CN103291337B - 具有外置膨胀装置的锚杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有外置膨胀装置的锚杆，属一种膨胀锚杆，包括呈细长状的锚杆体，所述的锚杆体外部还安装有至少一个膨胀装置，所述膨胀装置中至少包括挤压结构与膨胀结构，用于在锚杆体转动时，挤压结构沿锚杆体轴向移动，进而与膨胀结构相互挤压，最终使挤压结构与膨胀结构当中的任意一个或两者同时形成径向膨胀。通过在锚杆体的外部设置一个或多个膨胀装置，即可在锚杆体上形成多个支护点，当锚杆体转动时，膨胀结构在螺纹的作用下，被挤压产生膨胀，膨胀后的结构即可在岩层锚孔的孔壁上形成机械支护，使得锚杆的锚固力及抗拉效果均得到大幅度的提升，且可通过中空锚杆注浆的形式进一步增强其锚固强度及永久支护的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种膨胀锚杆，更具体的说，本发明主要涉及一种具有外置膨胀装置的锚杆。
背景技术
锚杆作为新奥法施工的重要部件，为深入地层的受拉构件，它一端与工程构件连接，另一端深入地层中，其加固围岩，分散和传递高应力，限制围岩位移等作用，在大量的工程实践中得到肯定。现行锚杆以全长粘结型锚杆和端头锚固型锚杆为主，但是这两种锚杆皆有不足之处，全长粘结型锚杆仅有锚孔处的垫片作为其支点，且无法实现立即支护，需经过一段时间让锚固材料（水泥沙浆等）凝结后才能发挥其锚固作用。而端头锚固型锚杆虽然可通过张拉锚杆在锚头和垫板两个支点间形成立即支护，但是由于两个支点必须相互拉伸才能发挥作用，因此锚杆的前端需要充分锚固在强大的围岩上，软质围岩条件下很难保证前端的锚固力。故有必要在前述两种锚杆结构的基础上，对提升锚固力的锚杆结构做进一步的改进。
发明内容
本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种具有外置膨胀装置的锚杆，以期望解决现有技术中锚杆支护效果不佳，无法在同一杆体上形成多点支护等技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明所提供的一种具有外置膨胀装置的锚杆，包括呈细长状的锚杆体，所述的锚杆体外部还安装有至少一个膨胀装置，所述膨胀装置中至少包括挤压结构与膨胀结构，用于在锚杆体转动时，挤压结构沿锚杆体轴向移动，进而与膨胀结构相互挤压，最终使挤压结构与膨胀结构当中的任意一个或两者同时形成径向膨胀。
作为优选，进一步的技术方案是：所述膨胀装置为多个，且均安装在锚杆体两端之间的中部。
更进一步的技术方案是：所述锚杆体表面至少在与挤压结构相对应的部位设有外螺纹，且挤压结构上也设有与该外螺纹相配合的内螺纹。
更进一步的技术方案是：所述挤压结构为两个，且分别安装在锚杆体上并置于膨胀结构的两端，所述第一挤压结构与锚杆体相对固定，第二挤压结构通过螺纹安装在锚杆体上，用于在锚杆体转动时第一挤压结构跟随锚杆体一同转动，不发生轴向位移；第二挤压结构在锚杆体转动时,通过与锚杆体表面相配合的螺纹在锚杆体上向第一挤压结构移动，从而促使膨胀结构发生径向膨胀。
更进一步的技术方案是：所述挤压结构为一个，且安装在锚杆体上并置于膨胀结构的其中一端，所述膨胀结构另一端对应的锚杆体表面设有与挤压结构内螺纹旋向相反的外螺纹，且膨胀结构的端部设有与该外螺纹相配合的内螺纹，用于在锚杆体转动时，膨胀结构的端部与置于其另一端的挤压结构通过旋向相反的螺纹相对移动，从而促使膨胀结构发生径向膨胀。
更进一步的技术方案是：所述挤压结构为两个，且分别置于锚杆体上膨胀结构的两端，所述与两个挤压结构对应的锚杆体表面分别设有旋向相反的外螺纹，所述膨胀结构两端的挤压结构上均设有与该外螺纹相配合的内螺纹，用于在锚杆体转动时，膨胀结构两端的挤压结构通过旋向相反的螺纹相对移动，从而促使膨胀结构发生径向膨胀。
