本發(fā)明涉及一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，可取代各領(lǐng)域中非預(yù)應(yīng)力支護條件下的螺紋鋼錨桿，在錨桿臺車上實現(xiàn)鉆、注全流程機械化施工。

背景技術(shù)：

1、當前螺紋鋼錨桿普遍應(yīng)用于交通隧洞、水利水電、地下礦洞等領(lǐng)域的支護，市場占比大，其使用中的主要缺點有：錨桿為實心結(jié)構(gòu)，相比于同規(guī)格中空桿體，每米重量大，支護人工勞動強度大，支護效率低；施工中須要安裝注漿管、排氣管等，也會導(dǎo)致施工效率低，且如果注漿管或排氣管在孔內(nèi)發(fā)生彎折，易導(dǎo)致注漿不飽滿；螺紋鋼在孔內(nèi)不對中，影響桿體保護層一致性及錨固性能；需要安裝排氣管、注漿管，拱頂支護桿體須楔緊，工步多、操作復(fù)雜，難以全靠操作設(shè)備來實施，導(dǎo)致其最主要的缺點為，難以實現(xiàn)工法的機械化。

2、機械化施工是錨桿支護的必然發(fā)展趨勢，如類似于“cn220621918u一種漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿”的漲殼式低預(yù)應(yīng)力中空錨桿已經(jīng)實現(xiàn)機械化施工，但此金屬漲殼式錨桿適用于需要施加預(yù)應(yīng)力的圍巖，對于地質(zhì)圍巖條件較好不需要施加預(yù)應(yīng)力的工況，使用此漲殼式錨桿的成本較高，因此，漲殼式錨桿無法取代用量最大的螺紋鋼錨桿。亟需設(shè)計一種成本基本與螺紋鋼錨桿持平，但可實現(xiàn)機械化的新型錨桿來推動螺紋鋼錨桿的機械化發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提出了一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿及其使用方法。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，包括中空桿體和依次設(shè)置在中空桿體上的螺母、墊板、止?jié){塞和防墜帽，其中：防墜帽安裝在中空桿體頭部，止?jié){塞安裝在墊板前端，止?jié){塞內(nèi)孔為通孔，與中空桿體大徑貼合，止?jié){塞的大端面與墊板接觸，墊板內(nèi)孔為通孔，與中空桿體外表面存在間隙，墊板設(shè)置在螺母的前端，螺母壓緊墊板，使墊板緊貼巖面。

3、本發(fā)明還提供了一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿的使用方法，包括如下步驟：

4、步驟一、將防墜帽、止?jié){塞、螺母、墊板裝配在中空桿體上后放入錨桿庫；

5、步驟二、將錨桿臺車上的鑿巖機移動到懸臂上，對準指定位置鉆錨孔，直至鉆孔完成；

6、步驟三、鑿巖機退回到零位并切換錨桿機，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)從錨桿庫內(nèi)抓取錨桿放入錨桿機，錨桿機與錨桿尾部對接，并將錨桿推入錨孔，直至墊板上表面與隧道巖面貼緊，墊板下表面與螺母貼緊；

7、步驟四、錨桿機上的注漿設(shè)備通過錨桿中心孔向錨孔內(nèi)注漿，直至觀察到有水泥漿流出；

8、步驟五、錨桿機與錨桿脫離，即完成一根錨桿的施工。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是：

