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原文传递射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法

专利名称：	射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法
摘要：	本发明公开了射流零屏蔽的中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，喷嘴至内锚头前端的纵距应不小于锚孔扩孔段的设计长度；和/或，喷嘴至内锚头前端/伞状扩体结构前端的纵距应不小于伞状扩体结构前端至前铰接的纵距与长杆长度之和；用以解决现有旋喷自携式伞状扩大头锚杆索技术中高压射流受到锚筋、折叠杆、纵向柱等屏蔽，造成在喷头退行旋喷、往复旋喷过程中产生成型缺陷和浆固体强度缺陷，使得受力构件的保护层、锚固层厚度不足和强度不足，确保了伞状扩大头高强度、高刚度、高可靠度的实现。还彻底解决了囊式锚杆索植入难、囊袋难扩张的难题，和传统旋喷自携式锚杆索的吃豆形梅花形蘑菇形等成型缺陷和承载力低、劣化快、耐久性差的问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	刘晓理
发明人：	刘晓理
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-12T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202311169461.7
公开号：	CN117026961A
分类号：	E02D5/74;E21B17/00;E02D5/46;E02D15/08;E02D15/04;E;E02;E21;E02D;E21B;E02D5;E21B17;E02D15;E02D5/74;E21B17/00;E02D5/46;E02D15/08;E02D15/04
申请人地址：	610000 四川省成都市青羊区德盛路22号
主权项：	1.射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其特征在于：包括旋喷钻杆（1），旋喷钻杆（1）的前端设置一个或一个以上的喷嘴（3）；旋喷钻杆（1）前部套设有内承载板（6），若干根锚筋（4）固定/单向固定/活动穿设在内承载板（6）上，内锚头（9）包括锚筋（4）前端与内承载板（6）；内承载板（6）沿横向设置且沿纵向设置有中孔甲（51），旋喷钻杆（1）的前部从中孔甲（51）活动穿过，但旋喷钻杆（1）的中部无法向前穿过中孔甲（51）；旋喷钻杆（1）位于锚筋笼的轴心（55）；或在同时，还设置有牵引装置（7）和/或膜袋（32）和/或导向帽（37）和/或伞状扩体结构（8）；其中牵引装置（7）设置在旋喷钻杆（1）前端与内承载板（6）之间，用于旋喷钻杆（1）向前拖拉内承载板（6）；旋喷钻杆（1）位于牵引装置（7）和/或膜袋（32）和/或导向帽（37）和/或伞状扩体结构（8）的轴心（55），导向帽（37）设置在内锚头（9）和/或牵引装置（7）和/或膜袋（32）和/或伞状扩体结构（8）的前侧；并且，喷嘴（3）至内锚头（9）前端/膜袋（32）前端/导向帽（37）前端的纵距应大于∕等于锚孔扩孔段（10）的设计长度；或喷嘴（3）至内承载板（6）的纵距应大于∕等于锚孔扩孔段（10）的设计长度与所述牵引装置前端至内承载板（6）的纵距之和；和/或，喷嘴（3）至内锚头（9）前端/膜袋（32）前端/导向帽（37）前端/伞状扩体结构（8）前端的纵距应大于∕等于伞状扩体结构（8）前端至前铰接（8-1）的纵距与长杆（8-2）长度之和；或喷嘴（3）至牵引装置（7）前端的纵距应大于∕等于所述牵引装置（7）前端至前铰接（8-1）的纵距与长杆（8-2）长度之和。 