一种内置锚固剂的旋入式预应力锚杆的制作方法

本发明涉及隧道支护，具体涉及一种内置锚固剂的旋入式预应力锚杆。

背景技术：

1、目前，岩土及矿山、隧道领域中，通常采用锚杆支护，常用锚杆有树脂锚杆和砂浆锚杆等。隧道支护系统中，树脂锚杆具有凝固时间短、受力快的特点，被广泛使用。

2、普通树脂锚杆的施工过程为：(1)钻锚孔、(2)将树脂卷送入锚孔内、(3)插入锚杆、(4)锚杆转动搅碎树脂卷，使树脂卷混合凝固后对锚杆进行锚固。其中第二步，树脂卷的送入通常通过高压水或高压气直接将树脂卷推入锚孔的底部，但是使用过程，由于锚孔的轴线不是标准直线(即孔不直)、树脂卷与锚孔之间摩擦力大以及树脂卷本身柔软，导向性差等因素的影响，导致树脂卷很难送到位。

3、为解决上述问题，现有技术提出了一种内藏树脂自钻式高延展预应力中空锚杆，但是这样的树脂锚杆还是存在如下问题：由于树脂锚固剂挤出前没有充分混合均匀导致锚固力差，围岩大变形导致锚杆失效易出现安全隐患。

技术实现思路

1、本发明为解决现有技术的不足，目的在于提供一种内藏树脂自钻式高延展预应力中空锚杆，采用本方案，通过尖刺部，能在推进过程中刺破树脂锚固剂的包装，还能通过螺旋混凝铰刀，使树脂锚固剂在推进过程中充分混合均匀。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、一种内置锚固剂的旋入式预应力锚杆，包括：

4、锚固段杆体，所述锚固段杆体沿自身长度方向带有贯通的通孔，所述通孔内部放置有树脂锚固剂；

5、中空锚杆，所述中空锚杆外径和所述通孔内径相适配；

6、锚头，所述锚头固定于所述锚固段杆体一端，所述锚头一端伸入所述锚固段杆体内部，且所述锚头一端带有螺旋混凝铰刀，所述螺旋混凝铰刀的外径尺寸和所述通孔内径相适配，且所述螺旋混凝铰刀朝向所述树脂锚固剂的一端带有尖刺部；

7、所述锚头上带有和所述锚固段杆体内部连通的溢出孔。

8、相对于现有技术中，由于树脂锚固剂挤出前没有充分混合均匀导致锚固力差，围岩大变形导致锚杆失效易出现安全隐患的问题，本发明提供了一种内藏树脂自钻式高延展预应力中空锚杆，采用本方案，通过尖刺部，能在推进过程中刺破树脂锚固剂的包装，还能通过螺旋混凝铰刀，使树脂锚固剂在推进过程中充分混合均匀。具体方案中，包括有能伸入土体内的锚固段杆体，通过推动锚固杆杆体伸入土体内部，以为中空锚杆预留安装空间，并对其进行导向；在锚固段杆体固定后，即可将中空锚杆从锚固段杆体另一端内伸入，从而将中空锚杆逐渐送入到锚固段杆体内部，以实现注浆；由于锚固段杆体内带有树脂锚固剂，且锚头伸入锚固段杆体的一端带有螺旋混凝铰刀，这样，在中空锚杆的送入过程中，会逐渐挤压树脂锚固剂，最终通过尖刺部将树脂锚固剂的包装刺破，使树脂和锚固剂相互混合；由于现有技术中树脂锚固剂的包装药卷均是从前端刺破，导致树脂和锚固剂无法充分混合，而本方案在树脂锚固剂后端设置尖刺部，从而将树脂锚固剂的包装药卷后端刺破，这样，刺破后，随着中空锚杆对液体的逐渐挤压，使液体进入到螺旋混凝铰刀上的螺旋通道内，使液体呈螺旋流动，从而实现树脂和锚固剂的充分混合，当然，螺旋混凝铰刀的直径也可以略小于通孔内径；当充分混合的液体通过螺旋混凝铰刀后，会被挤压到锚头的溢出孔内，并通过溢出孔排出，实现初始锚固。故以上方案，能通过后端刺破的方式，并通过挤压和螺旋混凝铰刀上的螺旋通道，实现树脂和锚固剂的充分混合均匀，从而提高锚固能力。

