【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道支护领域，具体是一种涨壳式锚杆及其施工方法。
技术介绍
1、涨壳式锚杆因其具备快速锚固、便于安装的特性，被广泛应用于隧道及地下工程。但在使用过程中也存在一些不足，其中“单侧”锚固形式导致锚固可靠性差，尤其是在受冲击荷载影响的隧道中，锚固力下降非常普遍且明显。为此，如何实现锚固可靠性提升，并增强锚固性能，便成为了目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在涨壳式锚杆“单侧”锚固的形式锚固可靠性差，在受冲击荷载影响的隧道中锚固力下降普遍且明显的不足，提供了一种涨壳式锚杆，其在应用时利用涨壳锚固对称性提升锚固的可靠性和锚固性能。
2、本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：
3、一种涨壳式锚杆，包括锚杆本体、螺母、减摩垫圈、球形垫圈和带楔形槽垫板，所述螺母、减摩垫圈、球形垫圈和带楔形槽垫板依次设置于锚杆本体上，还包括内部锥形套筒和端部锥形套筒；所述锚杆本体为变螺纹方向杆体，包括内、中、外三段带螺纹杆体，其中，中段杆体的螺纹方向与内段杆体和外段杆体的螺纹方向相反；所述内部锥形套筒螺纹连接于中段杆体上，所述端部锥形套筒螺纹连接于外段杆体上，且所述端部锥形套筒的一端置于外段杆体外；所述内部锥形套筒和端部锥形套筒上均设置有钢制涨壳片，且设置于内部锥形套筒和端部锥形套筒上的钢制涨壳片倒刺方向相反。在现有技术中，专利技术人发现涨壳式锚杆大多采用“单侧”锚固的形式进行锚固，即涨壳片的倒刺方向均朝向同一侧，这使得涨壳式锚杆的锚固
4、进一步的，所述端部锥形套筒包括固定连接的第一圆柱中空套筒和第一锥形中空套筒，其中，所述第一锥形中空套筒置于靠近中段杆体的一侧，且锥面朝向中段杆体；所述第一圆柱中空套筒远离第一锥形中空套筒的一侧设置有第一外限位和内限位，其中，所述第一外限位环绕设置于第一圆柱中空套筒的外壁，所述内限位设置于第一圆柱中空套筒的内壁，且内限位设置有与第一圆柱中空套筒内部连通的中心孔。
5、进一步的，所述第一锥形中空套筒的外壁设置有三个第一扩展型凸弧和三个第一小凹弧，其中三个所述第一扩展型凸弧绕第一锥形中空套筒阵列分布，三个所述第一小凹弧间隔设置于三个第一扩展型凸弧之间。
6、进一步的，所述内部锥形套筒包括固定连接的第二圆柱中空套筒和第二锥形中空套筒，其中，所述第二锥形中空套筒置于靠近外段杆体的一侧，且锥面朝向外段杆体；所述第二圆柱中空套筒远离第二锥形中空套筒的一侧设置有第二外限位，所述第二外限位环绕设置于第二圆柱中空套筒的外壁。
7、进一步的，所述第二锥形中空套筒的外壁设置有三个第二扩展型凸弧和三个第二小凹弧，其中三个所述第二扩展型凸弧绕第二锥形中空套筒阵列分布，三个所述第二小凹弧间隔设置于三个第二扩展型凸弧之间。
8、进一步的，所述钢制涨壳片内侧设置有扩展型凹弧和大凹弧，其中，所述扩展型凹弧与第一扩展型凸弧和/或第二扩展型凸弧相契合，所述大凹弧与第一圆柱中空套筒外轮廓和/或第二圆柱中空套筒外轮廓相契合。
9、进一步的，所述钢制涨壳片的涨壳片的倒刺形角度大于45°。
10、进一步的，本申请所述的一种涨壳式锚杆还包括定位钢片，所述定位钢片的两端通过固定螺丝分别固定于内部锥形套筒和端部锥形套筒上，且所述定位钢片通过固定螺丝固定于钢制涨壳片上。本申请在安装钢制涨壳片时设置有定位钢片，并通过固定螺丝与定位钢片将钢制涨壳片与内部锥形套筒和端部锥形套筒连接。
11、第二方面，本申请还提供了一种涨壳式锚杆的施工方法，其特征在于，采用如上所述的一种涨壳式锚杆，包括以下步骤：
12、s1：将内部锥形套筒旋入中段杆体，将端部锥形套筒旋入外段杆体，在内部锥形套筒和端部锥形套筒上安装钢制涨壳片；
13、s2：在内段杆体上依次安装带螺母、减摩垫圈、球形垫圈和带楔形槽垫板；
14、s3：确定目标岩体，在钻设锚孔，将锚杆推至锚孔底部；
15、s4：拧动螺母至预定扭矩；
16、s5：通过锚杆本体进行注浆，完成锚杆安装。
17、综上所述，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术改变传统涨壳锚固仅为单向锚固，无法充分发挥涨壳片锚固性能的不足，采用中段杆体和外段杆体上分别对应设置内部锥形套筒和端部锥形套筒，且在内部锥形套筒和端部锥形套筒上设置钢制涨壳片，而设置在内部锥形套筒和端部锥形套筒上的钢制涨壳片倒刺方向相反，使得在锚固时通过设置在内部锥形套筒和端部锥形套筒上的钢制涨壳片实现双向锚固，结构受力更优的同时，提升锚固可靠性和锚固性能。
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1.一种涨壳式锚杆，包括锚杆本体(10)、螺母(7)、减摩垫圈(9)、球形垫圈(5)和带楔形槽垫板(8)，所述螺母(7)、减摩垫圈(9)、球形垫圈(5)和带楔形槽垫板(8)依次设置于锚杆本体(10)上，其特征在于，还包括内部锥形套筒(20)和端部锥形套筒(30)；所述锚杆本体(10)为变螺纹方向杆体，包括内、中、外三段带螺纹杆体，其中，中段杆体(12)的螺纹方向与内段杆体(11)和外段杆体(13)的螺纹方向相反；所述内部锥形套筒(20)螺纹连接于中段杆体(12)上，所述端部锥形套筒(30)螺纹连接于外段杆体(13)上，且所述端部锥形套筒(30)的一端置于外段杆体(13)外；所述内部锥形套筒(20)和端部锥形套筒(30)上均设置有钢制涨壳片(50)，且设置于内部锥形套筒(20)和端部锥形套筒(30)上的钢制涨壳片(50)倒刺方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，所述端部锥形套筒(30)包括固定连接的第一圆柱中空套筒(39)和第一锥形中空套筒(38)，其中，所述第一锥形中空套筒(38)置于靠近中段杆体(12)的一侧，且锥面朝向中段杆体(12)；所
