多重防腐锚杆 【技术领域】
本发明涉及一种锚杆，特别是涉及一种多重防腐锚杆。
背景技术
在地下工程、矿山井巷、铁路隧道以及边坡防护等岩土工程施工中，为了防止地层变形、塌陷、失稳而需要对地层进行加固，所采用的主要措施是在地层中埋设锚杆，利用锚杆的拉力以及与锚杆一体化的混凝土注浆体而将地层加固，以使地层形成整体性结构，从而达到控制其变形的目的。根据地层环境和对锚杆耐久性的要求，锚杆分为临时支护和永久支护，其中后者一般要求使用寿命在几十年，部分国家甚至要求在100～120年。
由于锚杆上不可避免地存在着裂缝或裂纹，因此当将其埋设在地层中后，随着时间的延续，上述裂缝或裂纹处就会产生渗水，尤其是在海底隧道中，这是因为海水具有腐蚀性，因此其无疑将会对锚杆产生腐蚀，从而影响锚杆的强度。因此，锚杆在地层中的防腐蚀问题十分重要。
锚杆防腐主要采用隔离和绝缘方法，主要包括注浆固结保护、锚杆镀锌层、锚杆环氧树脂涂层、套管包裹等。采用上述方法中的三种及以上方法时称为多重防腐。我国一些技术规范规定，隧道地下洞室系统锚杆应采用全粘结性锚杆，属单重防腐或双重防腐锚杆，公路、铁路的路堑边坡稳定永久支护需要采用双重防腐锚杆或多重防腐锚杆。
目前常用的锚杆防腐措施有：采用耐蚀低合金钢材料制成锚杆、锚杆表面防腐处理及阴极保护等。
但是，由于耐蚀低合金钢材料的价格昂贵且不易冶炼，因此从经济角度看不宜采用；锚杆表面防腐蚀处理方法有环氧粉末涂层、光亮热浸锌涂层和其它有机或无机涂层等。其中环氧粉末涂层对钢锚杆锚固强度影响较大，可采用在锚杆上加设“倒刺”的方法来提高其握裹力，但其造价通常为普通钢筋的2～3倍，所以成本较高；光亮热浸锌涂层在灌浆料(pH≥13)中的稳定性较好，防腐蚀性能较好，且造价增加不到1倍，但其缺点是对握裹力的影响不显著。阴极保护一般考虑采用分散型牺牲阳极保护方式，特点是可采用普通钢种，无需日常维护管理；但会增加造价(每增加1只附专用砂浆层的专用阳极，增加费用约350元；每只阳极可在10～15年内保护25mm左右的钢杆约4m)，结果将会减少锚杆的有效长度。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种成本低、防腐性能好，因此能够提高使用寿命的多重防腐锚杆。
为了达到上述目的，本发明提供的多重防腐锚杆包括锚杆体、锚固头、套管、注浆囊、注浆座、活动垫板、注浆管和球面螺母；其中锚杆体为钢质全螺纹实心结构；锚固头以螺纹连接的方式连接在锚杆体的一端；注浆囊呈管状；注浆座呈球形，其上相对的位置预留有两个锚杆体贯穿孔，并且预留有一个注浆孔；注浆囊的一端与套管的一端相连，而另一端则与注浆座上的一个锚杆体贯穿孔相接，并且套管、注浆囊和注浆座连接后以与锚杆体间形成有间隙的方式套在锚杆体的中间外部；活动垫板呈草帽状，并且中心部位形成有一个用于贯穿注浆囊的圆孔，设置在注浆囊的外部；注浆管的一端通过注浆座上的注浆孔插入在注浆座的内部并延伸至注浆囊的内部；而球面螺母则以螺纹连接的方式连接在锚杆体的另一端。
所述的注浆座上还形成有一个作为排气通道的排气孔。
所述的锚固头为钢质涨壳型，安装在锚杆体的一端能够迅速形成支护锚固力。
所述的套管采用聚乙烯材料制成，并且外表面上形成有凸起或宽螺纹。
所述的注浆囊采用聚乙烯材料制成，并且外表面上形成有环向褶皱，便于配合活动垫板的变形，以使活动垫板能够与岩面紧贴。
所述的锚杆体的表面设有镀锌层或涂塑层。
本发明提供的多重防腐锚杆具有如下有益效果：
