CN109838257A - 一种用于锚杆台车的锚注装置及其施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于锚杆台车的锚注装置，包括：用于与锚杆台车的推进梁连接的底座；固定安装在所述安装座上的注浆腔室，所述注浆腔室设有注浆口；穿过所述注浆腔室且与所述注浆腔室形成旋转密封的中空转轴，在所述中空转轴的处于所述注浆腔室内的侧壁上设有通孔；以及固定在所述安装座上的马达；其中，所述中空转轴的开口端用于连接中空锚杆，所述中空转轴构造成能够在所述马达的驱动下带动所述中空锚杆旋转，并在所述推进梁的推进系统的作用下将所述中空锚杆推入钻孔中，使得来自所述注浆口的注浆液通过所述通孔进入所述中空转轴，并经过所述中空锚杆注入钻孔内而完成注浆。本发明还提供了一种用于锚注施工工法。

Description

一种用于锚杆台车的锚注装置及其施工工法

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体地涉及到隧道锚杆支护施工工程，尤其涉及一种用于锚杆台车的锚注装置。本发明还涉及一种使用上述锚注装置的锚注施工工法。

背景技术

目前，国内外在隧道锚杆支护施工过程中，常见的施工方式为人工注浆打锚杆。这种施工方式使用手风钻进行人工打孔，之后，将注浆管插入到注浆孔内完成注浆。人工注浆及打锚杆施工效率低、操作不便，劳动强度大，且作业环境差。

现有技术中，常见的注浆方式有两种，包括先注后锚和先锚后注。其中，先注后锚是在隧道轮廓面钻孔完成后，通过人工或机械注浆装备进行注浆，注浆完成后再插入锚杆，待浆液凝固即可。目前。在国内外先锚后注施工方式均未通过机械施工实现，现有技术中均是通过人工实现该工法，且在该施工方式中，存在锚杆对准钻孔和注浆管对准钻孔的需求，其施工要求高。上述两种施工方式存在施工效率低、操作不便、劳动强度大、施工成本高、作业环境差等问题。

发明内容

针对至少一些如上所述的技术问题，本发明旨在提供一种用于锚杆台车的锚注装置。该锚注装置通过马达、注浆腔室和注浆接头的集成，使其能够依次完成推锚杆和注浆动作，从而能够先锚后注实现锚注一体化，且该锚注装置操作便捷，极大地提高了施工效率。

本发明还提供了一种锚注施工工法，该施工工法使用上述的锚注装置，从而能够精简锚注施工的操作步骤，大大提高了施工效率。

为此，根据本发明的第一方面，提供了一种用于锚杆台车的锚注装置，包括：用于与锚杆台车的推进梁连接的底座；固定安装在所述底座上的注浆腔室，所述注浆腔室设有注浆口；穿过所述注浆腔室且与所述注浆腔室形成旋转密封的中空转轴，所述中空转轴构造成一端开口而另一端封闭，且在所述中空转轴的处于所述注浆腔室内的侧壁上设有通孔；以及固定在所述安装座上的马达，所述马达的输出轴与所述中空转轴的封闭端固定连接；其中，所述中空转轴的开口端用于连接锚杆台车的中空锚杆，所述中空转轴构造成能够在所述马达的驱动下带动所述中空锚杆旋转，并在所述推进梁的推进系统的作用下将所述中空锚杆推入钻孔中，使得来自所述注浆口的注浆液通过所述通孔进入所述中空转轴，并经过所述中空锚杆注入钻孔内而完成注浆。

在一个优选的实施例中，所述中空转轴通过彼此间隔开设置的两个轴承与所述注浆腔室形成连接。

在一个优选的实施例中，所述轴承的内圈与所述中空转轴形成过盈配合，外圈与所述注浆腔室之间形成过盈配合。

在一个优选的实施例中，在所述中空转轴的开口端设有用于连接所述中空锚杆的注浆接头，所述注浆接头构造为管状且一端设有法兰盘。

在一个优选的实施例中，所述中空转轴的开口端设有用于连接所述注浆接头的连接法兰，所述注浆接头通过所述法兰盘与所述连接法兰形成固定连接，从而使所述注浆接头在所述中空转轴的作用下带动所述中空锚杆旋转。

