一种涨紧式锁紧锚杆及其使用方法

技术领域

本发明涉及锚固技术领域，具体涉及一种涨紧式锁紧锚杆及其使用方法。

背景技术

锚杆作为一种现代支护理论的重要组成部分，已经广泛运用于岩石、基坑以及边坡的支护工程中。而随着我国地下空间的不断开发与利用，地下工程量的不断攀升，工程本身逐渐对支护技术提出了更高的要求，如需要更加高质量的锚杆，更加牢固的锚杆支护技术，更加高效的锚杆施工工艺等；

传统的锚杆在钻孔内的锁紧固定能力不足，一些锚杆在结构上增加楔形块来保障锚杆与围岩的摩擦力，从而提升锚固力，但这种增加楔形块的锁紧锚杆随着外侧螺丝的外拔力锁紧，无法持续与孔壁进行接触，且拧上螺丝后楔形块与孔内壁的摩擦力形成的基础自锁并不稳固，支护不可靠。

发明内容

本发明提供一种涨紧式锁紧锚杆及其使用方法，结构简单，能够有效实现锚杆在钻孔内涨开自锁，提升锚固力，更加稳固可靠。

为实现上述目的，本一种涨紧式锁紧锚杆，包括锚杆组件；所述锚杆组件包括锚杆杆体、锚垫板和锁紧螺母，所述锚垫板左右移动设置在锚杆杆体的右侧，并通过螺纹安装在锚杆杆体上的紧固螺母紧固固定；

还包括涨紧组件和锚头组件；

所述涨紧组件包括套筒、支撑涨杆、定位套和调节螺母；

所述套筒左右移动的套装在锚杆杆体左部，支撑涨杆为多个，多个支撑涨杆圆周均匀布置，并且每个支撑涨杆的左端转动安装在套筒上，绑带将多个支撑涨杆的右端聚拢绑紧；

所述调节螺母位于套筒右侧，并螺纹安装在锚杆杆体上；定位套滑动套装在锚杆杆体上，并位于套筒与调节螺母之间，定位套为左窄右宽的圆台结构，当套筒与定位套相对移动时，定位套将多个支撑涨杆涨开并使支撑涨杆的一端与钻孔内壁接触；

所述锚头组件设置在锚杆杆体的左端，包括固定头和第二弹簧，固定头的右端设有盲腔，锚杆杆体的左端左右移动并限位设置在盲腔内；所述第二弹簧套装在锚杆杆体上，当第二弹簧压缩时时，其一端与固定头接触、另一端与套筒接触。

进一步的，所述条型槽右端设有定位孔，定位孔内设有第三弹簧，当支撑涨杆通过绑带绑紧固定时，第三弹簧处于压缩状态，并且一端与支撑涨杆接触、另一端与定位孔接触。

进一步的，所述支撑涨杆的右侧向钻孔内壁处折弯，并且当支撑涨杆涨开时，其折弯处与钻孔内壁平行。

进一步的，所述支撑涨杆右部设有多个倒刺，倒刺为直角或钝角三角形结构，三角形的锐角位于左侧。

进一步的，所述套筒上设有沿其轴向方向布置的条型槽，条型槽的宽度大于支撑涨杆的宽度，当支撑涨杆通过绑带绑紧固定时，支撑涨杆的左侧位于条型槽内。

进一步的，所述锚头组件还包括第一弹簧，所述第一弹簧位于盲腔内，当第一弹簧压缩时时，其一端与盲腔底壁接触、另一端与锚杆杆体端头接触。

进一步的，所述固定头的左端为弹性囊，弹性囊内设有液体型填充剂，当固定头与钻孔底部挤压时，弹性囊破裂。

进一步的，所述固定头上设有左右布置并与盲腔连通的槽孔，锚杆杆体上螺纹安装定位销，定位销滑动在槽孔内。

进一步的，所述定位套上母线与旋转轴的夹角为15°-45°。

一种涨紧式锁紧锚杆的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

a.转动调节螺母，使其在锚杆杆体上左右移动，调整锚杆杆体左部的涨紧组件的位置，并通过调节螺母限位；

b.将锚杆杆体放置在钻孔内，并且位于锚杆杆体左端的锚头组件位于钻孔底部，敲击锚杆杆体向着钻孔底部移动，锚杆杆体的左端在盲腔内向左移动，对第二弹簧进行压缩，第二弹簧反向弹力作用在涨紧组件的套筒上，使得套筒与定位套在调节螺母的限位下，两者相对挤压移动，定位套左端嵌入在聚拢的多个支撑涨杆之间，使得绕设在多个支撑涨杆上的绑带断裂，并且每个支撑涨杆的左端转动在套筒上、右端涨开与钻孔内壁接触对钻孔内壁的涨紧；