2.根据权利要求1所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其特征在于：锚筋（4）前端还设置有荷载转换装置（5），内锚头（9）还包括荷载转换装置（5）；荷载转换装置（5）与锚筋（4）的前端固定连接或单向固定连接/活动连接，荷载转换装置（5）与内承载板（6）固定连接，或单向固定连接在内承载板（6）的前侧；和/或，旋喷钻杆（1）的前端设置有喷头（2），喷嘴（3）安设在喷头（2）上；或在同时，喷头（2）的前端和/或侧方还安设有钻齿（11）；或喷头（2）的前端设置有钻尖（12）；或在喷头（2）的前侧还设置有钻头（13），钻头（13）、喷头（2）、旋喷钻杆（1）依次固定连接，钻头（13）上安设有钻齿（11）；和/或，所述牵引装置（7）包括牵引绳/杆（7-1）、牵引板（7-2），牵引绳/杆（7-1）与牵引板（7-2）之间、牵引绳/杆（7-1）与内承载板（6）之间固定连接或单向固定连接；牵引板（7-2）沿横向安设且沿纵向设置有中孔乙（52）提供旋喷钻杆（1）的前部活动穿过；且喷嘴（3）至牵引绳/杆（7-1）前端的纵距大于或等于锚孔扩孔段（10）的设计长度；或在同时，内承载板（6）与牵引板（7-2）合并设置或前后叠压设置；或在同时，牵引绳/杆（7-1）与加力柱（17）合并设置；和/或，除包括伞状折叠杆组以外，所述伞状扩体结构（8）还包括前盘（8-3）和/或后盘（8-4）和/或纵向柱（8-5）；和/或，所述膜袋（32）为方便穿脱于全系列伞笼的无后褶膜袋；或在膜袋（32）后端设置有后架板（69），内承载板（6）位于膜袋（32）的前端并与后架板（69）通过螺杆（70）、螺母（71）固定连接，旋喷钻杆（1）的前部/中部活动穿过后架板（69），或在同时，在膜袋（32）的后方仍设置有扩孔段锚孔（10）。 3.根据权利要求2所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其特征在于：内锚头（9）还包括笼罩在锚筋（4）前端和荷载转换装置（5）外面的壳体（72），壳体（72）与内承载板（6）固定连接，或壳体（72）与荷载转换装置（5）合体设置；和/或，在钻头（13）上安设有钻齿（11）；和/或，旋喷钻杆（1）上设置有公接头（19）和母接头（20）；或在同时，还设置有锁接手（21）；或在同时，公接头（19）和/或母接头（20）和/或锁接手（21）上还设置有卡口（22）；和/或，旋喷钻杆（1）上设置有若干个变径接头（23）和/或同径接头（68）；变径接头（23）上设置有变径台阶（27），变径台阶（27）的前侧为旋喷钻杆小径段（25），后侧为旋喷钻杆大径段（26）；或在同时，变径台阶（27）前侧、内承载板（6）/后盘（8-4）后侧的旋喷钻杆小径段（25）上还套设有推力轴承（28）；和/或，旋喷钻杆（1）上套设有推拉板（29），并在旋喷钻杆（1）上设置有若干个前推台阶（30）和/或反拉台阶（31）；或在同时，前推台阶（30）和/或反拉台阶（31）与推拉板（29）之间的旋喷钻杆（1）上还套设有推力轴承（28）。 4.根据权利要求3所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其特征在于：旋喷钻杆小径段（25）活动穿过内承载板（6），或活动穿过后盘（8-4）、前盘（8-3）；旋喷钻杆大径段（26）无法向前穿过内承载板（6）；或旋喷钻杆大径段（26）活动穿过后盘（8-4），但其向前移动时无法穿过前盘（8-3）；或旋喷钻杆大径段（26）无法向前穿过后盘（8-4）；和/或，推拉板（29）与插销（67）或套管（61）固定连接；或在同时，推拉板（29）上设置有提供锚筋（4）活动通过的滑移通道（65）；或在同时，推拉板（29）通过锥度筒（66）与套管（61）固定连接。 5.