1.本装置是利用聚乙烯套管、在锚杆体与套管之间的间隙中形成的砂浆固结体以及锚杆体表面的镀锌层或涂塑层而形成多重防腐屏障，因此可使锚杆体的使用寿命大大延长，从而为支护性要求高或环境腐蚀严重的地层提供了可靠的支护设施，可应用在海底隧道支护、高腐蚀矿区支护、山体边坡永久支护等方面。
2.由于注浆座上设有作为排气通道的排气孔，因此在注浆过程中，尤其在向上注浆或有一定上倾角注浆施工过程中，能够顺利、可靠地排出锚杆孔内的空气，从而使锚杆孔内的浆液充填饱满，因此可以提高锚固施工质量。
3.本装置结构简单且便于安装和施工。
【附图说明】
图1为套管外表面上形成有宽螺纹的本发明提供地多重防腐锚杆纵向结构剖视图。
图2为套管外表面上形成有凸起的本发明提供的多重防腐锚杆纵向结构剖视图。
图3为图1示出的多重防腐锚杆部分结构分解示意图。
图4-图9为本发明提供的多重防腐锚杆安装过程示意图。
【具体实施方式】
如图1-图3所示，本发明提供的多重防腐锚杆包括锚杆体1、锚固头2、套管3、注浆囊4、注浆座5、活动垫板6、注浆管7和球面螺母8；其中锚杆体1为钢质全螺纹实心结构；锚固头2以螺纹连接的方式连接在锚杆体1的一端；注浆囊4呈管状；注浆座5呈球形，其上相对的位置预留有两个锚杆体贯穿孔9，并且预留有一个注浆孔10；注浆囊4的一端与套管3的一端相连，而另一端则与注浆座5上的一个锚杆体贯穿孔9相接，并且套管3、注浆囊4和注浆座5连接后以与锚杆体1间形成有间隙的方式套在锚杆体1的中间外部；活动垫板6呈草帽状，并且中心部位形成有一个用于贯穿注浆囊4的圆孔11，设置在注浆囊4的外部；注浆管7的一端通过注浆座5上的注浆孔10插入在注浆座5的内部并延伸至注浆囊4的内部；而球面螺母8则以螺纹连接的方式连接在锚杆体1的另一端。
所述的注浆座5上还形成有一个作为排气通道的排气孔12。
所述的锚固头2为钢质涨壳型，安装在锚杆体1的一端能够迅速形成支护锚固力。
所述的套管3采用聚乙烯材料制成，并且外表面上形成有凸起15或宽螺纹13，这样通过岩石上的受力将通过凸起15或宽螺纹13转移至锚杆体1，并将钻杆孔内的锚杆体1摆正，为永久支护提供新的途径。
所述的注浆囊4采用聚乙烯材料制成，并且外表面上形成有环向褶皱，便于配合活动垫板6的变形，以使活动垫板6能够与岩面紧贴。
所述的锚杆体1的表面设有镀锌层或涂塑层。
下面结合图3-图8对本发明提供的多重防腐锚杆安装过程进行详细说明：
1.首先根据多重防腐锚杆的尺寸在岩壁上进行钻孔，以形成锚杆孔14，该孔应尽量与岩壁相垂直；
2.在锚杆体1的一端安装好锚固头2，不能旋得太深也不能太少，以旋到位而使其涨壳头未涨开为宜，随后将套管3套在锚杆体1的中间外部；
3.将安装有锚固头2、套管3的锚杆体1以锚固头2在前的方式插入在锚杆孔14内，然后用冲击扳手或凿岩机送入，并冲钻而将锚固头2涨开固定；
4.在套管3的外端连接好注浆囊4，然后在注浆囊4的外部安装好活动垫板6并使其边缘部位紧贴岩面，之后在注浆囊4的外端连接好注浆座5；
5.在位于注浆座5外侧的锚杆体1另一端上安装上球面螺母8并用扳手将其预紧，以使预紧力达到设计值，无设计要求时以手感拧紧为标准；
6.将注浆管7的一端通过注浆座5上的注浆孔10插入在注浆座5的内部并延伸至注浆囊4的内部；
7.用注浆泵将浆液通过注浆管7的外端注入，浆液首先流入锚杆体1与注浆囊4之间的间隙，然后再流入锚杆体1与套管3之间的间隙，到达锚杆孔14最里端后从套管3外壁与锚杆孔14内壁之间的间隙返回，在此过程中通过注浆座5上的排气孔12排气；
8.当浆液从排气孔12流出时，关闭注浆泵，此时浆液不应再从排气孔12流出，重新启动注浆泵，若浆液继续从排气孔12流出，表明浆液已充满锚杆孔14，再次关闭注浆泵，由此完成整个注浆过程。