一种锚杆及锚固系统的制作方法

1.本实用新型属于锚杆技术领域，具体涉及一种锚杆及锚固系统。


背景技术：

2.锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。
3.作为深入地层的受拉构件，锚杆一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。
4.现有的锚杆需灌浆后才能实现永久支护，但是现有的锚杆灌浆难度大，效率低下，拖慢了工期。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种锚杆及锚固系统，解决了现有的锚杆灌浆难度大的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一方面，本实用新型提供了一种锚杆，包括预应力套、钻头、钻杆和钢绞线，其中，预应力套上设有第一贯通孔，预应力套的一端固定连接钻头，预应力套另一端连接钻杆，钻杆的端部插接在第一贯通孔内；
8.钻头上设有连通于第一贯通孔的安放槽和位于安放槽内的形变块，钻杆上设有连通于第一贯通孔的第二贯通孔，钢绞线的端部可依次穿过第二贯通孔和第一贯通孔后进入安放槽内并插接至形变块上；
9.回拉钢绞线并将形变块拉动至第一贯通孔内，形变块恢复原形并使预应力套膨胀，预应力套与钻杆之间出现缝隙以取出钻杆。
10.在一种可能的设计中，钻杆内插接至少一个钢绞线。
11.在一种可能的设计中，钢绞线的部分外伸至钻杆外。
12.在一种可能的设计中，形变块位于安放槽内时，形变块的形状适配于安放槽；形变块被拉动至第一贯通孔内时，形变块恢复原形并呈圆台状，且形变块的大径位于其小径的上方。
13.在一种可能的设计中，形变块的顶面上设有螺孔，钢绞线的端部设有相适配的外螺纹，或，钢绞线的端部套接有相适配的螺纹筒。
14.在一种可能的设计中，当钻杆内插接多个钢绞线时，形变块的顶面上还设有多个定位孔，其中一个钢绞线插接在螺孔内，其余钢绞线分别插接至定位孔内。
15.在一种可能的设计中，预应力套的外周上设有多个环形齿，且环形齿沿预应力套
的轴线方向间隔设置。
16.在一种可能的设计中，钻杆的一端为卡接于预应力套的卡接端，钻杆的另一端为外露端，其中，钻杆的外露端处设有堵板，堵板上设有灌浆孔。
17.在一种可能的设计中，堵板包括板体和筒体，灌浆孔位于板体上并与筒体连通，钻杆的卡接端依次穿过筒体和灌浆孔后卡接于预应力套。
18.另一方面，本实用新型提供了一种锚固系统，包括若干个所述的锚杆。
19.有益效果：
20.本锚杆及锚固系统的各个部件的材料可灵活选用，使用范围广，实用性好。有效扩展了形变块的功能，便于取出钻杆并进行灌浆，提高了施工效率，有助于缩短工期，降低施工成本。同时，本锚杆具有结构简单的优点，便于降低设计和制造的成本，利于推广使用。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定。
22.图1为一种锚杆的结构示意图。
23.图2为一种锚杆的剖视结构示意图。
24.图3为取出钻杆后，一种锚杆的剖视结构示意图。
25.图4为预应力套的结构示意图。
26.图中：
27.1、预应力套；101、第一贯通孔；102、环形齿；2、钻头；201、安放槽；202、形变块； 3、钻杆；301、第二贯通孔；4、钢绞线；5、堵板；51、板体；52、筒体。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
29.实施例1：
30.如图1-4所示，一种锚杆，包括预应力套1、钻头2、钻杆3和钢绞线4，其中，预应力套1上设有第一贯通孔101，预应力套1的一端固定连接钻头2，预应力套1另一端连接钻杆3，钻杆3的端部插接在第一贯通孔101内。
31.钻头2上设有连通于第一贯通孔101的安放槽201和位于安放槽201内的形变块202，钻杆3上设有连通于第一贯通孔101的第二贯通孔301，钢绞线4的端部可依次穿过第二贯通孔301和第一贯通孔101后进入安放槽201内并插接至形变块202上；回拉钢绞线4并将形变块202拉动至第一贯通孔101内，形变块202恢复原形并使预应力套1膨胀，预应力套 1与钻杆3之间出现缝隙以取出钻杆3。
