一种岩土工程用锚杆的制作方法

1.本发明涉及岩土加固技术领域，具体涉及一种岩土工程用锚杆。


背景技术：

2.锚杆支护作为一种积极主动的支护技术,在我国乃至世界范围的巷道支护中,所占的比例越来越大。因其简便怏捷的施工,简单的施工方法,良好的支护效果,较轻的劳动强度以及较好的适应能力,已经得到了广泛的认可，在矿山主要开拓及采区巷道施工中,为了有效地控制围岩的变形,必须锚杆支护，锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，它将巷道的岩土加固在一起，使岩土自身支护自身。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。锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，锚杆是岩土体加固的杆件体系结构，通过锚杆杆体的纵向拉力作用，克服岩土体抗拉能力远远低于抗压能力的缺点。
3.锚杆在工程应用中失效的主要原因是地质条件的变化，由于在松散的岩土体系中，岩土体系会发生滑移，难以保证锚杆在岩土体系中的抗拉性，进而失去对岩土的支护。
4.公开号为cn106567384b的《一种鱼骨状锚杆》提出了在锚杆上设置有可扩张的刀片进而加强锚杆和岩土的连接，但是难以保证刀片能够完全嵌入岩土中，进而难以保证和岩土的连接性。


技术实现要素：

5.本发明为解决锚杆在土质松散的岩土体系中抗拉性不强，进而导致滑移失稳的问题，提供一种岩土工程用锚杆，能够提高提高锚杆和岩土体系的连接，提供给岩土更好的支护。
6.为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种岩土工程用锚杆，包括套管、芯杆和扩孔机构；所述套管的外壁上设置有向套管周壁凹陷的、螺旋状的凹槽，套管的左端设置有封闭套管左端开口的钻头，所述钻头为右端直径和套管外径相等的圆锥体，所述钻头的外壁上设置有多个呈环形阵列状的凸楞，每个所述凸楞均沿钻头的母线方向设置，所述芯杆为同轴设置于套管内的圆杆体，所述芯杆活动连接于钻头的右端面上，所述芯杆的中轴线处设置有贯穿芯杆左右两端的螺纹孔，所述螺纹孔的左部内连接有限位管，所述限位管的内孔是截面为正多边形的通孔，所述限位管右侧的螺纹孔内经螺纹连接有右端穿出螺纹孔的螺纹杆，螺纹杆的左端活动连接有穿过限位管且穿入钻头内的限位杆；所述扩孔机构有多个，多个所述扩孔机构沿套管长度方向设置，每个所述扩孔机构均包括多个沿芯杆中轴线呈环形阵列状的扩孔组件，芯杆上侧的所述扩孔组件包括扩孔件和导向件，所述扩孔件包括容纳槽、第一板体和连接杆，所述容纳槽为设置于套管外壁上、向套管周壁凹陷的槽体，所述容纳槽的深度自前向后逐渐变深，容纳槽的底面前端和套管的外壁相接，所述第一板体为设置于容纳槽内的板状体，第一板体的顶面为弧形凸起朝
上的弧形面、底面和容纳槽底面相配应，第一板体的顶面上均布有多个半球形凸起，第一板体的顶面前端和底面前端相交构成第一板体的刃，第一板体的底面中部连接有向下贯穿套管周壁、且下端靠近芯杆的连接杆，所述连接杆的下端设置有贯穿连接杆周壁前后端的t型槽，所述t型槽的下端贯穿连接杆的下端，所述连接杆的周壁下端的左部和右部均设置有水平的挡板，t型槽与套管之间的连接杆外周套装有弹簧，所述导向件包括连接板和第二板体，所述连接板的底面设置于连接杆下方的芯杆周壁上，连接板底面为弧形凸起朝向上方的弧形面，连接板顶面为前端和连接板的底面前端相重合、后端顶面靠近套管内壁、弧形凸起朝向上方的弧形面，所述连接板的顶面沿连接板的顶面弧长方向设置有第二板体，所述第二板体为宽度大于连接板宽度、且左右两端到连接板的左右侧面距离相等的弧形板体，所述连接杆的t型槽套设在第二板体和连接板前部的外周。
7.进一步地，所述凸楞为长条形板体，所述钻头和钻头上的多个凸楞为一体成型结构，所述挡板顶面到套管内壁之间的距离大于钻头上端的凸楞的顶面右端到套管的上端所在平面的距离。
8.进一步地，所述芯杆的右端和套管的右端平齐，限位杆为和限位管的内孔相配应的多棱边杆体，所述限位管的内孔截面边数至少为八条，所述钻头的右端面上设置有向钻头内部凹陷的、和限位杆相配应的限位盲孔，所述限位杆的周壁和限位管的内壁左右滑动接触。
9.进一步地，每相邻两个所述扩孔机构之间有间距且间距相等，所述扩孔组件的数量至少有4个，所述芯杆上侧的扩孔组件的容纳槽后端的深度小于套管壁厚的1/2。