3.根据权利要求2所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，所述第一锥形中空套筒(38)的外壁设置有三个第一扩展型凸弧(35)和三个第一小凹弧(34)，其中三个所述第一扩展型凸弧(35)绕第一锥形中空套筒(38)阵列分布，三个所述第一小凹弧(34)间隔设置于三个第一扩展型凸弧(35)之间。
4.根据权利要求1所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，所述内部锥形套筒(20)包括固定连接的第二圆柱中空套筒和第二锥形中空套筒，其中，所述第二锥形中空套筒置于靠近外段杆体(13)的一侧，且锥面朝向外段杆体(13)；所述第二圆柱中空套筒远离第二锥形中空套筒的一侧设置有第二外限位，所述第二外限位环绕设置于第二圆柱中空套筒的外壁。
5.根据权利要求4所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，所述第二锥形中空套筒的外壁设置有三个第二扩展型凸弧和三个第二小凹弧，其中三个所述第二扩展型凸弧绕第二锥形中空套筒阵列分布，三个所述第二小凹弧间隔设置于三个第二扩展型凸弧之间。
6.根据权利要求3或5所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，所述钢制涨壳片(50)内侧设置有扩展型凹弧(55)和大凹弧(56)，其中，所述扩展型凹弧(55)与第一扩展型凸弧(35)和/或第二扩展型凸弧相契合，所述大凹弧(56)与第一圆柱中空套筒(39)外轮廓和/或第二圆柱中空套筒外轮廓相契合。
7.根据权利要求1所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，所述钢制涨壳片(50)的涨壳片(57)的倒刺形角度大于45°。
8.根据权利要求1所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，还包括定位钢片(43)，所述定位钢片(43)的两端通过固定螺丝(44)分别固定于内部锥形套筒(20)和端部锥形套筒(30)上，且所述定位钢片(43)通过固定螺丝(44)固定于钢制涨壳片(50)上。
9.一种涨壳式锚杆的施工方法，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的一种涨壳式锚杆，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种涨壳式锚杆，包括锚杆本体(10)、螺母(7)、减摩垫圈(9)、球形垫圈(5)和带楔形槽垫板(8)，所述螺母(7)、减摩垫圈(9)、球形垫圈(5)和带楔形槽垫板(8)依次设置于锚杆本体(10)上，其特征在于，还包括内部锥形套筒(20)和端部锥形套筒(30)；所述锚杆本体(10)为变螺纹方向杆体，包括内、中、外三段带螺纹杆体，其中，中段杆体(12)的螺纹方向与内段杆体(11)和外段杆体(13)的螺纹方向相反；所述内部锥形套筒(20)螺纹连接于中段杆体(12)上，所述端部锥形套筒(30)螺纹连接于外段杆体(13)上，且所述端部锥形套筒(30)的一端置于外段杆体(13)外；所述内部锥形套筒(20)和端部锥形套筒(30)上均设置有钢制涨壳片(50)，且设置于内部锥形套筒(20)和端部锥形套筒(30)上的钢制涨壳片(50)倒刺方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，所述端部锥形套筒(30)包括固定连接的第一圆柱中空套筒(39)和第一锥形中空套筒(38)，其中，所述第一锥形中空套筒(38)置于靠近中段杆体(12)的一侧，且锥面朝向中段杆体(12)；所述第一圆柱中空套筒(39)远离第一锥形中空套筒(38)的一侧设置有第一外限位(33)和内限位(32)，其中，所述第一外限位(33)环绕设置于第一圆柱中空套筒(39)的外壁，所述内限位(32)设置于第一圆柱中空套筒(39)的内壁，且内限位(32)设置有与第一圆柱中空套筒(39)内部连通的中心孔(31)。
3.根据权利要求2所述的一种涨壳式锚杆，其特征在于，所述第一锥形中空套筒(38)的外壁设置有三个第一扩展型凸弧(35)和三个第一小凹弧(34)，其中三个所述第一扩展型凸弧(35)绕第...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭新新，秦瑶，王睿，汪波，于家武，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：
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