根据权利要求1至4任一项所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其特征在于：喷嘴（3）至锚筋（4）前端/内锚头（9）前端/牵引装置前端的纵距大于/等于外膜袋（32-1）扩张后的长度；和/或，喷嘴（3）至锚筋（4）前端/内锚头（9）前端/牵引装置前端的纵距大于或等于所述伞状扩体装置复张后的长度；和/或，内承载板（6）与前盘（8-3）/后盘（8-4）呈前后叠压设置或合并设置；和/或，所述伞状扩体结构为侧阻与端承复合承载的伞状扩大头锚固结构，和/或内柱式伞状扩体设备，和/或伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构；和/或，所述伞状扩体结构为旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备，或预扩孔后植式伞状扩体设备，或以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备，或抵撞开伞的伞状扩体设备，或预收式全工况伞状扩体装置，或与旋喷锚索同步跟进的反向折叠伞状扩大头，或预扩孔后植扶壁式伞状扩大头，或预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头，或与旋喷锚索同步跟进的膜袋型伞状扩大头，或用于抗浮锚可旋喷扩孔、洗孔、注浆一体化的伞状扩大头，或与旋喷锚索同步跟进的主动式伞状扩大头，或与旋喷锚索同步跟进的被动式无构造型伞状扩大头，或与旋喷锚索同步跟进的被动式有构造型伞状扩大头，或用于泥岩层抗浮锚杆、索可旋喷洗孔的伞状钢筋笼扩大头；和/或，所述伞状扩体结构上还安设有测具（38），测具（38）的后部/全长标记有刻度线并向后延伸出锚孔非扩孔段（44）外，测具（38）的前端与伞状折叠杆组的后端或后盘（8-4）连接，或与伞状折叠杆组的前端或前盘（8-3）连接，或在同时，测具（38）与锚筋（4）或锚筋（4）的防护套合并设置；和/或，设置有长杆延长部和/或短杆延长部，或在同时长杆延长部伸出外膜袋（32-1），或在同时长杆延长部还延伸至后盘（8-4）处并由后盘（8-4）兼任防凹陷装置；和∕或，在锚筋（4）和/或纵向柱（8-5）上设置有限位装置（40），和/或止退装置（58），和/或顶推装置和/或反拉装置，和/或固定装置/单向固定装置（15），或以磁吸装置代替止退装置（58）。 6.根据权利要求1至5任一项所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其特征在于：还设置有螺杆、螺母，所述螺杆、螺母其中之一者与前盘（8-3）或后盘（8-4）固定连接，另一者与后盘（8-4）或前盘（8-3）转动连接；所述螺杆与螺母之间螺纹连接；螺杆或螺母的后端向后延伸至锚孔非扩孔段（44）外；或同时还设置有加力柱（17）；或，还设置有先导板（18）或前碇板，和/或后托板或后碇板，和/或加力柱（17）；或，还设置有先导板（18）/前碇板和/或后托板/后碇板和/或加力柱（17）；且在前盘（8-3）/伞状折叠杆组的前端与先导板（18）/前碇板之间，和/或在前盘（8-3）/伞状折叠杆组的前端与后盘（8-4）/伞状折叠杆组的后端之间，和/或在后盘（8-4）/伞状折叠杆组的后端与后托板/后碇板之间，设置有复位装置；或，还设置有先导板（18）/前碇板和/或后托板/后碇板和/或加力柱（17）；且在前盘（8-3）/伞状折叠杆组的前端与先导板（18）/前碇板之间，和/或前盘（8-3）/伞状折叠杆组的前端与后盘（8-4）/伞状折叠杆组的后端之间，和/或后盘（8-4）/伞状折叠杆组的后端与后托板/后碇板之间，设置有复位装置；并且在伞状折叠杆组的前端之前，和/或前端与后端之间，和/或后端之后，还设置有针对伞状折叠杆组的预收缩状态锁定与解锁扩张的装置；或，设置有纵向的刚性销，若干个