c.再转动紧固螺母，带动锚杆杆体向右移动，第二弹簧压缩对套筒作用力，使得支撑涨杆的端头嵌入在钻孔内锁紧，并通过固定头与套筒接触进行左侧限位；当锚杆杆体在钻孔内锁紧固定后，打开锚垫板往其钻孔浇筑填充剂。

与现有技术相比，本一种涨紧式锁紧锚杆及其使用方法由于设置锚头组件和涨紧组件，将锚杆杆体放置在钻孔内，敲击锚杆杆体向着钻孔底部移动，锚杆杆体的左端在盲腔内向左移动，对第二弹簧进行压缩，使得套筒与定位套在调节螺母的限位下，两者相对挤压移动，定位套左端嵌入在聚拢的多个支撑涨杆之间，使得绕设在多个支撑涨杆上的绑带断裂，并且每个支撑涨杆的左端转动在套筒上、右端涨开与钻孔内壁接触，因此通过多个支撑涨杆涨开实现对钻孔内壁的涨紧自锁，提升锚固力，并且多个支撑涨杆圆周均匀布置，使得涨紧更加稳固可靠；由于调节螺母螺纹安装在锚杆杆体上，因此转动调节螺母，使其在锚杆杆体上左右移动，可调整涨紧组件的位置，适用不同的涨紧环境；由于在支撑涨杆上设有倒刺，倒刺与钻孔内壁接触，有效增加其锁紧力，避免锚杆杆体从钻孔中脱离；由于在锚头组件还包括位于盲腔内的第一弹簧，通过第一弹簧和第二弹簧的共同作用，对套筒的作用力更强，在不影响支撑涨杆通过定位套涨开的情况下，避免敲打锚杆杆体向左冲击时对锚杆头的破环。本涨紧式锁紧锚杆，结构简单，能够有效实现锚杆在钻孔内涨开自锁，提升锚固力，更加稳固可靠。

附图说明

图1是本发明的整体初始状态时主视图；

图2是本发明的整体涨紧状态时主视图；

图3是本发明的整体涨紧状态时支撑涨杆另一种方案主视图；

图4是本发明的套筒示意图；

图中：11、锚杆杆体，12、锚垫板，13、紧固螺母，21、固定头，22、盲腔，23、第一弹簧，24、第二弹簧，31、支撑涨杆，32、倒刺，33、定位套，34、调节螺母，4、绑带，5、套筒，51、条型槽，52、耳座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本一种涨紧式锁紧锚杆包括锚杆组件、涨紧组件和锚头组件；

所述锚杆组件包括锚杆杆体11、锚垫板12和锁紧螺母，所述锚垫板12左右移动设置在锚杆杆体11的右侧，并通过螺纹安装在锚杆杆体11上的紧固螺母13紧固固定；

所述涨紧组件位于锚头右侧，包括套筒5、支撑涨杆31、定位套33和调节螺母34；

所述套筒5左右移动的套装在锚杆杆体11左部，支撑涨杆31为多个，多个支撑涨杆31圆周均匀布置在套筒5上，并且每个支撑涨杆31的左端转动安装在套筒5上，绑带4将多个支撑涨杆31的右端聚拢绑紧；

所述调节螺母34位于套筒5右侧，并螺纹安装在锚杆杆体11上；定位套33滑动套装在锚杆杆体11上，并位于套筒5与调节螺母34之间，定位套33为左窄右宽的圆台结构，当套筒5与定位套33相对移动时，定位套33将多个支撑涨杆31涨开并使支撑涨杆31的一端与钻孔内壁接触；

所述锚头组件设置在锚杆杆体11的左端，包括固定头21和第二弹簧24，固定头21的右端设有盲腔22，锚杆杆体11的左端左右移动并限位设置在盲腔22内；

所述第二弹簧24套装在锚杆杆体11上，当第二弹簧24压缩时时，其一端与固定头21接触、另一端与套筒5接触；

进一步的，所述条型槽51右端设有定位孔，定位孔内设有第三弹簧，当支撑涨杆31通过绑带4绑紧固定时，第三弹簧处于压缩状态，并且一端与支撑涨杆31接触、另一端与定位孔接触。