更进一步的技术方案是：所述挤压结构为一个，且置于锚杆体上膨胀结构的任意一端，所述膨胀结构的另一端与锚杆体相对固定，用于确保在锚杆体转动时不发生轴向位移，挤压结构在锚杆体转动时，通过与锚杆体表面相配合的螺纹向膨胀结构移动，从而促使膨胀结构发生径向膨胀。
更进一步的技术方案是：所述锚杆体为实心或内部贯穿的中空体。
更进一步的技术方案是：所述锚杆体的表面上均设有呈同一旋向的外螺纹。
更进一步的技术方案是：所述锚杆体的长度为0.5米以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过在锚杆体的外部设置一个或多个膨胀装置，即可在锚杆体上形成多个支护点，当锚杆体转动时，膨胀结构在螺纹的作用下，被挤压产生膨胀，膨胀后的结构即可在岩层锚孔的孔壁上形成机械支护，使得锚杆的锚固力及抗拉效果均得到大幅度的提升，且可通过注浆的形式进一步增强其锚固强度及永久支护的效果；同时本发明所提供的一种具有外置膨胀装置的锚杆结构接单，适于工业化生产，可利用现有任意一种锚杆直接改装，且在岩层固定中，可同时作为临时支护及永久支护的工具使用，应用范围广阔。
附图说明
图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；
图2为用于说明本发明一个实施例中图1的A处放大图；
图3为用于说明本发明另一个实施例中图1的A处放大图；
图中，1为锚杆体、2为膨胀装置、21为挤压结构、22为膨胀结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
参考图1所示，本发明的一个实施例是一种具有外置膨胀装置的锚杆，包括呈细长状的锚杆体1，所述的锚杆体1外部还安装有至少一个膨胀装置2，所述膨胀装置2中至少包括挤压结构21与膨胀结构22，用于在锚杆体1转动时，挤压结构21沿锚杆体轴向移动，进而与膨胀结构22相互挤压，最终使挤压结构21与膨胀结构22当中的任意一个或两者同时形成径向膨胀。
在本实施例中，旨在提供一种可在细长锚杆体1的任意部位设置并形成的膨胀结构的方式，使锚杆中部的多处均可形成机械支护结构，从而大幅提升锚杆在岩层中的锚固效果，对于上述挤压结构21与膨胀结构22的具体结构设置，本领域的技术人员可参考现有技术中锚杆体1的常态结构，配合螺纹实现上述挤压结构21与膨胀结构22的相对移动，由于锚杆体1的结构及螺纹配合在本领域中已应用的较为普遍，且本实施例为本发明较为基础的一个实施例，故对前述两者实现相对移动的具体技术手段不再详述。
上述的膨胀装置2可以根据实际需要，设置在锚杆体1的中部或端部，而下述着重以膨胀装置2置于锚杆体1的中部为例，对本发明做进一步说明。
在本发明的另一实施例中，为形成锚杆在岩层中的多点支护，直接将上述的膨胀装置2设置为多个，且均安装在锚杆体1两端之间的中部，具体如图1所示。进一步的，上述已提到挤压结构21与膨胀结构22之间的相互挤压通过螺纹来实现，而锚杆体1的表面上可直接全部设置呈同一旋向的外螺纹，也可仅在与挤压结构21相对应的部位上设置外螺纹，同时挤压结构21上应设有与该外螺纹相配合的内螺纹。
在上述的基础上，发明人结合试验中发现的较佳技术手段，给出了如下四种使挤压结构21与膨胀结构22进行相对移动的具体结构，可视为是本发明用于解决技术问题更加优选的实施例，但是此四种方式仅用于说明上述基础实施例中给出方式中的任意一种技术手段，均能实现相同的技术效果，具体如下：
参考图2所示，根据本发明的另一实施例，将上述挤压结构21设置为两个，且分别安装在锚杆体1上并置于膨胀结构22的两端，所述第一挤压结构与锚杆体1相对固定，第二挤压结构通过螺纹安装在锚杆体1上，用于在锚杆体1转动时第一挤压结构跟随锚杆体1一同转动，不发生轴向位移；第二挤压结构在锚杆体1转动时,通过与锚杆体1表面相配合的螺纹在锚杆体1上向第一挤压结构移动，从而促使膨胀结构22发生径向膨胀。
仍然参考图2所示，根据本发明的另一实施例，与上述相同，仍然将挤压结构21设置为两个，且分别置于锚杆体1上膨胀结构22的两端，所述与两个挤压结构21对应的锚杆体1表面分别设有旋向相反的外螺纹，所述膨胀结构22两端的挤压结构21上均设有与该外螺纹相配合的内螺纹，用于在锚杆体1转动时，膨胀结构22两端的挤压结构21通过旋向相反的螺纹相对移动，从而促使膨胀结构22发生径向膨胀。