9、为进一步实现外部树脂锚固剂的均匀锚固，所述中空锚杆外壁带有外螺纹，所述锚固段杆体内侧带有和所述外螺纹相适配的内螺纹。本方案中，中空锚杆和锚固段杆体之间螺纹连接，这样，中空锚杆初始固定在土体内部，即可在通过螺纹连接旋入中空锚杆，在中空锚杆旋入到底后，即内部抵在尖刺部时，此时中空锚杆相对于锚固段杆体无法发生转动，当再次带动中空锚杆旋转时，即可带动锚固杆杆体同步转动，锚固杆杆体旋转时，可实现对外部的混合液进行均匀搅拌，使外部混合液均匀分布，以进一步提高锚固能力。

10、为实现中空锚杆和锚固段杆体的快速连接，所述锚固段杆体另一端内侧同轴固定有波形螺纹管，所述锚固段杆体通过所述波形螺纹管和所述中空锚杆螺纹连接。本方案中，仅在锚固段杆体内设置一段波形螺纹，在实现和中空锚杆快速连接的同时，还能使中间管段呈平直段，这样，可使堵头，即球体在平直段上滑动，用于放置滑动卡死以及提高密封性能；另外，在锚固段杆体另一端内部设置波形螺纹管，可挡住堵头进行限位，避免堵头，即球体掉落。

11、为提高连接强度，所述波形螺纹管和所述锚固段杆体另一端内侧焊接。

12、为防止树脂锚固剂回流，堵住出浆孔，还包括堵头，所述堵头放置于所述通孔内部，并和所述通孔密封滑动连接，所述堵头能沿所述锚固段杆体长度方向移动；所述树脂锚固剂位于所述锚头和所述堵头之间。本方案中，通过堵头将锚固段杆体另一端密封，即可在中空锚杆推进过程中，在通过堵头挤压树脂锚固剂的同时，还能防止树脂锚固剂回流，导致出浆孔堵塞。

13、为避免推进卡死，导致中空锚杆推进困难，所述堵头为球体，所述球体的外径尺寸和所述通孔内径相适配。

14、为实现中空锚杆螺纹旋进时，保持锚固段杆体的静止，所述锚头位于所述锚固段杆体之外的另一端为十字螺丝刀状。本方案中，前端为十字螺丝刀形状，在锚杆推进过程中可以推开因塌孔产生的碎土，在中空锚杆推进到位后，可以固定锚固段杆体在中空锚杆继续推进旋转推出树脂锚固剂时保持静止。

15、为实现中空锚杆的注浆，所述锚固段杆体另一端还带有出浆孔。

16、作为一种冗余方案，所述中空锚杆远离所述锚固段杆体的一端带有止浆塞，并在止浆塞处固定有垫板。

17、作为一种冗余方案，所述中空锚杆上还套设有球形垫片和螺母，所述螺母和所述中空锚杆螺纹连接；所述球形垫片位于所述垫板和螺母之间，所述球形垫片的凸起部分和所述垫板凸起部分的中心孔相对紧压设置。

18、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

19、1.本发明提供了一种内藏树脂自钻式高延展预应力中空锚杆，采用本方案，通过螺旋混凝铰刀在中空锚杆旋转推进防止锚固剂回流的球体时可以刺破树脂锚固剂的包装，并使树脂锚固剂充分混合均匀，混合均匀的树脂锚固剂通过溢出孔，树脂锚固剂进入锚孔内，达到快速锚固的效果，操作方便安全，施工效率高，施工质量可靠，综合效益显著。

20、2.本发明提供了一种内藏树脂自钻式高延展预应力中空锚杆，采用本方案，中空锚杆和锚固段杆体之间螺纹连接，这样，中空锚杆初始固定在土体内部，即可在通过螺纹连接旋入中空锚杆，在中空锚杆旋入到底后，即内部抵在尖刺部时，此时中空锚杆相对于锚固段杆体无法发生转动，当再次带动中空锚杆旋转时，即可带动锚固杆杆体同步转动，锚固杆杆体旋转时，可实现对外部的混合液进行均匀搅拌，使外部混合液均匀分布，以进一步提高锚固能力。

21、3.本发明提供了一种内藏树脂自钻式高延展预应力中空锚杆，采用本方案，仅在锚固段杆体内设置一段波形螺纹，在实现和中空锚杆快速连接的同时，还能使中间管段呈平直段，这样，可使堵头，即球体在平直段上滑动，用于放置滑动卡死以及提高密封性能；另外，在锚固段杆体另一端内部设置波形螺纹管，可挡住堵头进行限位，避免堵头，即球体掉落。

22、4.本发明提供了一种内藏树脂自钻式高延展预应力中空锚杆，采用本方案，通过堵头，即球体将锚固段杆体另一端密封，即可在中空锚杆推进过程中，在通过球体挤压树脂锚固剂的同时，还能防止树脂锚固剂回流，导致出浆孔堵塞；另外，球状设计可以避免滑动卡顿导致预应力中空锚杆推进困难等。