一种爆炸锚杆和对岩体进行锚固的方法

摘要

一种爆炸锚杆和对岩体进行锚固的方法，包括杆体，杆体上端封闭，在杆体上端内设有盲板，由盲板和杆体共同围合成一个空腔，在空腔内设有炸药包，在盲板上开设有第一通孔；在空腔内设有多个顶压部，各顶压部是绕着杆体轴线均匀分布，所述顶压装置包括下端固定连接在空腔下端的弹片，弹片上端连接有推力片，弹片推动推力片一面抵靠在炸药包上，推力片另外一端与一根顶杆固定连接，顶杆远离弹片一端穿过第二通孔后与卡板固定连接，本发明用于解决锚杆在外界环境作用下，容易从水泥砂浆中拔出而失去锚固作用的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种爆炸锚杆和对岩体进行锚固的方法。

背景技术

我国公路、铁路和基础设施的建设中涉及大量边坡工程，边坡加固是这项工程中的重要组成部分，目前广泛采用的加固形式为锚固技术，但普通的锚杆由于与边坡的作用力单一，并缺少与边坡之间进行卡阻的结构，在长期的外界环境作用下，容易从水浆料中拔出，或者连同浆料一起拔出，从而失去锚固作用，不能使边坡长期稳定地保证安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种爆炸锚杆和对岩体进行锚固的方法，用于解决锚杆在外界环境作用下，容易从水泥砂浆中拔出而失去锚固作用的问题。

为了解决上述技术问题，本发明 的技术方案为：

一种爆炸锚杆，包括杆体，杆体上端封闭，在杆体上端内设有盲板，由盲板和杆体共同围合成一个空腔，在空腔内设有炸药包，在盲板上开设有第一通孔；

在空腔内壁上设有多条分隔缝，各条分隔缝是绕着杆体轴线均匀分布，由分隔缝将空腔内壁分割成多块瓣片；

在瓣片上设有凹槽，在凹槽内设有卡板，卡板上端与凹槽上端固定连接，在凹槽底面上设有第二通孔；

在空腔内设有多个顶压部，各顶压部是绕着杆体轴线均匀分布，所述顶压装置包括下端固定连接在空腔下端的弹片，弹片上端连接有推力片，弹片推动推力片一面抵靠在炸药包上，推力片另外一端与一根顶杆固定连接，顶杆远离弹片一端穿过第二通孔后与卡板固定连接。

第一通孔的形状为上细下粗的圆台形，在第一通孔上端孔口上固定设置有一块封闭挡片。

在杆体下端连接有一根中空螺杆，在中空螺杆上安装有垫圈和螺母，在垫圈端面上设有橡胶垫。

卡板上端与凹槽上端杆体一体成型，卡板与凹槽连接的夹角为圆弧形。

在弹片上设有一条切口。

各瓣片与盲板之间的夹角为圆弧形。

一种对岩体进行锚固的方法，包括如下步骤：

第一步、根据设计要求对锚固位置测量定位，利用钻孔机在坡面上钻出锚孔；

第二步、清理完锚孔内杂质后，将锚杆放入到锚孔中，并点火引爆炸药，使得锚孔底部在爆炸的作用下形成空穴，同时在爆炸的作用下，各块瓣片向外弯曲、顶杆推动卡板弯曲出凹槽形成倒钩，与此同时封闭挡片从第一通孔中被炸出；

第三步、采用浆料泵将浆料由中空螺杆灌入到杆体中，浆料顺着杆体穿过第一通孔后进入到空穴中，最后由杆体与锚孔之间的缝隙排出，待浆料凝固后，完成锚杆的锚固。

在进行到第三步时，浆料由杆体与锚孔之间的缝隙排出后，将垫圈和螺母安装到中空螺杆上，利用垫圈和橡胶垫对锚孔与锚杆之间的缝隙进行封闭，而后采用浆料泵继续灌入浆料，使浆料进入到空穴中的细微缝隙中，待浆料凝固后，完成锚杆的锚固。