参考图3所示，再根据本发明的另一实施例，将上述挤压结构21设置为一个，且安装在锚杆体1上并置于膨胀结构22的其中一端，所述膨胀结构22另一端对应的锚杆体1表面设有与挤压结构21内螺纹旋向相反的外螺纹，且膨胀结构22的端部设有与该外螺纹相配合的内螺纹，用于在锚杆体1转动时，膨胀结构22的端部与置于其另一端的挤压结构21通过旋向相反的螺纹相对移动，从而促使膨胀结构22发生径向膨胀。
再参考图3所示，在本发明的另一实施例中，与上述相同，仍然将挤压结构21设置为一个，且置于锚杆体1上膨胀结构22的任意一端，所述膨胀结构22的另一端与锚杆体1相对固定，用于确保在锚杆体1转动时不发生轴向位移，挤压结构21在锚杆体1转动时，通过与锚杆体1表面相配合的螺纹向膨胀结构22移动，从而促使膨胀结构22发生径向膨胀。
参考图1所示，本发明上述的膨胀结构22在实际使用中，为使其在岩层中形成机械的临时支护后进一步提升其锚固的效果，在本发明的另一实施例中，最好将锚杆体1设置为内部贯穿的中空体，这样可与现有的中空锚杆相类似，在岩层中形成临时锚固后，再通过向内部注浆的方式，使锚杆体1在岩层中形成永久锚固，当然如采用的是实心锚杆，也可通过管道直接深入锚固孔中进行注浆。进一步的，发明人参考现有技术中锚杆的常规长度，认为采用上述实施例中结构的膨胀式锚杆至少需要将锚杆体1的长度设置在0.5米以上。
作为优选，参考锚杆的常规形状，上述膨胀装置2中的挤压结构21与膨胀结构22均可直接套装在锚杆体1的外部，以便于实现上述实施例中提到的螺纹配合及挤压膨胀。
上述的多个实施例已详细记载了本发明的一种具有外置膨胀装置的锚杆多点支护的形成方式，在实际应用中，在锚杆生产时即将上述的膨胀结构22与挤压结构21预制在锚杆体上，将其与常规锚杆一样，直接置于采用开孔装置在岩层上形成的锚固孔中，在锚固孔的外部采用动力装置作用于锚杆体1的端部使其转动，迫使锚杆上多个外置膨胀装置的膨胀结构22与挤压结构21进行相对移动，进而发生径向膨胀与岩层相卡合，即形成多点临时机械支护，此时如采用的是锚杆体1是中空锚杆，即可采用常规的方式通过锚杆体1中部的通孔向锚固孔中注入水泥浆，水泥浆由锚杆的端部进入锚固孔中，如采用的是实心锚杆，可采用管道伸入锚固孔中进行注浆，待水泥浆干涸后即形成永久支护。
而除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (4)
1.一种具有外置膨胀装置的锚杆，包括呈细长状的锚杆体(1)，其特征在于：所述的锚杆体(1)两端之间的中部还安装有多个膨胀装置(2)，用于使锚杆体(1)中部的多处均形成机械支护结构；
所述膨胀装置(2)中至少包括挤压结构(21)与膨胀结构(22)，所述挤压结构(21)安装在锚杆体(1)上并置于膨胀结构(22)的其中一端，所述膨胀结构(22)的另一端与锚杆体(1)相对固定；
或者，所述膨胀结构(22)另一端对应的锚杆体(1)表面设有与挤压结构(21)内螺纹旋向相反的外螺纹，且膨胀结构(22)的端部设有与该外螺纹相配合的内螺纹；
所述挤压结构(21)与膨胀结构(22)预制在锚杆体(1)上；
用于在锚杆体(1)转动时，挤压结构(21)沿锚杆体轴向移动，进而与膨胀结构(22)相互挤压，最终使挤压结构(21)与膨胀结构(22)当中的任意一个或两者同时形成径向膨胀。
2.根据权利要求1所述的具有外置膨胀装置的锚杆，其特征在于：所述锚杆体(1)为实心或内部贯穿的中空体。
3.根据权利要求1所述的具有外置膨胀装置的锚杆，其特征在于：所述锚杆体(1)的表面上均设有呈同一旋向的外螺纹。
4.根据权利要求1所述的具有外置膨胀装置的锚杆，其特征在于：所述锚杆体(1)的长度为0.5米以上。
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