10.进一步地，所述套管上位于同一圆周的每相邻两个容纳槽之间有间距，套管上端的容纳槽的底面为弧形凸起朝向上方的弧形面。
11.进一步地，所述连接板后端的高大于t型槽的深度，第二板体为自前向后厚度相等的弧形板，第二板体的厚度小于t型槽上部的深度。
12.进一步地，所述半球形凸起的半径小于钻头上端的凸楞的顶面右端到套管的上端所在平面的距离。
13.进一步地，所述凹槽的左右两端分别贯穿套管的左右端面，所述凹槽为左旋槽体。
14.进一步地，所述t型槽上部的左右两侧分别和第二板体的左右两侧滑动接触，t型槽下部的左右两侧分别和连接板的上部左右两侧滑动接触。
15.进一步地，所述芯杆上方的连接杆为横截面为菱形的、任一个棱边朝前的柱状体，所述连接杆前后两端的距离大于左右两端的距离，套管周壁设置有和连接杆相配应的菱形孔。
16.通过上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明在使用时，通过钻机控制本发明自后向前旋转进入需要支护的岩土体系中，在本发明深入岩土内部预定深度，本发明停止转动，旋转螺纹杆向右移动，限位杆不再对芯杆限位，每个导向件随着芯杆自后向前旋转，导向件在运动的过程中，第一板体向外脱出所在的容纳槽，第一板体顶压钻孔壁后，钻机控制本发明自后向前旋转且不再向岩土内深入，扩孔件上的第一板体随着套管自后向前旋转切削钻孔壁，重复上述过程，扩孔组件外的钻孔壁上可形成外径大于钻孔壁直径的环形槽，套管和钻孔之间注入混凝土后，环形槽内同样能够注满混凝土，混凝土凝固后能够提高本发明和岩土体系的连接性，本发明解决
了锚杆在土质松散的岩土体系中抗拉性不强，进而导致滑移失稳的问题。
附图说明
17.图1是本发明的剖视图；图2是图1中a处的局部放大图；图3是图1中b处的局部放大图；图4是图1中c-c处的剖视图；图5是本发明的第一板体的结构示意图；图6是本发明的芯杆上方的第一板体连接连接杆的仰视图；图7是本发明的导向件的结构示意图；图8是本发明的使用状态图。
18.附图中标号为：1为限位盲孔，2为钻头，3为凸楞，4为套管，5为第二板体，6为t型槽，7为弹簧，8为第一板体，9为连接杆，10为容纳槽，11为连接板，12为挡板，13为凹槽，14为螺纹杆，15为芯杆，16为限位管，17为限位杆，18为半球形凸起，19为混凝土，20为环形槽，21为钻孔。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：如图1～图8所示，一种岩土工程用锚杆，包括套管4、芯杆15和扩孔机构；所述套管4的外壁上设置有向套管4周壁凹陷的、螺旋状的凹槽13，所述凹槽13的开口朝外，套管4的左端设置有封闭套管4左端开口的钻头2，所述钻头2为右端直径和套管4外径相等的圆锥体，所述钻头2的外壁上设置有多个呈环形阵列状的凸楞3，每个所述凸楞3均沿钻头2的母线方向设置，钻头2上侧的凸楞3的顶面右端高于套管4的上端；所述芯杆15为同轴设置于套管4内的圆杆体，所述芯杆15活动连接于钻头2的右端面上，所述芯杆15的中轴线处设置有贯穿芯杆15左右两端的螺纹孔，所述螺纹孔的左部内连接有限位管16，所述限位管16的内孔是截面为正多边形的通孔，所述限位管16右侧的螺纹孔内经螺纹连接有右端穿出螺纹孔的螺纹杆14，螺纹杆14的左端和限位管16右端接触，螺纹杆14的左端活动连接有穿过限位管16且穿入钻头2内的限位杆17；所述扩孔机构有多个，多个所述扩孔机构沿套管4长度方向设置，每个所述扩孔机构均包括多个沿芯杆15中轴线呈环形阵列状的扩孔组件，芯杆15上侧的所述扩孔组件包括扩孔件和导向件，所述扩孔件包括容纳槽10、第一板体8和连接杆9，所述容纳槽10为设置于套管4外壁上、向套管4周壁凹陷的槽体，容纳槽10的开口朝外，所述容纳槽10的深度自前向后逐渐变深，容纳槽10的底面前端和套管4的外壁相接，所述第一板体8为设置于容纳槽10内的板状体，第一板体8的顶面为弧形凸起朝上的弧形面、底面和容纳槽10底面相配应，第一板体8的顶面所在的圆的直径和套管4的外径相等，第一板体8的顶面上均布有多个半球形凸起18，第一板体8的顶面前端和底面前端相交构成第一板体8的刃，第一板体8的底面中部连接有向下贯穿套管4周壁、且下端靠近芯杆15的连接杆9，所述连接杆9的下端设置有贯穿连接杆9周壁前后端的t型槽6，所述t型槽6的下端贯穿连接杆9的下端，t型槽6的上端宽度大于下端开口宽度，所述连接杆9的周壁下端的左部和右部均设置有水平的挡板12，t型
