[发明专利]一种具有地质探测和锚固功能的中空锚杆及其排气注浆方法

权利要求书

1.一种具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，包括涨壳锚头、锚杆、涨壳片、钢塞、止浆塞、注浆管、垫板、螺母、堵头，所述涨壳锚头安装在所述中空锚杆的顶端，通过涨壳片及钢塞与锚杆连接固定，其上设有预测感应芯片及排气排浆槽；所述锚杆内设有贯通的锚杆内孔，所述锚杆内孔内部设有预测传感器模块及信号传输线；所述涨壳锚头内部开设锚头内孔，且锚头内孔与锚杆内孔两者互相贯通；所述堵头设在所述锚杆远离涨壳锚头的另一端，所述信号传输线与堵头连接；所述止浆塞套装于所述锚杆上，用于固定锚杆，且便于封堵由钻头成型的锚孔口；所述垫板安装于止浆塞后端，所述注浆管穿过垫板及止浆塞，所述螺母拧紧于垫板后端，推动及巩固止浆塞和垫板；所述堵头外侧还连接有地质灾害预警传感器模块、供电装置、充电装置、信息交换模块以及通过无线远程连接的信息地面接收及处理系统。

2.根据权利要求1所述的具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，所述涨壳片为两片内部开设阶梯孔、外部设有阶梯圆的半圆柱片，两片所述涨壳片的前部分别与涨壳锚头后部的圆环槽扣合，外表面通过涨壳与涨壳锚头焊接固定，其后部从涨壳后部下方伸出；所述钢塞内部通过螺纹套装在锚杆上，其外部的圆锥面前端嵌入涨壳片内部的阶梯孔中。

3.根据权利要求2所述的具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，所述涨壳锚头和涨壳片的外表面相应位置上开有尺寸匹配的涨壳槽，所述涨壳通过焊接方式嵌入其中，将涨壳锚头和涨壳片在外部进行前后连接固定。

4.根据权利要求2所述的具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，所述涨壳片内部的阶梯孔包括圆柱孔和梯形圆锥孔；所述钢塞的外形为梯形圆锥体，其外部的圆锥面前端嵌入涨壳片内部的梯形圆锥孔中。

5.根据权利要求1所述的具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，所述排气排浆槽开设在所述涨壳锚头的顶端。

6.根据权利要求1所述的具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，所述止浆塞外形为梯形圆锥，且其梯形底面上开设有止浆塞锚杆孔和止浆塞注浆管孔，分别用于穿过锚杆和注浆管；所述止浆塞的圆锥最大直径与锚孔直径一致，起到封堵锚孔口、避免锚孔内注浆后漏浆、漏气的作用。

7.根据权利要求1所述的具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，所述垫板为套设在锚孔口处的锚杆上的薄板，其中间向后拱起圆弧部，并开设有垫板锚杆孔和垫板注浆管孔，便于锚杆和注浆管从中穿过。

8.根据权利要求1所述的具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，所述预测感应芯片嵌设在涨壳锚头的外表面，通过电线与预测传感器模块及信号传输线连接，当所述预测感应芯片与锚孔内壁的岩层结构接触时，起到实时探测、计算地下岩层压力、位移、温度、弯曲度等相关数据的作用。

9.根据权利要求8所述的具有地质探测和锚固功能的中空锚杆，其特征在于，所述预测传感器模块通过陆地声纳法感应到所述预测感应芯片测到的岩层压力、位移、温度、弯曲度等信息，转换到信号传输线上，再经信号传输线传输到堵头外的地质灾害预警传感器模块；地质灾害预警传感器模块与信息地面接收及处理系统通过无线远程连接，从而实现远程预警、防范。

10.一种根据权利要求1-9任一所述具有地质探测和锚固功能的中空锚杆的排气注浆方法，其特征在于，包括：

(一)用于边墙或锚孔向下倾斜的部位时，先将所述具有地质探测和锚固功能的中空锚杆朝下放入已由钻头成型的锚孔内，所述涨壳锚头顶住锚孔底部，然后，采用锚杆内注浆、锚孔口排浆排气的工艺，即：将锚杆的锚杆内孔作为进浆管用，通过锚杆内孔后端注入砂浆，砂浆由锚杆内部流到涨壳锚头前端的排气排浆槽，向锚杆外部充盈，将锚杆外的锚孔充填饱满后，经过注浆管向锚孔外排浆排气；

(二)用于拱部或锚孔向上倾斜、且仰角大于30°的部位时，先将所述具有地质探测和锚固功能的中空锚杆朝上放入已经由钻头成型的锚孔内，所述涨壳锚头顶住拱部，然后采用锚孔口注浆管注浆、涨壳锚头排浆排气的工艺，即：通过锚孔口的注浆管向锚孔内注入砂浆，砂浆由锚杆外部流到涨壳锚头前端的排气排浆槽，向锚杆内部充盈，锚杆内部的锚杆内孔作排气排浆管用，锚孔内的空气从锚杆内孔后端排出，注浆完成，立即在锚杆内孔后端处安装堵头。