药卷锚杆加工方法

技术领域

本申请涉及锚杆支护的技术领域，具体是一种药卷锚杆加工方法。

背景技术

隧道初期支护主要用于开挖隧道后，对隧道的岩壁进行挂网、打锚作业以进行加固，防止碎石松动掉落伤及人员或设备。对于打锚作业所用到的锚杆，包括药卷锚杆和机械涨紧式锚杆等，对于药卷锚杆，例如公开号为CN 113958352A的中国专利文献公开了一种适用于软弱破碎岩土体的锚杆与施工方法，锚杆体的远端开设有供锚固剂外溢至外部的第一出浆孔，第一出浆孔开放，这就导致在送杆过程中，碎石或泥土容易经第一出浆孔进入锚杆体内，提早对药卷包破坏，影响后续的安装。因此，为了减少和避免上述问题发生，锚固体的远端封闭，封闭的一端一般采用同种实心材料机加工而成，再将其和中空的杆体焊接形成锚锚杆体，则药卷只能从锚杆体开放的一端装入，且还需要在锚杆体内单独设置用于破封药卷的部件，例如刀头等。

发明内容

本申请提供了一种药卷锚杆加工方法，方便加工和组装。

本申请还提供一种药卷锚杆加工方法，所述药卷锚杆包括可容纳锚固剂药卷的套筒、连接于所述套筒内封堵件以及插入所述套筒的锚杆体，所述加工方法包括：

S100、利用板材加工得到一体结构的封堵件；

S200、将所述封堵件以及所述锚杆体分别装配至所述套筒。

2.根据权利要求1所述的药卷锚杆加工方法，其特征在于，S100包括：

S110、提供并裁剪板材，形成连接部以及分布在连接部两侧的阻挡部和切割刃；

S120、卷绕所述连接部以及所述切割刃形成筒状结构且所述切割刃的其中一部分径向内折形成刃部。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，S110中，针对所述板材的一侧，形成L形切口，并在S120中将L形切口包围的区域进行折弯形成所述刃部。

可选的，S110中，还包括在所述连接部中进行局部切除，保留部位构成所述连接条，所述连接条为并排布置的至少两条。

可选的，S120中，所述筒状结构在卷绕的拼合部位留有缺口，以适应所述封堵件的形变。

可选的，S120中，先卷绕所述连接部以及所述切割刃形成筒状结构，再将所述切割刃的其中一部分径向内折形成所述刃部。

可选的，S120中，先将所述切割刃的其中一部分径向内折形成所述刃部，再卷绕所述连接部以及所述切割刃形成筒状结构。

可选的，S200包括：

S210、将所述锚杆体插装于所述套筒；

S220、将所述封堵件插装于所述套筒。

可选的，S220中，还包括调整所述封堵件与所述套筒的周向位置。

可选的，所述封堵件与所述套筒彼此周向就位后，通过径向延伸的插销限制两者的周向相对位置。

本申请的药卷锚杆加工方法，封堵件采用板材加工，再利用板材的形变能力预成型相应的形状实现与套筒的连接和封堵碎石。其中封堵件本身通过板材加工，成本低廉，并利用了板材的强形变能力方便预成型加工。再者，板材可预成型为筒状来插入套筒，省去了焊接操作，方便了组装。

附图说明

图1为本申请一实施例的药卷锚杆在送杆至锚杆孔底时的结构视图；

图2为图1中药卷锚杆的远端，锚杆体向远端挤压破封药卷时的结构视图；

图3为图2中药卷锚杆的远端，锚杆体进一步向远端运动使得阻挡部切换至打开状态时的结构视图；

图4为本申请一实施例的套筒和封堵件之间的装配立体图；

图5为图4中套筒、封堵件和插销之间的爆炸视图；

图6为本申请一实施例的封堵件的结构视图；

图7为本申请一实施例的封堵件的主视图；

图8为图7的封堵件A-A方向的剖视图；

图9为本申请一实施例的封堵件的展开投影视图；

图10为本申请一实施例的套筒和封堵件的主视图；

图11为图10中B-B方向的剖视图；

图12为本申请一实施例的药卷锚杆的加工方法；

图13为本申请一实施例的片材的结构视图；

图14为本申请一实施例的半成品的结构视图；

图15为图14中的半成品卷绕成筒状结构的结构视图；

图16为本申请一实施例的半成品经卷绕而成的结构视图；

图17为图16中内折形成刃部的结构视图；

图18为图17中弯折阻挡部的结构视图。

图中附图标记说明如下：

1000、锚杆；100、套筒；101、近端；102、远端；110、收容腔；120、第一开口；130、第二开口；140、斜切口；150、锁紧螺母；160、垫片；170、第二定位孔；