在一个优选的实施例中，在所述注浆接头的另一端设有用于导向安装所述中空锚杆的喇叭口。

在一个优选的实施例中，所述喇叭口构造为内六角中空结构，所述中空锚杆通过六角锁紧螺母安装到所述喇叭口内，从而使所述中空锚杆能够随所述注浆接头旋转。

在一个优选的实施例中，所述注浆接头设有不同的型号且可拆卸，从而能够根据实际工况连接相应型号的所述中空锚杆进行锚注施工。

在一个优选的实施例中，所述安装座与所述底座均采用腰型孔螺栓连接，从而使所述锚注装置能够调节位置以使所述中空锚杆对准钻孔。

根据本发明的第二方面，提供了一种锚注施工工法，其使用根据如上所述的锚注装置，包括以下步骤：

安装中空锚杆，并启动所述锚注装置；

使所述中空锚杆在所述马达和所述推进梁的推进系统的作用下旋转并推入钻孔，以完成中空锚杆的锚固；

从所述注浆腔室的注浆口注入浆液，并通过所述中空转轴、中空锚杆注入到掌子面钻孔内，以完成注浆；

更换中空锚杆，重复以上步骤进行下一个钻孔的锚注。

与现有技术相比，本发明的用于锚杆台车的锚注装置的优点在于：

根据本发明的锚注装置通过马达、注浆腔室和注浆接头的集成，使锚注装置能够依次完成推锚杆和注浆动作，从而能够先锚后注而实现锚注一体化，其操作便捷，施工效率高。锚注施工中使用锚注装置能够有效精简锚注施工的操作步骤，且不存在注浆管对齐钻孔的需求，中空锚杆插入钻孔后即可进行注浆，降低了施工工作量，显著改善了作业人员的作业环境，降低了施工成本，大大提高了施工效率，显著改善了作业人员的作业环境，提高了施工安全性。此外，锚注装置配备多种不通规格的注浆接头，可匹配多种类型锚杆，从而使锚注装置能够根据现场实际需求，通过拆卸更换相应规格的注浆接头，对不同型号的中空锚杆进行锚注施工，有效提高了锚杆装置的适用性。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的用于锚杆台车的锚注装置的结构。

图2显示了图1所示的锚注装置安装到锚杆台车的推进梁上的结构。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

在本申请中，需要说明的是，将锚注装置施工时靠近钻孔的一端定义为“前端”或相似用语，将远离钻孔的一端定义为“后端”或相似用语。

图1显示了用于锚杆台车的锚注装置100的结构。如图1所示，锚注装置100包括底座110。底座110用于与锚杆台车中的推进梁200(见图2)连接，从而将锚注装置100安装到锚杆台车上。在底座110上固定安装有安装座120，安装座120用于安装连接其他部件。在一个实施例中，安装座120与底座110通过螺栓组件固定连接，从而能够根据施工中是否需要锚注而拆装。

根据本发明，锚注装置100还包括注浆腔室130。如图1所示，注浆腔室130固定安装在安装座120上。注浆腔室130构造成中空的立方体，且在注浆腔室130的下端部设有连接部，连接部上设有连接孔(未示出)，在连接孔中安装紧固件以将注浆腔室130固定安装到安装座上。在一个实施例中，紧固件采用螺栓组件。由此，注浆腔室130通过连接部便于安装，且能够有效保证注浆腔室130与安装座120之间的紧固连接。

在本实施例中，在注浆腔室130的上端设有注浆口132，用于向注浆腔室130内注入浆液。在注浆腔室130的前侧壁和后侧壁上设有对应的贯穿侧壁的安装孔，安装孔用于安装其他部件。

在一个实施例中，底座120和安装座120均采用腰型孔螺栓连接，从而通过腰型孔螺栓能够调整锚注装置100的位置，以保证施工的控制精度。

根据本发明，锚注装置100还包括中空转轴140。如图1所示，中空转轴140穿过注浆腔室130而安装在注浆腔室130的前侧壁和后侧壁上的安装孔内，且与注浆腔室130形成转动密封。中空转轴140构造成一端开口，而另一端封闭以防止浆液流出。根据本发明，在中空转轴140的处于注浆腔室130的腔体内的侧壁上设有通孔141，中空转轴140的内部流道通过通孔141与注浆腔室130的内腔连通。在图1所示实施例中，在中空转轴140的侧壁上设有两个处于同一轴向位置，且径向相对的通孔141。