当初始状态时，即支撑涨杆31通过绑带4绑紧固定处于聚拢状态，第三弹簧对支撑涨杆31有弹性作用力，当支撑涨杆31与定位套33接触并挣开绑带4涨开时，可通过第三弹簧对支撑涨杆31快速打开，并且也可使支撑涨杆31对钻孔内壁有初作用力，锁紧更牢固；

如图3所示，进一步的，所述支撑涨杆31的右侧向钻孔内壁处折弯，并且当支撑涨杆31涨开时，其折弯处与钻孔内壁平行；

进一步的，所述支撑涨杆31右部设有多个倒刺32，倒刺32为直角或钝角三角形结构，三角形的锐角位于左侧；

如图4所示，进一步的，所述套筒5上设有沿其轴向方向布置的条型槽51，条型槽51的宽度大于支撑涨杆31的宽度，当支撑涨杆31通过绑带4绑紧固定时，支撑涨杆31的左侧位于条型槽51内；另外支撑涨杆31的一端可通过耳座52转动设置在套筒5上；

进一步的，所述锚头组件还包括第一弹簧23，所述第一弹簧23位于盲腔22内，当第一弹簧23压缩时时，其一端与盲腔22底壁接触、另一端与锚杆杆体11端头接触；

进一步的，所述固定头21的左端为弹性囊，弹性囊内设有液体型填充剂，当固定头21与钻孔底部挤压时，弹性囊破裂；

另外也可将固定头21的左端设置为圆锥结构，因为钻孔底部往往因为钻头结构而为圆锥形状，通过固定头21的圆锥结构可很好与钻头底部接触；

进一步的，所述固定头21上设有左右布置并与盲腔22连通的槽孔，锚杆杆体11上螺纹安装定位销，定位销滑动在槽孔内；因此锚杆杆体11可在盲腔22内左右移动，并通过定位销在槽孔内滑动进行限位；

进一步的，所述定位套33上母线与旋转轴的夹角为15°-45°。

本一种涨紧式锁紧锚杆使用时，根据锚杆杆体11的长度选择钻取合适深度、直径的钻孔，将整体装置放置在钻孔内，锚垫板12和紧固螺母13位于岩石外侧，用于将锚杆进行锁紧固定，当锚杆杆体11位于合适位置时，锚杆杆体11向着钻孔底部移动，使得锚头组件与钻孔底部接触，带动涨紧组件打开，使得支撑涨杆31涨开与钻孔内壁接触，实现锁紧固定；

具体的为：根据使用条件先转动调节螺母34，使其在锚杆杆体11上左右移动，调整涨紧组件在锚杆杆体11上的位置，并通过调节螺母34限位；将本装置整体放置在钻孔内，并且锚头组件位于钻孔底部，当需要对钻孔内壁进行锁紧固定时，锚杆杆体11向着钻孔底部移动，比如通过敲击钻孔外侧的锚杆杆体11，锚杆杆体11的左端在盲腔22内向左移动，对第二弹簧24进行压缩，由于套筒5和定位套33均滑动套装在锚杆杆体11上，因此弹力带动套筒5、定位套33向右移动，并且敲击锚杆杆体11产生的冲击力也很好的使得调节螺母34对定位套33向左移动并进行限位，定位套33左端嵌入在聚拢的多个支撑涨杆31之间，绑带4断裂，支撑涨杆31的另一端涨开与钻孔内壁接触实现对钻孔内壁的涨紧，一种方案可直接往钻孔内浇筑凝固用的填充剂，另一方面也可再转动紧固螺母13，紧固螺母13带动锚杆杆体11向右移动，第二弹簧24压缩对套筒5作用力，使得支撑涨杆31的端头更好嵌入钻孔内锁紧，最终通过固定头21与套筒5接触实现左侧限位；当锚杆杆体11在钻孔内锁紧固定后，也可打开锚垫板12再往其内浇筑填充剂；

由于在支撑涨杆31上设有倒刺32，倒刺32与钻孔内壁接触，有效增加其锁紧力，避免锚杆杆体11从钻孔中脱离；由于在锚头组件还包括位于盲腔22内的第一弹簧23，通过第一弹簧23和第二弹簧24的共同作用，对套筒5的作用力更强，在不影响支撑涨杆31通过定位套33涨开的情况下，避免敲打锚杆杆体11向左冲击时对锚杆头的破环。