本发明的有益效果是：

1、炸药在空腔中爆开，以使各块瓣片向外扩张，爆炸产生的气体冲击锚孔孔壁岩体，使孔壁岩体粉碎受压，形成空穴，与此同时，顶杆推动卡板向外弯曲形成倒钩，各块卡板在空穴中形成一个卡阻结构，这样就可有效防止锚杆从锚孔中拔出，接着由锚杆向空穴中灌入浆料，待浆料凝固后，使锚杆形成一个内粗外细的抗拔结构，从而增强锚杆的抗拔能力，提高边坡使用时的安全性。

2、封闭挡片用于对第一通孔进行封闭，使炸药在一个密闭的空间中爆炸，爆炸后产生的气流优先将封闭挡片从第一通孔中被排出，而后在推动推力片和瓣片扩张，这样不仅可以提高炸药包爆炸的有效性，而且也防止杆体从锚孔中被炸出，同时确保第一通孔能够被浆料顺利通过。

3、卡板与凹槽连接的夹角为圆弧形的这种结构使得卡板能够在圆弧处弯曲，避免应力过于集中，防止卡板在弯曲处断裂。

4、在爆炸前，炸药包由顶压部固定，爆炸后，弹片由切口处断裂，顶杆和推力片随卡板向外移动，这时就可以由推力片对卡板的外弯行程进行限位，防止卡板过度弯折，以提高爆炸后卡板的锚固的可靠性。

5、瓣片与盲板之间的夹角为圆弧形，避免应力过于集中，防止瓣片在弯曲处断裂。

6、浆料由杆体与锚孔之间的缝隙排出后，利用垫圈和橡胶垫对锚孔与锚杆之间的缝隙进行封闭，当继续强行向空穴中注浆后，使得空穴中的浆料压力增大，以将浆料压入到爆炸后岩体细小缝隙中，对岩体空穴中的断裂缝进行填充，以对断裂岩体粘连成整体，进而进一步提高锚固的稳定性和牢靠性。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的剖面结构示意图，

图2为本发明的局部放大结构示意图，

图3为本发明杆体一端爆炸后的剖面结构示意图，

图4为本发明的俯视结构示意图，

图5为本发明的主视结构示意图，

图6为本发明的在使用时的主视结构示意图。

图中：杆体1、炸药包2、盲板3、顶压部4、卡板5、封闭挡片6、锚孔7、垫圈8、分隔缝11、瓣片12、空腔13、第二通孔14、第一通孔31、弹片41、推力片42、顶杆43、凹槽51、空穴71、橡胶垫81、中空螺杆82、螺母83。

具体实施方式

一种爆炸锚杆，包括杆体1，杆体1上端封闭，在杆体1上端内设有盲板3，由盲板3和杆体1共同围合成一个空腔13，在空腔13内设有炸药包2，在盲板3上开设有第一通孔31；

在空腔13内壁上设有多条分隔缝11，各条分隔缝11是绕着杆体1轴线均匀分布，由分隔缝11将空腔13内壁分割成多块瓣片12；

在瓣片12上设有凹槽51，在凹槽51内设有卡板5，卡板5上端与凹槽51上端固定连接，在凹槽51底面上设有第二通孔14；

在空腔13内设有多个顶压部4，各顶压部4是绕着杆体1轴线均匀分布，所述顶压装置包括下端固定连接在空腔13下端的弹片41，弹片41上端连接有推力片42，弹片41推动推力片42一面抵靠在炸药包2上，推力片42另外一端与一根顶杆43固定连接，顶杆43远离弹片41一端穿过第二通孔14后与卡板5固定连接。在弹片41上设有一条切口。