在本实施例中，中空转轴140通过轴承142安装到注浆腔室130中。如图1所示，在注浆腔室130的前侧壁和后侧壁上的安装孔内分别安装有轴承142。在一个实施例中，中空转轴140与轴承142内圈过盈配合，而注浆腔室130的前侧壁和后侧壁上的安装孔与轴承外圈过盈配合，从而中空转轴140通过两个彼此间开的轴承142支撑安装到注浆腔室130中。在本实施例中，中空转轴140的开口端处于前端，封闭端处于后端。

根据本发明，在安装座120上还固定安装用于提供动力的马达150。中空转轴140的封闭端与马达150的输出轴固定连接。在一个实施例中，中空转轴140通过螺钉与马达150的输出轴固定连接。由此，中空转轴140通过轴承142能够在马达150的驱动下实现旋转。

此外，在中空转轴140的开口端连接有注浆接头160。如图1所示，注浆接头160构造成管状，且内部流道与中空转轴14的内部流道连通。注浆接头160用于连接中空锚杆170以进行锚注施工。中空转轴140的开口端设有连接法兰143，且在连接法兰143上设有若干在周向上均匀间隔开的螺栓安装孔。同时，注浆接头160的一端设能够与中空转轴140的连接法兰143对应连接的法兰盘161，且在和法兰盘161上设有若干能够与连接法兰143上的螺栓安装孔对准的螺栓安装孔。注浆接头160与中空转轴140通过螺栓固定件紧固法兰盘161和连接法兰143从而形成固定连接，使得注浆接头160能够随中空转轴140在马达150的驱动下旋转。

在本实施例中，在注浆接头160的前端设有喇叭口162，喇叭口162用于导向安装中空锚杆170。如图1所示，中空锚杆170通过喇叭口162与注浆接头形成固定连接。在本实施例中，喇叭口162构造为内六角中空结构，中空锚杆140通过六角锁紧螺母安装到喇叭口162内，从而使注浆接头160旋转时带动中空锚杆140旋转。

根据本发明，注浆接头160根据不同的施工工况设有不同的型号且可拆卸。并且由于注浆接头160的法兰盘161与中空转轴140的连接法兰143通过螺栓连接，其安装方便，便于拆换。由此，使得锚注装置100能够根据不同工况的需求更换不同型号的注浆接头160，以连接不同型号的中空锚杆170进行锚注施工，提高了锚注装置100的灵活性和适用性，提高了锚注装置100的施工效率。

图2显示了锚注装置100安装到锚杆台车的推进梁200上的结构。锚注装置100能够在推进梁200的推进系统的作用下向前推进。

施工时，锚注装置100通过推进梁本身的推进系统实现向前推进的动作。同时，中空锚杆170在马达150的驱动下随中空转轴140和注浆接头160实现旋转，从而使中空锚杆170的推进和旋转两个动作同步进行，以完成中空锚杆170推入待锚注的钻孔内。注浆时，通过注浆口132向注浆腔室130内注入浆液，浆液进入注浆腔室130的内腔后通过中空转轴140上的通孔进入中空转轴140的内部流道，并经过注浆接头160的内部流道而进入中空锚杆170的内部空腔，最后通过中空锚杆170注入到掌子面钻孔中而完成注浆。由此，锚注装置100通过先锚后注，以锚注一体化施工方式实现中空锚杆170的锚固与注浆，其操作方便快捷，且大大提高了锚注施工的施工效率。

下面简述根据本发明的锚注施工工法，该施工工法使用锚注装置100。首先，根据实际工况的需求安装中空锚杆170，并启动锚注装置100。之后，调整中空锚杆170使其对准钻孔，并使中空锚杆170在马达150和推进梁200的推进系统的作用下旋转并推入钻孔，从而完成中空锚杆170的锚固。之后，从注浆腔室130的注浆口132注入浆液，浆液通过中空转轴140上的通孔进入中空转轴140的内部流道，进而进入中空锚杆170的内部流道，最后，通过中空锚杆170注入到掌子面钻孔内，从而完成注浆施工。由此，通过先锚后注，锚注一体化的施工方法完成一个钻孔的锚固与注浆。之后，更换新的中空锚杆170，重复以上步骤进行下一个钻孔的锚注施工。