套环Ⅰ或套环Ⅱ或束环或绕环；刚性销前端活动穿设在套环Ⅰ或套环Ⅱ或束环或绕环上，每个套环Ⅰ均通过一根径向设置的辐条与对应的一根折叠杆连接并将其拉近刚性销，每个套环Ⅱ均为封闭环圈状且将对应的一根折叠杆套设在内并拉近刚性销，束环通过束绳、绕环通过绕绳将折叠杆组拉近刚性销；或同时还设置有加力柱（17）；刚性销的后端向后延伸出锚孔非扩孔段（44）外或通过拔销绳延伸出锚孔非扩孔段（44）外；或，设置有纵向的刚性销，若干个套环Ⅰ或套环Ⅱ或束环或绕环；刚性销前端活动穿设在套环Ⅰ或套环Ⅱ或束环或绕环上，每个套环Ⅰ均通过一根径向设置的辐条与对应的一根折叠杆连接并将其拉近刚性销，每个套环Ⅱ均为封闭环圈状且将对应的一根折叠杆套设在内并拉近刚性销，束环通过束绳、绕环通过绕绳将折叠杆组拉近刚性销；并且在伞状折叠杆组的前端之前，和/或前端与后端之间，和/或后端之后，设置有复位装置；或同时还设置有先导板（18）或前碇板，和/或后托板或后碇板，和/或加力柱（17）；刚性销的后端向后延伸出锚孔非扩孔段（44）外或通过拔销绳延伸出锚孔非扩孔段（44）外；或，沿纵向设置有拉绳和/或刚性杆；拉绳的前端、刚性杆的前端均与后盘（8-4）连接，或均活动穿过后盘（8-4）并与前盘（8-3）连接，拉绳的后端、刚性杆的后端均向后延伸出锚孔非扩孔段（44）外；或同时还设置有加力柱（17）；或，沿纵向设置有抵撞杵，所述抵撞杵的前端设置在伞状折叠杆组的前侧；当伞状折叠杆组正向折叠时，所述抵撞杵的后端与伞状折叠杆组的前端固定连接或单向固定连接；当伞状折叠杆组反向折叠时，所述抵撞杵的后端活动穿过伞状折叠杆组的前端并与伞状折叠杆组的后端固定连接或单向固定连接；或同时还设置有先导板（18）或前碇板，和/或后托板或后碇板，和/或加力柱（17），或在同时加力柱（17）与抵撞杵合并设置；或，设置有活塞缸，所述活塞缸为单向活塞缸或双向活塞缸；所述单向活塞缸为单向伸出式或单向缩进式；所述活塞缸包括活塞、缸套两部分；所述活塞缸设置在前盘（8-3）/伞状折叠杆组的前端之前，或前盘（8-3）/伞状折叠杆组的前端和后盘（8-4）/伞状折叠杆组的后端之间，或后盘（8-4）/伞状折叠杆组的后端之后；或同时还设置有加力柱（17）；或同时还设置有套环、辐条。 7.根据权利要求1至6任一项所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其特征在于：还包括以下任意一种或多种结构：结构一：在荷载转换装置（5）或反拉装置的前侧设置有背拉板；结构二：箍筋（50）设置在折叠杆的内侧和/或外侧；或在同时，箍筋（50）被固定件横向固定在折叠杆上；结构三：每一根所述折叠杆的前端，与纵向柱（8-5）/锚筋（4）的前部或前盘（8-3）通过无铰接装置或前铰接装置铰接；每一根所述折叠杆的后端，与纵向柱（8-3）的后部或锚筋（4）的中部或后盘（8-4）通过无铰接装置或后铰接装置铰接；所述前铰接装置与纵向柱（8-5）/锚筋（4）的前部或前盘（8-3）固定连接，后铰接装置与纵向柱（8-5）的后部或锚筋（4）的中部或后盘（8-4）固定连接；结构四：纵向柱（8-5）的截面为非圆形，和/或前盘（8-3）的前侧固定设置有抓钉；结构五：还包括定向机构，所述定向机构用于使得当伞状扩体结构装配完成并呈扩张状态时，每一根折叠杆均保持与伞状扩体结构的中轴线处于同一纵截面内；结构六：导向帽（37）与伞状扩体结构固定或单向固定连接；或在同时，导向帽（37）后部设置有防脱装置，防脱装置位于前盘（8-3）的后方；和/或，旋喷钻杆（1）在前盘（8-3）之前还设置有前推台阶甲（30-1），导向帽（37）的前端单向固定在前推台阶甲（30-1）上，或在同时导向帽（37）前端与前推台阶甲（30-1）之间还安设有密封圈；结构七：导向帽（37）与前盘（8-3）螺纹连接；结构八：所述伞状扩体结构内还设置有扩孔段对中支架，并与伞状折叠杆组并联或串