32.工作时，将钻杆3卡接至预应力套1上，进而通过预应力套1将钻头2和钻杆3相连，第二贯通孔301和安放槽201通过第一贯通孔101而连通。钻头2朝向待锚固结构，利用钻进设备向钻杆3施加作用力，钻头2钻出钻孔，进而将上述三者钻进至待锚固结构内，且钻杆3
的部分始终保持在待锚固结构外。
33.此时，再向钻杆3内插入钢绞线4，钢绞线4连接形变块202，进而通过钢绞线4回拉形变块202至第一贯通孔101内，一则使形变块202恢复原形，使得预应力套1膨胀并抵接至钻孔的内壁上；二则使预应力套1膨胀，钻杆3的端部原本卡接预应力套1内，预应力套 1膨胀后，钻杆3与预应力套1之间出现缝隙，方便于取出钻杆3。
34.取出钻杆3前，应当向钻杆3内插接足够数量的钢绞线4，具体数量根据设计要求而定。取出钻杆3后，利用灌浆设备向钻孔内灌注水泥浆液，待水泥浆液凝固后形成永久支护。
35.容易理解的，上述的钻进设备和灌浆设备均选用任意合适的市售型号。此外，所述的待锚固结构包括但不限于土层。
36.本锚杆中，钻头2所选用材料的刚度大，形变块202放置在安放槽201内时，其形状受到安放槽201的限制。而预应力套1选用具有一定弹性的材料制成，形变块202被拉动至第一贯通孔101内后，带动预应力套1一起发生形变，既可以使预应力套1的外周抵紧钻孔，又方便于取出钻杆3。
37.本锚杆的各个部件的材料可灵活选用，使用范围广，实用性好。有效扩展了形变块的功能，便于取出钻杆3并进行灌浆，提高了施工效率，有助于缩短工期，降低施工成本。同时，本锚杆具有结构简单的优点，便于降低设计和制造的成本，利于推广使用。
38.下面对本锚杆的结构进行进一步说明：
39.在本实施例中，钻杆3内插接至少一个钢绞线4。此处所选用的是预应力钢绞线，其是由2、3、7或19根高强度钢丝构成的绞合钢缆，并经消除应力处理(稳定化处理)，适合预应力混凝土及类似用途。周知的，根据施工要求选定每个钢绞线4的钢丝数，以及所需的钢绞线4个数。以及，优选在钻杆3取出前进行钢绞线4的插接。
40.在一种可能的实现方式中，钢绞线4的部分外伸至钻杆3外。如此一来，便于进行下一步施工。可选地，当插接至钻孔内的钢绞线4有四个时，钢绞线4外露部分被弯折至水平状态并呈十字形分布。
41.形变块202具有两种状态，即被压缩状态和初始状态，其中，被压缩状态为：参见图2，形变块202位于安放槽201内时，形变块202的形状适配于安放槽201。初始状态为：参见图3，形变块202被拉动至第一贯通孔101内时，形变块202恢复原形并呈圆台状，且形变块202的大径位于其小径的上方。
42.相应地，安放槽201设置为圆柱形槽体。优选地，形变块202的底面处设有呈环形的过渡弧面，方便于形变块202被压进安放槽201内。
43.在本实施例中，形变块202的顶面上设有螺孔，基于上述设计，形变块202与钢绞线4 之间为螺纹连接，提高了连接的牢固程度，避免二者分离，确保拉出形变块202，减少拉动次数。相应地，钢绞线4的端部设有相适配的外螺纹，或，钢绞线4的端部套接有相适配的螺纹筒。
44.在一种可能的实现方式中，当钻杆3内插接多个钢绞线4时，形变块202的顶面上还设有多个定位孔，其中一个钢绞线4插接在螺孔内，其余钢绞线4分别插接至定位孔内。基于上述设计，通过定位孔帮助钢绞线4定位，使钢绞线4合理分布，也缩短放置钢绞线4的时间。
45.在本实施例中，预应力套1的外周上设有多个环形齿102，且环形齿102沿预应力套1 的轴线方向间隔设置。如此一来，通过环形齿102增加预应力套1与钻孔内壁之间的接触
面积，有效提高二者之间的抵紧程度。优选地，环形齿102沿预应力套1的轴线方向等间隔设置。
46.显然，向上方或斜上方灌浆时，水泥浆液将在重力作用下滴落，因此，需要设计堵板5 以封堵水泥浆液，减少浪费，并避免污染施工环境。具体来说，钻杆3的一端为卡接于预应力套1的卡接端，钻杆3的另一端为外露端，其中，钻杆3的外露端处设有堵板5，堵板5 上设有灌浆孔。
47.堵板5的结构包括但不限于：参见图1，堵板5包括板体51和筒体52，灌浆孔位于板体51上并与筒体52连通，钻杆3的卡接端依次穿过筒体52和灌浆孔后卡接于预应力套1。
48.实施例2：
49.本实施例在实施例1的基础上，对实施例1中的锚杆的使用进行说明，一种锚固系统，包括若干个所述的锚杆。上述的锚杆可以布设为任意合适的形式，包括但不限于环状和网格状，使用灵活，实用性好。
50.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。