200、锚杆体；

300、封堵件；310、连接部；311、缺口；312、直线；313、第一环体；314、第二环体；315、连接条；

320、阻挡部；321、长轴；322、短轴；323、延伸部；324、连接部位；

330、切割刃；331、根部；332、刃部；333、镂空区；340、间隙；350、凹陷部；

400、药卷；410、薄膜；420、胶泥；430、固化剂；440、锚固剂；500、插销；510、上侧；520、下侧；600、锚杆孔；

710、板材；711、半成品；720、L形切口；730、辅助工具。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、次序。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

如图1所示，本申请中提供的药卷锚杆应用于对岩层打锚作业，打锚作业具体包括送杆、安装锚杆和锁紧锚杆三个步骤，送杆为将药卷锚杆送入锚杆孔600内；安装锚杆为将锚固剂药卷破封并使其外溢固化形成锚固力；锁紧锚杆为转动锁紧螺母150驱动垫片160相抵于岩层表面等其他现有技术。

如图1～图3，本申请提供一种药卷锚杆1000，包括同轴设置的套筒100、锚杆体200和封堵件300，套筒100具有近端101和远端102，并分别对应下述的后侧和前侧。套筒100的两端(近端和远端)开放且内部中空形成用于放置锚固剂药卷(下述简称药卷400)的收容腔110。组装时，药卷400可从套筒100的一端装入收容腔110内。药卷400实际为至少两种组分一同分装于同一封装袋中，封装袋实际为一层密封薄膜，例如为两种组分，封装袋的中间设有薄膜410将胶泥420和固化剂430隔开。为方便叙述，锚固剂是对所有组分的统称。锚杆体200的远端从套筒近端插入套筒内，且两者之间螺纹连接或者设置有限制两者轴向移动的限制机构，例如插销等作为临时限制，该限制机构在安装锚杆时，由机具向锚杆体施加作用力使其失效，从而允许锚杆体相对套筒向远端运动。

封堵件300包括与套筒100固定连接的连接部310，以及活动连接于连接部310的阻挡部320，阻挡部320相对连接部310活动并具有封堵套筒远端的封闭状态(如图1和图2)，以及开放套筒远端供锚固剂外溢至收容腔外的打开状态(如图3)。

安装锚杆时，通过机具驱动锚杆体200向远端运动挤压破封药卷400，渗漏出封装袋并混合后的锚固剂440在锚杆体200的持续挤压作用下，向远端移动直至顶推阻挡部320使其切换至打开状态，并最终从套筒100的远端溢出(如图3)。

本申请的药卷锚杆，封堵件在送杆时处于封闭状态以阻挡碎石块等进入套筒内，避免药卷被提前破封，在安装锚杆时，封堵件由锚固剂驱动切换至打开状态，使得锚固剂可从套筒远端外溢。满足现有的安装工艺，并提高了打锚作业效率。

对于封堵件，如图4～图9所示，连接部310为涨紧地嵌于套筒100的环体，该环体的截面外轮廓为圆形或近似圆形，其具有相应的轴向和径向，在封堵件300安装后，环体轴向与套筒轴向视为同轴。

其中环体具有沿套筒轴向延伸的适应自身形变的缺口311，首先环体在套筒外具有径向尺寸大于套筒内壁的自然状态，缺口311允许环体在受力后径向形变缩小后塞入套筒100内，以方便封堵件的安装；最后环体的径向尺寸适应套筒的内壁，且依靠形变力而向套筒内壁施加径向作用力，从而提高静摩擦力以实现封堵件300涨紧地固定于套筒100。

其中，封堵件300处在药卷400的远端，阻挡部320连接在环体的远端，环体的近端连接有用于破封药卷400的切割刃330。切割刃330包括与环体相连的根部331，以及相对根部331径向向内延伸的刃部332。一实施例中，如图9所示，封堵件300为片状结构，环体由片状结构卷绕而成，缺口311为片状结构的边缘经卷绕后自然形成；则环体和切割刃330为一体结构，刃部332由切割刃330局部弯折形成，弯折的角度为45～90°，优选为90°，使得刃部332尽量靠近套筒轴线，确保能划破药卷400，并且由于封堵件300为片状结构且足够薄，厚度为0.5～2mm，优选为1mm，使得刃部332自然而然形成，无需额外加工。

在一实施例中，切割刃330为绕环体周向排布的多个，相应的刃部332也为多个，破封效果更佳。其中片状结构的封堵件300裁剪路径为L形切口，L形切口弯折形成刃部332，刃部332在弯折前，所有切割刃330与环体为等径的筒状结构。其中，相邻的刃部332之间形成镂空区333，套筒100的外周开设有与镂空区333对应的第一开口120，在破封的同时，混合后的锚固剂440可经由第一开口120外溢至收容腔外。优选的，第一开口120的数量为一个或多个。

