一种分段式卡紧注浆锚杆

技术领域

本发明涉及边坡支护领域，特别是涉及一种分段式卡紧注浆锚杆。

背景技术

锚杆因为结构简单、施工方便，对工程适应性强等特点成为一种常见的支护方式，常用于各种隧道工程、基坑边坡支护工程等。

常规的锚杆施工工艺为退钻杆插锚杆后注浆的工序，利用锚杆与注浆体之间的摩擦力实现对裂隙岩体的加固，但这种锚杆的抗拉拔能力有限，锚杆与注浆体之间的接触面有限产生的摩擦力不足以支撑围岩变形，以至于锚杆从注浆体中拔出；或者在钻孔过程中导致围岩产生松动圈致使周边岩体与锚杆的接触产生松动，使得锚杆容易从岩体中滑落，不能有效发挥锚杆的锚固效应。

同时在插入锚杆注浆后，由于孔内距离较深，浆液大部分集中到锚杆端部，很难完全扩散到锚杆全孔段，造成浆液扩撒渗透不均匀，容易造成锚杆锚固力不足，基坑边坡的安全难以得到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分段式卡紧注浆锚杆，以解决背景技术中存在的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种分段式卡紧注浆锚杆，包括锚杆本体和端盖，所述锚杆本体为中空结构，所述锚杆本体上均匀设有多个卡紧机构，所述卡紧机构包括卡紧槽、伸缩套管和弹性面层，所述弹性面层与所述伸缩套管连接，所述伸缩套管用于在钻孔内壁卡紧，所述伸缩套管用于将所述弹性面层撑开，所述弹性面层用于将钻孔内部的空间分隔，两个所述弹性面层之间形成密封腔体。

同过上述技术方案，通过伸缩套管可以将锚杆本体固定在钻孔内，同时伸缩套管的伸缩结构可以适应孔内壁的不规则形状，增强锚固效果，减缓锚杆体外端的相对移动和岩体变形。随着伸缩套管的张开，弹性面层随着撑开，两个弹性面层之间形成密封腔体，可以由里向外逐步填充每一个注浆段；以实现分段注浆，提高注浆量，达到注浆扩散范围均匀的效果。

进一步地，所述伸缩套管包括外管和内管，所述外管与所述内管相套接，所述外管和所述内管都为一端开口的空心管，所述内管开口的一端插入所述外管的内腔中，所述内管未开口的一端通过铰接件与所述卡接槽的底部铰接。

进一步地，所述内管的开口端设有柱塞，所述柱塞的截面为T形，所述柱塞包括端头和柱体，所述柱体的直径与所述内管的内径相同，所述端头的直径与所述外管的内径相同。

进一步地，所述端头设有弹簧，所述弹簧的一端与所述端头固定连接，所述弹簧的另一端与所述外管的内腔顶部固定连接。

进一步地，所述外管的端部为圆锥形，所述内管靠近所述卡紧槽的一侧设有注浆槽。

通过上述技术方案，外管在弹簧的作用可以卡紧在钻孔的内壁，此时随着外管的张开释放，由于外管和内管之间设有弹簧，使得外管可以适应不同形状的内壁，使得锚杆本体更好的固定在钻孔内，同时使得与外管连接的弹性面层也能适应不同形状和尺寸的钻孔内壁。浆液通过内管上的注浆槽进入中空的内管中，由于内管的一端密封，另一端设有柱塞，此时浆液会顶紧柱塞，将弹簧向外管的端部压缩，进而将外管顶紧在钻孔内壁上，提高加固效果。

进一步地，每个所述卡紧槽上均布有多个所述伸缩套管，所述卡紧槽的尺寸与所述外管的外尺寸相适配，所述卡紧槽上均匀设有多个出浆口，所述出浆口与所述伸缩套管的位置相对应，所述出浆口的内壁设有斜挡。

通过上述技术方案，可根据需求设置多个伸缩套管，以便与套管连接的弹性面层可以更好的展开并贴合在钻孔内，同时出浆口根据需要设置，提高出浆速率。

进一步地，所述弹性面层位于所述弹性套管靠近钻孔的孔口方向一侧，所述弹性面层的顶部与所述外管的外壁固定连接，所述弹性面层的底部与所述卡紧槽的底部固定连接。

进一步地，所述弹性面层采用弹性防水面料或柔性金属面料。

通过上述技术方案，弹性面层可以采用是高分子防水透气面料，使得浆液不会通过弹性面层，在保证弹性的同时，不仅能将浆液隔离，还可以将浆液内的气泡排出，提高锚固的效果。也可以采用柔性金属面料，增强弹性面层的强度，防止浆液将弹性面层冲破。

进一步地，所述端盖与所述锚杆本体的注浆口采用螺纹连接。

通过上述技术方案，锚杆本体的注浆口采用外螺纹，方便将端盖拧紧，同时外螺纹结构可以方便锚杆本体与注浆管连接。

具体工作过程：将外管向内管的铰接方向压缩，在内部弹簧的作用下，外管有向上的反作用力，此时将压缩的伸缩套管紧贴在卡紧槽上，由于弹簧的弹力，使得外管的尖端抵接卡接槽的上端内壁。此时具有弹性的弹性面层也收缩到卡紧槽内，此时锚杆本体的外壁没有突出结构，方便将锚杆本体插入到钻好的钻孔内。