根据本发明的用于锚杆台车的锚注装置100通过马达150、注浆腔室130和注浆接头160的集成，使锚注装置100能够依次完成推锚杆和注浆动作，从而能够先锚后注而实现锚注一体化，其操作便捷，施工效率高。锚注施工中使用锚注装置100能够有效精简锚注施工的操作步骤，且不存在注浆管对齐钻孔的需求，中空锚杆170插入钻孔后即可进行注浆，降低了施工工作量，显著改善了作业人员的作业环境，大大提高了施工效率，大大降低了施工成本，并有效提高了施工安全性。此外，锚注装置100配备多种不通规格的注浆接头160，可匹配多种类型锚杆。从而使锚注装置100能够根据现场实际需求，通过拆卸更换相应规格的注浆接头160，对不同型号的中空锚杆170进行锚注施工，提高了锚杆装置100的适用性。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于锚杆台车的锚注装置，包括：

用于与锚杆台车的推进梁(200)连接的底座(110)；

固定安装在所述底座上的注浆腔室(130)，所述注浆腔室设有注浆口(132)；

穿过所述注浆腔室且与所述注浆腔室形成旋转密封的中空转轴(140)，所述中空转轴构造成一端开口而另一端封闭，且在所述中空转轴的处于所述注浆腔室内的侧壁上设有通孔(141)；以及

固定在所述安装座上的马达(150)，所述马达的输出轴与所述中空转轴的封闭端固定连接；

其中，所述中空转轴的开口端用于连接锚杆台车的中空锚杆，所述中空转轴构造成能够在所述马达的驱动下带动所述中空锚杆旋转，并在所述推进梁的推进系统的作用下将所述中空锚杆推入钻孔中，使得来自所述注浆口的注浆液通过所述通孔进入所述中空转轴，并经过所述中空锚杆注入钻孔内而完成注浆。

2.根据权利要求1所述的锚注装置，其特征在于，所述中空转轴通过彼此间隔开设置的两个轴承(142)与所述注浆腔室的侧壁形成连接。

3.根据权利要求2所述的锚注装置，其特征在于，所述轴承的内圈与所述中空转轴形成过盈配合，外圈与所述注浆腔室的侧壁之间形成过盈配合。

4.根据权利要求1所述的锚注装置，其特征在于，在所述中空转轴的开口端设有用于连接所述中空锚杆的注浆接头(160)，所述注浆接头构造为管状且一端设有法兰盘(161)。

5.根据权利要求4所述的锚注装置，其特征在于，所述中空转轴的开口端设有用于连接所述注浆接头的连接法兰(143)，所述注浆接头通过所述法兰盘与所述连接法兰形成固定连接，从而使所述注浆接头在所述中空转轴的作用下带动所述中空锚杆旋转。

6.根据权利要求5所述的锚注装置，其特征在于，在所述注浆接头的另一端设有用于导向安装所述中空锚杆的喇叭口(162)。

7.根据权利要求6所述的锚注装置，其特征在于，所述喇叭口构造为内六角中空结构，所述中空锚杆通过六角锁紧螺母安装到所述喇叭口内，从而使所述中空锚杆能够随所述注浆接头旋转。

8.根据权利要求4到7中任一项所述的锚注装置，其特征在于，所述注浆接头设有不同的型号且可拆卸，从而能够根据实际工况连接相应型号的所述中空锚杆进行锚注施工。

9.根据权利要求1所述的锚注装置，其特征在于，所述安装座与所述底座均采用腰型孔螺栓连接，从而使所述锚注装置能够调节位置以使所述中空锚杆对准钻孔。

10.一种锚注施工工法，其特征在于，使用根据权利要求1到9中任一项所述的锚注装置，包括以下步骤：

安装中空锚杆，并启动所述锚注装置；

使所述中空锚杆在所述马达和所述推进梁的推进系统的作用下旋转并推入钻孔，以完成中空锚杆的锚固；

从所述注浆腔室的注浆口注入浆液，并通过所述中空转轴、中空锚杆注入到掌子面钻孔内，以完成注浆；

更换中空锚杆，重复以上步骤进行下一个钻孔的锚注。