注浆管及锚杆杆体伸入掌子面的锚索支护钻孔内且外周填充有由注浆管注入的锚固砂浆层。

进一步的，所述杆状构件为热轧带肋钢筋，钢筋的两端具有外螺纹，所述构件接头为内部带有内螺纹的螺纹钢管，所述螺纹钢管与相邻所述杆状构件端部螺纹连接。

进一步的，所述杆状构件为螺纹钢筋，所述构件接头为内部带有内螺纹的螺纹钢管，螺纹钢管的内径与螺纹钢筋的直径相匹配，所述螺纹钢管与相邻所述螺纹钢筋端部螺纹连接。

进一步的，所述注浆管为塑料软管。

进一步的，所述的锚杆托盘为金属蝶形托盘或金属平板形托盘，锚杆托盘上预留锚杆杆体穿过的开孔。

进一步的，所述的紧固螺母，其内螺纹与杆状构件的螺纹相匹配。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型锚杆结构采用多个杆状构件连接替代传统掌子面锚杆应用，随着掌子面的开挖无需费力挖断锚杆，也可避免玻璃纤维锚杆受围岩挤压断裂，通过设置每节杆状构件的长度与隧道每次开挖进尺相同，即可实现逐段对开挖面外露锚杆的拆卸，拆卸下来的锚杆节段可循环应用于后续掌子面支护上，因此本发明可在保证锚杆支护效果的同时，实现锚杆的循环利用，大大提高了经济效益和技术效果

附图说明

图1是是本实用新型实施例灌浆前整体结构示意图；

图2是是本实用新型实施例灌浆后整体结构示意图；

图3是本实用新型实施例杆状构件通过构件接头连接示意图（将构件接头剖除1/4以显示内部结构）；

图中：1-杆状构件；2-注浆管；3-构件接头；4-锚杆托盘；5-紧固螺母；6-掌子面围岩；

7-快速凝结式砂浆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1～3所示，多段循环利用式隧道掌子面超前灌浆锚杆，包括由若干个杆状构件1通过构件接头依次连接而成的锚杆杆体，所述锚杆杆体的旁侧绑扎有注浆管2，锚杆杆体位于掌子面的外侧端部套有锚杆托盘4，锚杆托盘4外侧固定有螺纹连接于锚杆杆体的紧固螺母5，注浆管及锚杆杆体伸入掌子面的锚索支护钻孔内且外周填充有由注浆管注入的快速凝结式砂浆形成的锚固砂浆层。

本实施例中，所述杆状构件为螺纹钢筋，所述构件接头3为内部带有内螺纹的螺纹钢管，螺纹钢管的内径与螺纹钢筋的直径相匹配，所述螺纹钢管与相邻所述螺纹钢筋端部螺纹连接。

本实施例中，所述注浆管为塑料软管。

本实施例中，所述的锚杆托盘为金属蝶形托盘或金属平板形托盘，锚杆托盘上预留锚杆杆体穿过的开孔，所述的紧固螺母，其内螺纹与杆状构件的螺纹相匹配。

实际设计中，所述杆状构件还可以是为热轧带肋钢筋，钢筋的两端具有外螺纹，所述构件接头为内部带有内螺纹的螺纹钢管，所述螺纹钢管与相邻所述杆状构件端部螺纹连接。

具体应用方法如下一种多段循环利用式隧道掌子面超前灌浆锚杆的应用方法，包括如下步骤：

（1）根据隧道掌子面开挖进尺长度确定杆状构件的长度，即杆状构件的长度等于隧道掌子面每次开挖的长度；

（2）将多段杆状构件通过构件接头连接，然后将注浆管绑扎在杆状构件上；

（3）在掌子面施作钻孔，将杆状构件联同注浆管置入，并通过注浆管向钻孔内灌入快速凝结式锚固砂浆；

（4）待快速凝结式锚固砂浆凝固形成锚固砂浆层后，安装锚杆托盘及锁紧螺母进行紧固，从而为隧道掌子面提供临时支护力，以进行开挖位置隧道围岩支护；

（5）在隧道掌子面进行下一次开挖时，去除锚杆托盘及锁紧螺母，然后进行爆破或者机械开挖；

（6）开挖完成后，将外露的一段杆状构件及相应的构件接头旋出，并再次安装锚杆托盘及锁紧螺母再次为隧道掌子面提供临时支护力；

（7）重复上述步骤（5）和（6）直至锚杆全部被挖出，并将收集到的杆状构件、构件接头、锚杆托盘及锁紧螺母循环利用。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。