当锚杆本体放好后，打开端盖往中空的锚杆本体内加压注入浆液（锚固剂），此时浆液会先顺着锚杆本体到达锚杆的底部，由于锚杆底部密封，在压力作用下，在最内部的卡紧机构处，浆液会顺着斜挡的方向通过出浆口并将收缩的伸缩套管冲开，此时外管在弹簧的作用下释放，使得外管端部抵接到钻孔的内壁上，此时随着外管的张开释放，与外管连接的弹性面层也随着延展开来。由于外管和内管之间设有弹簧，使得外管可以适应不同形状的内壁，使得锚杆本体更好的固定在钻孔内，同时使得弹性面层也能适应不同形状和尺寸的钻孔内壁。随着浆液的加注，浆液会将伸缩套管和弹性面层完全撑开，此时部分浆液会通过内管上的注浆槽进入中空的内管中，由于内管的一端密封，另一端设有柱塞，此时浆液会顶紧柱塞，将弹簧向外管的端部压缩，进而将外管顶紧在钻孔内壁上，提高加固效果。

当最内部的卡紧机构被浆液完全注满后，继续往锚杆本体内注浆，浆液随着中空的锚杆本体返浆，同时又在压力的作用下陆续沿着斜挡将每个伸缩套管冲开，使得每两个弹性面层之间形成密封腔，保证浆液不会都集中在底部，使得每一段的锚杆本体都能有浆液扩散，保证锚杆本体的锚固力。一直注浆到锚杆本体的端口帽浆后，将端盖拧回去，至此完成注浆，等到浆液凝固后，锚杆本体完全固定在钻孔内，同时内管的浆液凝固后使得弹簧被完全压紧，使得外管完全抵住孔内壁，通过伸缩套管加强了锚杆本体的拉拔能力。

本发明的有益效果是：

1）增强锚固效果，增强抗拉拔能力，减缓锚杆体外端的相对移动和岩体变形。由于外管和内管之间设有弹簧，使得外管可以适应不同形状的内壁，使得锚杆本体更好的固定在钻孔内，同时浆液通过内管上的注浆槽进入中空的内管中，由于内管的一端密封，另一端设有柱塞，此时浆液会顶紧柱塞，将弹簧向外管的端部压缩，进而将外管顶紧在钻孔内壁上，提高加固效果。

2）可以由里向外逐步填充每一个注浆段；以实现分段注浆，提高注浆量，达到注浆扩散范围均匀的效果。每两个弹性面层之间形成密封腔，保证浆液不会都集中在底部，使得每一段的锚杆本体都能有浆液扩散，保证锚杆本体的锚固力。

附图说明

图1为本发明一种分段式卡紧注浆锚杆在伸缩套管撑开时的剖视图；

图2为本发明一种分段式卡紧注浆锚杆在伸缩套管收缩时的剖视图；

图3为本发明中伸缩套管的示意图；

图4为图1中A处的局部放大图；

图5为图2中B处的局部放大图；

图6为本发明一种分段式卡紧注浆锚杆的俯视图；

图中，1-锚杆本体、2-端盖、3-卡紧槽、301-出浆口、302-斜挡、4-伸缩套管、401-外管、402-内管、403-柱塞、404-柱体、405-端头、406-弹簧、407-注浆槽、408-铰接组件、5-弹性面层。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-图6，本发明提供一种技术方案：

如图1-图6所示，一种分段式卡紧注浆锚杆，包括锚杆本体1和端盖2，所述锚杆本体1为中空结构，所述锚杆本体1上均匀设有多个卡紧机构，所述卡紧机构包括卡紧槽3、伸缩套管4和弹性面层5，所述弹性面层5与所述伸缩套管4连接，所述伸缩套管4用于在钻孔内壁卡紧，所述伸缩套管4用于将所述弹性面层5撑开，所述弹性面层5用于将钻孔内部的空间分隔，两个所述弹性面层5之间形成密封腔体。

同过上述技术方案，通过伸缩套管4可以将锚杆本体1固定在钻孔内，同时伸缩套管4的伸缩结构可以适应孔内壁的不规则形状，增强锚固效果，减缓锚杆体外端的相对移动和岩体变形。随着伸缩套管4的张开，弹性面层5随着撑开，两个弹性面层5之间形成密封腔体，可以由里向外逐步填充每一个注浆段；以实现分段注浆，提高注浆量，达到注浆扩散范围均匀的效果。

进一步地，所述伸缩套管4包括外管401和内管402，所述外管401与所述内管402相套接，所述外管401和所述内管402都为一端开口的空心管，所述内管402开口的一端插入所述外管401的内腔中，所述内管402未开口的一端通过铰接件与所述卡接槽的底部铰接。