10、1、相比于同規(guī)格螺紋鋼錨桿，本發(fā)明的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿：1)重量輕。本發(fā)明的中空桿體進行熱處理，承載可與螺紋鋼錨桿相當，但質(zhì)量更輕，運輸、施工更方便；2)工步少、飽滿度好。中空桿體內(nèi)孔可直接進行注漿，無需安裝注漿管、排氣管，提升施工效率，同時可避免注漿管插入孔內(nèi)時彎折導(dǎo)致的注漿不飽滿的問題；3)更均勻。此發(fā)明前端的防墜帽，后端的止?jié){塞均可使桿體在孔內(nèi)居中，能有效保證錨桿保護層厚度的均勻性；4)機械化。工法簡單，只有鉆錨孔、插入錨桿、注漿幾個簡單的工步，易配合錨桿臺車實現(xiàn)機械化施工，本發(fā)明在錨桿臺車上機械化施工的詳細動作為：鉆孔—抓取—推入—注漿—退出；5)適用范圍廣，傳統(tǒng)螺紋鋼錨桿應(yīng)用的地質(zhì)、工況，本發(fā)明機械化施工均可適用，傳統(tǒng)螺紋鋼錨桿操作困難的工況(如：拱頂)，本發(fā)明機械化施工也可適用；6)省人工，實現(xiàn)機械化施工錨桿支護人員僅需設(shè)備操作1人，錨桿庫中錨桿用完后，也僅需操作者重新裝填即可；7)更安全。機械化施工，除將錨桿裝入錨桿庫的短時間內(nèi)，其余時間操作者均在錨桿臺車內(nèi)，安全性更高。

11、2、相比于漲殼式低預(yù)應(yīng)力中空錨桿，本發(fā)明的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿：1)設(shè)備要求更低。同樣實現(xiàn)機械化施工，本發(fā)明無需要求錨桿臺車內(nèi)外軸均可旋轉(zhuǎn)，設(shè)備要求更低(漲殼式低預(yù)應(yīng)力中空錨桿機械化安裝時，需要先使用內(nèi)套筒帶動桿體左旋，使?jié)q殼頭張開，實現(xiàn)錨桿整體在孔內(nèi)固定；再旋轉(zhuǎn)螺母，螺母將墊板貼緊到巖面上)；2)成本更低。漲殼式低預(yù)應(yīng)力錨桿前端的漲殼錨固頭成本遠高于本發(fā)明前端的防墜帽。

技術(shù)特征：

1.一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：包括中空桿體和依次設(shè)置在中空桿體上的螺母、墊板、止?jié){塞和防墜帽，其中：防墜帽安裝在中空桿體頭部，止?jié){塞安裝在墊板前端，止?jié){塞內(nèi)孔為通孔，與中空桿體大徑貼合，止?jié){塞的大端面與墊板接觸，墊板內(nèi)孔為通孔，與中空桿體外表面存在間隙，墊板設(shè)置在螺母的前端，螺母壓緊墊板，使墊板緊貼巖面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：所述防墜帽由彈簧和防墜彈片焊接而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：彈簧呈螺旋結(jié)構(gòu)，彈簧的螺距、尺寸與中空桿體外表面的螺紋相匹配。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：所述防墜彈片包括頂端的小錐面和尾部的彈性支腳。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：所述小錐面為圓周方向的圓錐體結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：所述小錐面為對稱的非封閉椎面結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：小錐面和彈性支腳通過彈性鋼片折彎制成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：彈性支腳在圓周方向至少為2個。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿，其特征在于：所述防墜帽整體為上小下大的椎體結(jié)構(gòu)。

10.一種基于權(quán)利要求1所述的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿的使用方法，其特征在于：包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于機械化施工的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿及其使用方法，非預(yù)應(yīng)力中空錨桿包括中空桿體和依次設(shè)置在中空桿體上的螺母、墊板、止?jié){塞和防墜帽，其中：防墜帽安裝在中空桿體頭部，止?jié){塞安裝在墊板前端，止?jié){塞內(nèi)孔為通孔，與中空桿體大徑貼合，止?jié){塞的大端面與墊板接觸，墊板內(nèi)孔為通孔，與中空桿體外表面存在間隙，墊板設(shè)置在螺母的前端，螺母壓緊墊板，使墊板緊貼巖面。采用本發(fā)明的非預(yù)應(yīng)力中空錨桿：1)重量輕。2)工步少、注漿飽滿度好、更均勻。4)工法簡單，可配合錨桿臺車實現(xiàn)機械化施工。

技術(shù)研發(fā)人員：劉航,孔令喜,蒙明亮,姚福君,朱永豪,幸濤
受保護的技術(shù)使用者：中鐵隆昌鐵路器材有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15