结合前述封堵件300为片状结构，在一实施例中，阻挡部320和环体为一体结构，且阻挡部320为片体且相对环体可弯折以适应阻挡部320从封闭状态切换至打开状态。当然阻挡部320和环体之间的连接部位324(图6和图9中粗线位置)，连接部位324的连接距离较小得以实现阻挡部320的可弯折，在初期制造时，将环体卷绕而成后，再将阻挡部320弯折塑形。其中，套筒100的远端具有相对套筒轴向倾斜的斜切口140，以方便送杆作业。相应的，套筒内壁在斜切口140的切面形状为椭圆形，则阻挡部320为与斜切口140相适应的椭圆片，阻挡部320具有相对的长轴321和短轴322，长轴321的一端一体连接于环体。垂直于长轴的弦较短轴更短，从而减少了与环体的连接距离，便于弯折塑形和阻挡部切换于打开状态。

在封闭状态下，阻挡部320相对环体轴线倾斜布置，阻挡部320具有越过环体远端端面的延伸部323(结合图8，虚线所在的右侧为延伸部323)，延伸部323与环体远端端面之间具有间隙340，套筒100上开设有与间隙340相对应的第二开口130，第二开口130供锚固剂外溢至收容腔外。结合前述，长轴与环体连接，使得间隙340的空间更大，便于第二开口130数量上和尺寸上的设置。

在一实施例中，环体朝向远端侧设有凹陷部350，凹陷部350相对环体的远端端面凹陷设置，结合附图9，该图为封堵件的展开投影图，环体的远端端面为直线312，凹陷部350相对该直线312凹陷，阻挡部320和凹陷部350相连接，凹陷部350的形状类似于抛物线状。卷绕且塑形后，即在封闭状态下，凹陷部350的边缘与阻挡部320的近端端面相抵，一方面起到阻挡部320塑形时的定位，另一方面，在将封堵件300嵌于套筒100内的过程中，需要向阻挡部320施加作用力，而凹陷部350的边缘与阻挡部320的近端端面相抵可避免阻挡部320受力形变，以及避免阻挡部320与环体或套筒内壁卡合导致后续打开困难。

如图10和图11所示，在另一实施例中，封堵件300和套筒100之间设置有限制两者相对位置的插销500，相对位置包括封堵件300与套筒100的轴向位置和周向位置，具体的：

轴向位置上，套筒100的斜切口140的切面高于阻挡部320，起到一定的防护作用；

周向位置上，阻挡部320基本与斜切口140平行，便于第二开口的设置以及阻挡部在打开初期就能形成锚固剂外溢的缝隙。

其中，封堵件300和套筒100上分别开设有相互对应的第一定位孔和第二定位孔170，插销500插入第一定位孔和第二定位孔，两定位孔中至少一定位孔与插销500相配合。例如，插销500为圆柱，套筒100上的第二定位孔150为圆孔，环体包括间隔布置的第一环体313、第二环体314，以及连接第一环体313和第二环体314的连接条315，连接条315至少为两根且间隔布置，其形状不受限制，例如附图中的长条形。图示中，连接条315为两根，且分别处于插销500的上侧510和下侧520，从而限制封堵件300相对套筒100的转动。

本申请的药卷锚杆中的封堵件由片材裁切后卷绕塑形而成，加工制造简单，并在送杆过程中，阻挡部处于封闭状态以阻挡碎石块等进入套筒内，保护锚固剂药卷不被提前破封；而在安装时，药卷被破封后，锚固剂被锚杆体挤压前行顶推阻挡部使其切换至打开状态，从而允许锚固剂从套筒远端外溢，满足现有的安装工艺且避免送杆时锚固剂药卷被破封，提高了打锚作业的效率。

参阅图12～图18，下面对该药卷锚杆的加工方法进行说明，其中提供套筒100、锚杆体200和药卷400，套筒100和锚杆体200可采用上述实施例。加工方法包括：

S100、利用板材加工得到一体结构的封堵件300，其中板材经过线切割、激光切割等加工工艺获得半成品711，该半成品711仍旧是片状，一体结构表征该半成品711是相连的，并非相互独立的多个，或是将相互独立的多个重新连接而成。板材710的厚度范围应便于卷绕，折边等成型工艺，例如0.2～3mm，又例如0.5～2mm，优选为1mm。

S200、将封堵件300以及锚杆体200分别装配至套筒100。锚杆体200与套筒100的装配可参照前述实施例，在此不做详细叙述。对于封堵件300，可利用板材本身较强的形变能力预成型相应的形状实现与套筒100的组装，以及实现上述实施例中封堵碎石以及打开供锚固剂外溢的功能。