进一步地，所述内管402的开口端设有柱塞403，所述柱塞403的截面为T形，所述柱塞403包括端头405和柱体404，所述柱体404的直径与所述内管402的内径相同，所述端头405的直径与所述外管401的内径相同。

进一步地，所述端头405设有弹簧406，所述弹簧406的一端与所述端头405固定连接，所述弹簧406的另一端与所述外管401的内腔顶部固定连接。

进一步地，所述外管401的端部为圆锥形，所述内管402靠近所述卡紧槽3的一侧设有注浆槽407。

通过上述技术方案，外管401在弹簧406的作用可以卡紧在钻孔的内壁，此时随着外管401的张开释放，由于外管401和内管402之间设有弹簧406，使得外管401可以适应不同形状的内壁，使得锚杆本体1更好的固定在钻孔内，同时使得与外管401连接的弹性面层5也能适应不同形状和尺寸的钻孔内壁。浆液通过内管402上的注浆槽407进入中空的内管402中，由于内管402的一端密封，另一端设有柱塞403，此时浆液会顶紧柱塞403，将弹簧406向外管401的端部压缩，进而将外管401顶紧在钻孔内壁上，提高加固效果。

进一步地，每个所述卡紧槽3上均布有多个所述伸缩套管4，所述卡紧槽3的尺寸与所述外管401的外尺寸相适配，所述卡紧槽3上均匀设有多个出浆口301，所述出浆口301与所述伸缩套管4的位置相对应，所述出浆口301的内壁设有斜挡302。

通过上述技术方案，可根据需求设置多个伸缩套管4，以便与套管连接的弹性面层5可以更好的展开并贴合在钻孔内，同时出浆口301根据需要设置，提高出浆速率。

进一步地，所述弹性面层5位于所述弹性套管靠近钻孔的孔口方向一侧，所述弹性面层5的顶部与所述外管401的外壁固定连接，所述弹性面层5的底部与所述卡紧槽3的底部固定连接。

进一步地，所述弹性面层5采用弹性防水面料或柔性金属面料。

通过上述技术方案，弹性面层5可以采用是高分子防水透气面料，使得浆液不会通过弹性面层5，在保证弹性的同时，不仅能将浆液隔离，还可以将浆液内的气泡排出，提高锚固的效果。也可以采用柔性金属面料，增强弹性面层5的强度，防止浆液将弹性面层5冲破。

进一步地，所述端盖2与所述锚杆本体1的注浆口采用螺纹连接。

通过上述技术方案，锚杆本体1的注浆口采用外螺纹，方便将端盖2拧紧，同时外螺纹结构可以方便锚杆本体1与注浆管连接。

具体工作过程：将外管401向内管402的铰接方向压缩，在内部弹簧406的作用下，外管401有向上的反作用力，此时将压缩的伸缩套管4紧贴在卡紧槽3上，由于弹簧406的弹力，使得外管401的尖端抵接卡接槽的上端内壁。此时具有弹性的弹性面层5也收缩到卡紧槽3内，此时锚杆本体1的外壁没有突出结构，方便将锚杆本体1插入到钻好的钻孔内。

当锚杆本体1放好后，打开端盖2往中空的锚杆本体1内加压注入浆液锚固剂，此时浆液会先顺着锚杆本体1到达锚杆的底部，由于锚杆底部密封，在压力作用下，在最内部的卡紧机构处，浆液会顺着斜挡302的方向通过出浆口301并将收缩的伸缩套管4冲开，此时外管401在弹簧406的作用下释放，使得外管401端部抵接到钻孔的内壁上，此时随着外管401的张开释放，与外管401连接的弹性面层5也随着延展开来。由于外管401和内管402之间设有弹簧406，使得外管401可以适应不同形状的内壁，使得锚杆本体1更好的固定在钻孔内，同时使得弹性面层5也能适应不同形状和尺寸的钻孔内壁。随着浆液的加注，浆液会将伸缩套管4和弹性面层5完全撑开，此时部分浆液会通过内管402上的注浆槽407进入中空的内管402中，由于内管402的一端密封，另一端设有柱塞403，此时浆液会顶紧柱塞403，将弹簧406向外管401的端部压缩，进而将外管401顶紧在钻孔内壁上，提高加固效果。

当最内部的卡紧机构被浆液完全注满后，继续往锚杆本体1内注浆，浆液随着中空的锚杆本体1返浆，同时又在压力的作用下陆续沿着斜挡302将每个伸缩套管4冲开，使得每两个弹性面层5之间形成密封腔，保证浆液不会都集中在底部，使得每一段的锚杆本体1都能有浆液扩散，保证锚杆本体1的锚固力。一直注浆到锚杆本体1的端口帽浆后，将端盖2拧回去，至此完成注浆，等到浆液凝固后，锚杆本体1完全固定在钻孔内，同时内管402的浆液凝固后使得弹簧406被完全压紧，使得外管401完全抵住孔内壁，通过伸缩套管4加强了锚杆本体1的拉拔能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围。