[发明专利]一种大变形预应力水力膨胀锚杆的使用方法

说明书

本发明公开了一种大变形预应力水力膨胀锚杆的使用方法。它包括如下步骤，步骤一：在围岩上形成钻孔；步骤二：将大变形预应力水力膨胀锚杆放入钻孔中，通过注水口向水力膨胀内壳与水力膨胀外壳之间注水，使水力膨胀外壳紧贴钻孔孔壁、且水力膨胀内壳紧贴内杆结构，通过托盘和螺母将内杆结构固定在钻孔中；水力膨胀外壳的径向膨胀对钻孔施加锚杆杆体径向预应力，通过托盘和螺母施加锚杆杆体轴向预应力；步骤三：当围岩发生变形时，通过内杆锥头和锥头胀壳迫使水力膨胀内壳发生径向膨胀，实现锚杆结构大变形，提供所述大变形预应力水力膨胀锚杆轴向和径向的支护阻力。本发明具有可同时施加杆体轴向和径向预应力的优点。

技术领域

本发明涉及岩土体锚固技术领域，更具体地说它是一种大变形预应力水力膨胀锚杆的使用方法。

背景技术

随着我国资源开发向深部转移，深部巷道工程会面临高地应力问题，巷道开挖卸荷会造成围岩大变形和岩爆等工程灾害，工程实践表明，有效的支护手段可以显著改善巷道围岩变形情况，锚杆支护作为一种经济有效的支护手段，被广泛应用于地下工程建设中。但现有的锚杆结构没有考虑杆体径向预应力的施加，无法使锚杆孔周围岩恢复真正的三向应力状态，对于深部巷道岩爆或围岩大变形来说，要求支护系统必须具有高预应力、高抗冲击性和高吸能-耗能特性(锚杆结构大变形)，而现有的锚杆无法满足深部岩体工程的支护要求。

因此，开发一种能同时施加杆体轴向和径向预应力、满足深部岩体工程的支护要求的锚杆的使用方法很有必要。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种大变形预应力水力膨胀锚杆的使用方法，使用方便，以注水膨胀后紧贴钻孔壁提供锚固力，通过托盘和螺母提供杆体轴向预紧力，实现杆体轴向和径向同时施加预紧力，通过内杆锥头与水力膨胀内壳的相对摩擦滑动，实现试样锚杆结构大变形的功能、实现杆体轴向和径向同时施加预紧力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：大变形预应力水力膨胀锚杆的使用方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：在围岩上形成钻孔；

步骤二：将大变形预应力水力膨胀锚杆放入钻孔中，通过注水口向水力膨胀内壳与水力膨胀外壳之间注水，使水力膨胀外壳紧贴钻孔孔壁、且水力膨胀内壳紧贴内杆结构，通过托盘和螺母将内杆结构固定在钻孔中，以完成所述大变形预应力水力膨胀锚杆的安装；

水力膨胀外壳的径向膨胀对钻孔施加锚杆杆体径向预应力，通过托盘和螺母施加锚杆杆体轴向预应力，同时实现锚杆杆体轴向和径向的预应力施加；

步骤三：当围岩发生变形时，内杆锥头与水力膨胀内壳发生相对摩擦滑动，通过内杆锥头和锥头胀壳迫使水力膨胀外壳发生径向膨胀，实现锚杆结构大变形，提供所述大变形预应力水力膨胀锚杆轴向和径向的支护阻力。

在上述技术方案中，在步骤三中，内杆锥头与凹槽结构发生相对摩擦滑动，在内杆锥头和锥头胀壳的作用力下，凹槽结构发生径向膨胀、且增加轴向尺寸，通过变形后的大变形预应力水力膨胀锚杆、维持对钻孔施加径向预应力，且通过托盘和螺母完成对钻孔施加轴向预应力。

在上述技术方案中，所述大变形预应力水力膨胀锚杆，包括水力膨胀内壳、水力膨胀外壳、注水口、托盘、螺母和内杆结构；

水力膨胀内壳和水力膨胀外壳通过一根钢管压平并弯曲而成；水力膨胀外壳位于水力膨胀内壳外周；

水力膨胀内壳设置在内杆结构外周；

水力膨胀内壳与水力膨胀外壳的端部密封连接；

注水口设置在水力膨胀内壳和水力膨胀外壳的端部、且位于水力膨胀内壳与水力膨胀外壳之间；

内杆结构的端部设置托盘和螺母；

内杆结构包括锥头胀壳，内杆锥头和内杆体；内杆锥头设置在内杆体的端部；内杆锥头的锥形底部的径向尺寸大于内杆体的径向尺寸；