[实用新型]一种预应力注浆锚杆

说明书

本实用新型涉及岩土工程支护技术领域，提供了一种预应力注浆锚杆，包括锚固段，还包括注浆段；锚固段的尾部与注浆段的头部相连，锚固段用于在钻孔内固定，利用锚固剂与钻孔底段围岩固结，注浆段用于向钻孔内注浆。本实用新型提供的预应力注浆锚杆，通过设置与锚固段相连的注浆段，在锚杆预紧的基础上，实现预应力注浆锚杆全长锚固，既满足围岩及时支护初始安装预紧条件，又能对自由段进行注浆锚固，有效控制巷道围岩的变形破坏深度，显著提高预应力注浆锚杆的锚固稳定性，确保高应力环境下巷道破碎围岩的支护安全。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程支护技术领域，特别是涉及一种预应力注浆锚杆。

背景技术

预应力锚杆支护作为煤矿巷道安全高效的主要支护方式，已在我国煤矿巷道支护中广泛应用。预应力锚杆支护是将锚杆一端锚固于煤岩体内，拧紧杆尾螺母对围岩施加预应力，利用托盘等配套构件，约束巷道围岩的变形离层、碎胀与滑移错动。

图1为现有技术中的预应力锚杆支护系统安装结构，预应力锚杆支护施工，首先使用与锚杆和锚固剂直径匹配的钻头，在巷道围岩表面锚杆安装位置打孔；之后向钻孔内装入锚固剂并推送到孔底，旋转并推进锚杆搅拌锚固剂，锚固剂搅拌后固化，将锚杆与孔壁粘结锚固；最后铺设金属网、安装钢带和托盘等护表构件，拧紧杆尾螺母对围岩施加预应力。预应力支护锚杆预紧时孔口侧需要保留一定的自由长度，使锚杆预紧力传递到围岩内部。因此，预应力锚杆支护一般采用端部锚固或加长锚固，即：使用的锚固剂搅拌后充填钻孔底端的一定长度，锚杆在钻孔内形成锚固段L₂和自由段L₁，锚固段对锚杆提供锚固力，自由段则在预紧时对围岩施加预应力。

锚杆的锚固长度影响锚杆的锚固稳定性，由于煤系地层由煤、泥岩、页岩、砂岩等不同岩性和厚度的沉积岩组成，岩层的厚度和强度变化大、结构复杂；地壳运动过程在地层内形成大量褶曲、断层等地质构造，岩层内部层理与各向节理裂隙交叉存在，岩层的结构完整性差。巷道开挖后在地应力、构造应力、采掘动压等综合应力作用下，巷道围岩不可避免地由浅层开始发生破坏，裂隙张开伴随碎涨扩容、滑移等变形；并且随着时间推移，破坏范围逐步向围岩深部发展。巷道围岩应力越高，变形破坏的深度就越大。随着煤矿开采深度和开采强度的不断增加，深井、强烈采动等高应力环境越来越多，巷道围岩变形破坏深度也越来越大，尤其是高应力、破碎围岩、孤岛工作面、临近采空区等复杂困难巷道围岩，破坏范围往往达到甚至超过锚杆锚固深度，造成锚杆的锚固力下降甚至丧失锚固力，导致支护系统失稳甚至完全失效，严重威胁巷道安全。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供一种预应力注浆锚杆，以解决现有技术中预应力锚杆在高应力巷道围岩中的锚固可靠性低，支护效果不稳定的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种预应力注浆锚杆，包括锚固段，还包括注浆段；锚固段的尾部与注浆段的头部相连，锚固段用于在钻孔内固定，通过锚固剂与钻孔底段围岩固结，注浆段用于向钻孔内注浆。

其中，该预应力注浆锚杆还包括连接头；连接头为管状结构，连接头的管壁开设有第一注浆孔，连接头的一端与锚固段的尾部相连，另一端与注浆段的头部相连。

其中，该预应力注浆锚杆还包括封孔胶筒、胶筒锁紧环与定位卡环；注浆段为管状结构，注浆段的管壁开设有第二注浆孔，封孔胶筒套设于开设有第二注浆孔的注浆段；在封孔胶筒的两端均套设有胶筒锁紧环；定位卡环套设于注浆段，定位卡环与靠近注浆段尾部设置的胶筒锁紧环配合，以固定封孔胶筒靠近注浆段尾部的一端。

其中，该预应力注浆锚杆还包括弹性内密封套；弹性内密封套套设于第二注浆孔所在位置处的注浆段。

其中，该预应力注浆锚杆还包括封孔密封片与密封片压环；连接头的内管壁设置有阶梯孔，第一注浆孔位于阶梯孔与锚固段之间的区域；封孔密封片与密封片压环通过阶梯孔顺序卡设在连接头的内腔。