需要说明的是，药卷400的装配顺序没有严格限制，在套筒100的至少一端未被封堵件300或锚杆体200装配前均可塞入套筒100内。

例如前述的封堵件300的连接部310为筒状结构，与套筒100的内壁紧配合连接，阻挡部320同样利用了板材的较好的形变能力以折弯形成，在送杆过程中阻挡碎石进入套筒，且阻挡部320的形变特性还能够被锚固剂推顶开从而供锚固剂外溢。

本申请的药卷锚杆加工方法，套筒本身可采用常规的管材加工获得，而封堵件则是可通过板材切割、预成型相应的形状后实现与套筒的连接，和封堵碎石以及打开供锚固剂外溢的功能。封堵件的加工较现有技术更便捷，且加工和相应的功能均是利用了板材的形变能力。

在S100中，包括：

S110、提供板材710并裁剪板材，形成连接部310以及分布在连接部两侧的阻挡部320和切割刃330(图14中虚线以下为切割刃，虚线以上为连接部和阻挡部)，注意在此步骤中，板材710经裁剪后为半成品711，各部位仅仅是对不同位置的划分和标注。

S120、卷绕连接部310以及切割刃330形成筒状结构，且切割刃330的其中一部分径向内折形成刃部332。卷绕时可利用辅助工具730，例如管或棒将半成品711卷绕成筒状结构。其中对于卷绕操作和刃部的内折操作，两个操作的顺序没有严格限制，具体如下：

如图15～图17，在S120中，先卷绕连接部310以及切割刃330形成筒状结构，再将切割刃330的其中一部分径向内折形成刃部332。

或者在S120中，先将切割刃330的其中一部分径向内折形成刃部332，再卷绕连接部310以及切割刃330形成筒状结构。当然这种操作顺序也是基于切割刃330设置在连接部310的一侧，且切割刃330沿轴向的长度占比较小，不影响卷绕操作。

对于刃部332的形成，在S110中，针对板材710的一侧，形成L形切口720，并在S120中将L形切口720包围的区域进行折弯形成刃部332。S110中，还包括在连接部310中进行局部切除，剩余保留部位构成连接条315，连接条315为并排布置的至少两条。

其中，在卷绕操作前，阻挡部320保持不变。

在一实施例中，在S120中，筒状结构在卷绕的拼合部位自适应形成缺口311，并保留该缺口311，以适应封堵件300的形变。该形变主要适应筒状结构的外周尺寸的变化。其中S200包括：

S210、将锚杆体200插装于套筒100；

S220、将封堵件300插装于套筒100。

如图18所示，在S210中，阻挡部320相对于连接部310为弯折状态且与连接部310的边缘相抵，插装时通过阻挡部320对封堵件300施力，驱动封堵件300进入套筒。

具体的组装时，向筒状结构的外周面施力使得缺口311减小或消失，例如相抵或相互错位重叠，减小筒状结构的截面尺寸(沿筒状结构的径向)，以便于插入套筒100内，释放作用力后，筒状结构依靠自身弹性复位直至相抵于套筒100的内壁，从而提高与套筒的摩擦力，提高两者的连接稳定性。

在一实施例中，在S210中，阻挡部320相对于连接部310为弯折状态且与连接部310的边缘相抵，插装时通过阻挡部320对封堵件300施力，驱动封堵件300进入套筒。其中阻挡部320可通过工具或徒手弯折，直至相抵于连接部310的边缘，实现预成型定位，以及在将封堵件300进行插装入套筒100内时，通过工具捶打阻挡部320推顶封堵件300相对套筒100滑动直至相应位置。

在一实施例中，反复弯折阻挡部320。改变阻挡部320与连接部310之间的连接位置的韧性，便于阻挡部320后续被锚固剂推顶切换至打开状态。

参照前述实施例的封堵件300和套筒100的结构，两者之间在周向上具有最佳的匹配位置，因此，在S220中，还包括调整封堵件300与套筒100的周向位置。例如封堵件300在插装入套筒100前，先大致调整两者的周向位置相适应，在插装过程中势必出现少量的周向偏斜，插装过程中直至连接条331位于套筒100的第二开口130轴向位置相对应时停止，然后用工具，例如老虎钳伸入第二开口130作用于连接条331进行周向校准。

封堵件300与套筒100彼此周向就位后，通过径向延伸的插销500限制两者的周向相对位置。

本申请的药卷锚杆加工方法，套筒本身可采用常规的管材加工获得，而封堵件则是可通过板材切割、预成型相应的形状后实现与套筒的连接，和封堵碎石以及打开供锚固剂外溢的功能。封堵件的加工较现有技术更便捷，筒状结构的连接部与套筒紧配合，组装更方便。且加工和相应的功能均是利用了板材的形变能力。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。