炸药在空腔13中爆开，以使各块瓣片12向外扩张，爆炸产生的气体冲击锚孔7孔壁岩体，使孔壁岩体粉碎受压，形成空穴71，与此同时，顶杆43推动卡板5向外弯曲形成倒钩，各块卡板5在空穴71中形成一个卡阻结构，这样就可有效防止锚杆从锚孔7中拔出，接着由锚杆向空穴71中灌入浆料，浆料可以是环氧树脂，待浆料凝固后，使锚杆形成一个内粗外细的抗拔结构，从而增强锚杆的抗拔能力，提高边坡使用时的安全性。

其中顶压部4的作用在于：在爆炸前，炸药包2由顶压部4固定；爆炸后，弹片41由切口处断裂，顶杆43和推力片42随卡板5向外移动，这时就可以由推力片42对卡板5的外弯行程进行限位，防止卡板5过度弯折，以提高爆炸后卡板5的锚固的可靠性。

第一通孔31的形状为上细下粗的圆台形，在第一通孔31上端孔口上固定设置有一块封闭挡片6。

封闭挡片6用于对第一通孔31进行封闭，使炸药在一个密闭的空间中爆炸，爆炸后产生的气流优先将封闭挡片6从第一通孔31中被排出，而后在推动推力片42和瓣片12扩张，这样不仅可以提高炸药包2爆炸的有效性，而且也防止杆体1从锚孔7中被炸出，同时确保第一通孔31能够被浆料顺利通过。第一通孔31的圆台形结构可以方便挡片6喷出，防止挡片6卡涩在第一通孔31中。

在杆体1下端连接有一根中空螺杆82，在中空螺杆82上安装有垫圈8和螺母83，在垫圈8端面上设有橡胶垫81。中空螺杆82可从杆体1中拆除，替换成锚杆接杆，同时也用于与浆料泵对接；垫圈8和橡胶垫81用于对杆体1与锚孔7之间的缝隙进行封闭。

卡板5上端与凹槽51上端杆体1一体成型，卡板5与凹槽51连接的夹角为圆弧形。这种结构可以避免应力过于集中，防止卡板5在弯曲处断裂。

各瓣片12与盲板3之间的夹角为圆弧形。

一种对岩体进行锚固的方法，包括如下步骤：

第一步、根据设计要求对锚固位置测量定位，利用钻孔机在坡面上钻出锚孔7，而后采用压缩空气或者清水对锚孔7进行清理，将孔内的粉尘吹出，以便于浆料与岩石之间能够良好的粘接；

第二步、清理完锚孔7内杂质后，将锚杆放入到锚孔7中，并点火引爆炸药，使得锚孔7底部在爆炸的作用下形成空穴71，同时在爆炸的作用下，各块瓣片12向外弯曲、顶杆43推动卡板5弯曲出凹槽51形成倒钩，与此同时封闭挡片6从第一通孔31中被炸出；

第三步、采用浆料泵将浆料由中空螺杆82灌入到杆体1中，浆料顺着杆体1穿过第一通孔31后进入到空穴71中，最后由杆体1与锚孔7之间的缝隙排出，待浆料凝固后，完成锚杆的锚固。

在进行到第三步时，浆料由杆体1与锚孔7之间的缝隙排出后，将垫圈8和螺母83安装到中空螺杆82上，利用垫圈8和橡胶垫81对锚孔7与锚杆之间的缝隙进行封闭，而后采用浆料泵继续灌入浆料，使浆料进入到空穴71中的细微缝隙中，待浆料凝固后，完成锚杆的锚固。

在空穴71被炸出后，岩体之间有些细小裂缝，低压浆料难以进入到裂缝中，所以可以利用垫圈8和橡胶垫81对锚孔7与锚杆之间的缝隙进行封闭，既对出浆料孔进行封闭，在继续向空穴71中注浆，使得空穴71中的浆料压力骤增，以将浆料压入到细小缝隙中，对岩体空穴71中的断裂缝进行填充，以对断裂岩体粘连成整体，进而进一步提高锚固的稳定性和牢靠性。