槽6与套管4之间的连接杆9外周套装有弹簧7，所述弹簧7为拉伸弹簧，所述导向件包括连接板11和第二板体5，所述连接板11的底面设置于连接杆9下方的芯杆15周壁上，连接板11底面为弧形凸起朝向上方的弧形面，连接板11的底面所在的圆的直径和芯杆15的外径相配应，连接板11顶面为前端和连接板11的底面前端相重合、后端顶面靠近套管4内壁、弧形凸起朝向上方的弧形面，所述连接板11的顶面沿连接板11的顶面弧长方向设置有第二板体5，所述第二板体5为宽度大于连接板11宽度、且左右两端到连接板11的左右侧面距离相等的弧形板体，所述连接杆9的t型槽6套设在第二板体5和连接板11前部的外周，弹簧7处于拉伸状态，芯杆15自后向前旋转至连接杆9上的挡板12靠近套管4内壁时，弹簧7处于自然状态。
20.所述凸楞3为长条形板体，所述钻头2和钻头2上的多个凸楞3为一体成型结构，每个所述凸楞3的左端和钻头2的左端之间有间距、右端和钻头2的右端平齐，所述挡板12顶面到套管4内壁之间的距离大于钻头2上端的凸楞3的顶面右端到套管4的上端所在平面的距离。
21.所述芯杆15的右端和套管4的右端平齐，限位杆17为和限位管16的内孔相配应的多棱边杆体，所述限位管16的内孔截面边数至少为八条，所述钻头2的右端面上设置有向钻头2内部凹陷的、和限位杆17相配应的限位盲孔1，所述限位杆17的周壁和限位管16的内壁左右滑动接触。
22.每相邻两个所述扩孔机构之间有间距且间距相等，所述扩孔组件的数量至少有4个，所述芯杆15上侧的扩孔组件的容纳槽10后端的深度小于套管4壁厚的1/2。
23.所述套管4上位于同一圆周的每相邻两个容纳槽10之间有间距，套管上端的容纳槽10的底面为弧形凸起朝向上方的弧形面。
24.所述连接板11后端的高大于t型槽6的深度，第二板体5为自前向后厚度相等的弧形板，第二板体5的厚度小于t型槽6上部的深度。
25.所述半球形凸起18的半径小于钻头2上端的凸楞3的顶面右端到套管4的上端所在平面的距离。
26.所述凹槽13的左右两端分别贯穿套管4的左右端面，所述凹槽13为左旋槽体。
27.所述t型槽6上部的左右两侧分别和第二板体5的左右两侧滑动接触，t型槽6下部的左右两侧分别和连接板11的上部左右两侧滑动接触。
28.所述芯杆15上方的连接杆9为横截面为菱形的、任一个棱边朝前的柱状体，所述连接杆9前后两端的距离大于左右两端的距离，套管4周壁设置有和连接杆9相配应的菱形孔。
29.本发明在使用时，通过钻机控制本发明自后向前旋转进入需要支护的岩土体系中，套管4上设置有凹槽13，能够将钻孔21的岩土向外排出，由于钻头2上侧的凸楞3的顶面右端高于套管4的上端，套管4外围的钻孔21孔径大于套管4的外径，在本发明深入岩土内部预定深度，本发明停止转动，旋转螺纹杆14向右移动，限位杆17随着螺纹杆14向右移动直至限位杆17左端脱出限位盲孔1，自后向前旋转芯杆15，每个导向件随着芯杆15自后向前旋转，导向件在此运动的过程中，扩孔件上的连接杆9向套管4外的方向运动，第一板体8向外脱出所在的容纳槽10，第一板体8顶压钻孔21壁后，芯杆15不再转动，旋转螺纹杆14带动限位杆17再次进入限位盲孔1内，钻机控制本发明自后向前旋转且不再向岩土内深入，扩孔件上的第一板体8随着套管4自后向前旋转切削钻孔21壁，由于第一板体8上设置有多个半球形凸起18，更利于扩孔，重复上述过程，扩孔组件外的钻孔21壁上可形成外径大于钻孔21壁
直径的环形槽20，在扩孔组件上的第一板体8无法向外扩展后，钻孔21壁上间隔形成有多个环形槽20，将扩孔组件上的第一板体8滞留在所在环形槽20内，通过注浆设备向套管4和钻孔21之间、套管4和芯杆15之间注入混凝土19，套管4和钻孔21之间注入混凝土19后，环形槽20内同样能够注满混凝土19，混凝土19凝固后能够提高本发明和岩土体系的连接性，本发明解决了锚杆在土质松散的岩土体系中抗拉性不强，进而导致滑移失稳的问题。
30.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施例，在不违背本发明的精神即公开范围内，凡是对发明的技术方案进行多种等同或等效的变形或替换均属于本发明的保护范围。