联；结构九：每个伞状扩体结构提供非其承载的锚筋（4）沿纵向从伞状扩体结构内或外活动穿过；结构十：在伞状扩体结构内和/或锚筋（4）后端，设置有抵达指示装置；结构十一：还设置有电磁铁；或设置有热熔装置；结构十二：在前盘（8-3）或后盘（8-4）上固定设置有驱动线圈Ⅰ，在纵向柱/锚筋（4）上固定设置有驱动线圈Ⅱ或感应线圈或永磁铁；或在纵向柱/锚筋（4）上固定设置有驱动线圈Ⅰ，在前盘（8-3）或后盘（8-4）上固定设置有驱动线圈Ⅱ或感应线圈或永磁铁；或对伸缩承压柱的两个组成部分，或对伸缩拉杆的两个组成部分，分别安设驱动线圈Ⅰ、驱动线圈Ⅱ，或分别安设驱动线圈Ⅰ、感应线圈，或分别安设驱动线圈Ⅰ、永磁铁；结构十三：在外拉杆的前端，固定设置有前拉头，前拉头无法向后穿过前盘（8-3）；在外拉杆的后端，固定设置有后拉头，后拉头无法向前穿过后盘（8-4）；结构十四：在导向帽（37）和/或膜袋（32）上设置泄浆孔；结构十五：还在锚筋（30）和/或纵向柱上固定设置有分载体；结构十六：在前盘（8-3）或后盘（8-4）外侧固定设置有螺旋叶片；结构十七：在前盘（8-3）、后盘（8-4）中的一者外侧固定设置有螺旋叶片，且另一者相对旋喷钻杆（1）纵向固定、横向可自由旋转；结构十八：还在荷载转换装置（5）后方的伞状扩体结构内，和/或在所述伞状扩体结构后方的锚孔非扩孔段（44）内，设置有内端螺旋筋；和/或在锚具的前方，设置有外端螺旋筋；内端螺旋筋、外端螺旋筋均套设在锚筋（4）上；结构十九：刚性销沿纵向设置并活动穿过后盘（8-4），且刚性销前端可拆卸固定连接在前盘（8-3）上；或在后盘（8-4）上设置有供拉绳连接的提钮，或供刚性杆连接的螺孔；或在后盘（8-4 ）上设置有供拉绳或刚性杆穿过的穿孔；结构二十：还设置有船形件，船形件连接在中铰接的销轴上，并以中铰接的销轴为转轴、在中铰接的外侧自由转动；结构二十一：还设置有束缚绳或拴系件，或在同时还设置有内碇和/或外碇和/或耳环和/或外筒；结构二十二：还在伞状折叠杆组的前、后两端之间设置有防凹陷装置，或后盘（8-4）和/或限位装置（40）兼做防凹陷装置；结构二十三：旋喷钻杆（1）与推拉板（29）之间纵向固定连接、横向转动连接。 8.根据权利要求1至7任一项所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其施工程序包括：第一步：钻机驱动旋喷钻杆（1），以低压旋喷射流方式钻进，直至喷嘴（3）抵达预设的锚孔扩孔段前端（43）；或当喷嘴（3）抵达预设的锚孔扩孔段后端（45）时，增大喷射压力，以高压旋喷射流方式钻进，直至预设的锚孔扩孔段前端（43）；第二步：钻机拖动旋喷钻杆（1）后退，同时以高压旋喷射流扩孔，直至预设的锚孔扩孔段后端（45）；第三步：钻机驱动旋喷钻杆（1）前进，同时以高压旋喷射流扩孔，直至预设的锚孔扩孔段前端（43）；第四步：旋喷钻杆（1）携带喷头（2）在锚孔扩孔段前端（43）和锚孔扩孔段后端（45）之间重复执行若干次后退、前进动作，实施高压旋喷射流扩孔，或在同时喷射水泥浆，或在后期降低喷射压力；第五步：减小或归零喷射压力，钻机驱动旋喷钻杆（1）继续钻进，直至将内锚头（9）前端/膜袋（32）前端/伞状扩体结构（8）前端携带抵达锚孔扩孔段前端（43）；第六步：退钻，或在同时喷射水泥浆。 9.根据权利要求8所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其施工程序还包括后灌注，并设置有后灌注管（33）；后灌注是指当旋喷注浆程序结束后，通过后灌注管（33）实施灌注工作。 10.根据权利要求9所述的射流零屏蔽中心式旋喷钻杆及自携锚杆索步进式施工方法，其施工程序还包括膜袋内灌注，并设置有膜袋内灌注管（35）与排气管（36）/排气孔；膜袋内灌注是指当后灌注程序结束后，通过膜袋内灌注管（35）实施灌注工作。
所属类别：	发明专利