一种具有让压功能的可接式长锚杆制造技术

技术编号:21195776 阅读:27 留言:0更新日期:2019-05-25 00:09
本发明专利技术提供了一种具有让压功能的可接式长锚杆,包括头部杆体、端部杆体和至少一节中间杆体,所述头部杆体与相邻的中间杆体,端部杆体与相邻的中间杆体以及相邻的两个中间杆体之间均通过中间让压机构连接,所述头部杆体远离中间让压机构的一端设有锚头,所述锚头包括螺母、托盘以及设置在螺母和托盘之间的螺母垫板和头部让压机构。该发明专利技术通过调节中间杆体的杆件数量,实现锚杆的多次接长,使杆体总长度不受隧道尺寸限制,同时设置头部让压机构和中间让压机构两级让压系统,实现锚杆系统的分级让压模式,使其能够与高地应力软岩隧道的围岩变形量大、变形具有持续性等特征相适应,从而可有效控制围岩的塑性区范围。

A Connectible Long Bolt with Pressure Release Function

The present invention provides a connectable long bolt with yielding function, which comprises a head bar body, an end bar body and at least one intermediate bar body. The head bar body and an adjacent intermediate bar body, an end bar body and an adjacent intermediate bar body are all connected by an intermediate yielding mechanism, and an anchor head is arranged at one end of the head bar body away from the intermediate yielding mechanism. The anchor head includes a nut, a tray, a nut cushion plate and a head pressure relief mechanism arranged between the nut and the tray. By adjusting the number of bars in the middle of the bolt, the invention realizes the multiple connection of the bolt, so that the total length of the bolt is not limited by the size of the tunnel. At the same time, a two-stage concession system of the head concession mechanism and the intermediate concession mechanism is set up to realize the graded concession mode of the bolt system, so that it can be adapted to the large deformation of the surrounding rock and the sustainability of the deformation of the soft rock tunnel with high geostress. It can effectively control the plastic zone of surrounding rock.

【技术实现步骤摘要】
一种具有让压功能的可接式长锚杆
本专利技术属于隧道施工
,具体涉及一种具有让压功能的可接式长锚杆,适用于高地应力软岩大变形隧道变形控制。
技术介绍
随着我国公路建设及铁路建设的飞速发展,越来越多的隧道将穿越地应力高、岩体软弱的地层。这类隧道在建设过程中经常面临围岩塑性区范围较大、支护难度大和施工难度大等问题。在高地应力条件下,大量监测数据及数值分析结果表明仅仅增大支护强度对塑性区范围改变较小,因此普通锚杆或锚索支护不再适用于高地应力软岩大变形隧道。由于普通锚杆或锚索支护已经不再适用于高地应力软岩大变形隧道,目前应用于高地应力软岩大变形隧道的锚杆主要分为三类:常规让压锚杆、可接长锚杆、分段式大变形让压锚杆。现有的这三类锚杆分别存在如下技术缺陷:常规让压锚杆虽然具备让压功能,与隧道围岩的大变形相适应,但常规让压锚杆为单截杆体,杆体长度受隧道的尺寸限制,对于高地应力软岩大变形隧道,锚杆的端部有可能仍处于围岩松动圈,达不到隧道支护的设计要求。可接长锚杆通过螺纹将多段杆体连接在一起,由于该类锚杆无让压功能,隧道围岩的大变形可能导致长锚杆被拉断,而且,杆体的螺栓连接处属于长锚杆的薄弱部分,容易加剧长锚杆的拉断失效。已有的分段式大变形让压锚杆主要是通过套筒将多段杆体连接在一起,并在套筒内部设置弹簧实现让压功能,但是多段杆体之间都不是刚性连接的,这类锚杆不能承受压力,在将锚杆送入钻孔的施工过程中,多段杆体将无法保持在同一直线上,安装困难。
技术实现思路
本专利技术针对现有三类锚杆存在的上述缺陷,提供了一种具有让压功能的可接式长锚杆,综合了常规让压锚杆的让压功能及可接长锚杆的锚杆长度不受隧道尺寸限制的优点,并克服了已有的分段式大变形让压锚杆的施工困难问题。本专利技术的技术方案是提供了一种具有让压功能的可接式长锚杆,包括头部杆体、端部杆体和至少一节中间杆体,所述头部杆体与相邻的中间杆体,端部杆体与相邻的中间杆体以及相邻两节中间杆体之间均通过中间让压机构连接,所述头部杆体远离中间让压机构的一端设有锚头,所述锚头包括螺母、托盘以及设置在螺母和托盘之间的螺母垫板和头部让压机构。进一步的,所述头部让压机构包括支撑弹簧、外撑结构件和复合材料结构件,所述头部让压机构位于螺母垫板和托盘之间,所述外撑结构件套接在所述头部杆体上,所述支撑弹簧沿头部杆体的轴线方向设置在所述外撑结构件内部,所述复合材料结构件套接在所述外撑结构件的外侧,且复合材料结构件沿头部杆体的轴线方向上的厚度由中间向两端逐渐递减。进一步的,所述外撑结构件为弹性材料制成的圆筒形结构,该圆筒内径与所述头部杆体的外径相同,所述支撑弹簧设置在该圆筒壁内部。进一步的,所述复合材料结构件由不同层数的树脂材料组成,所述树脂材料外包裹一层纤维布层,所述树脂材料的层数由复合材料结构件的中间向两端逐渐减少。进一步的,所述中间让压机构包括软钢内外螺纹套筒和刚性金属套筒,所述头部杆体与其相邻的中间杆体,端部杆体与其相邻的中间杆体以及相邻的两节中间杆体之间均通过软钢内外螺纹套筒连接,相邻两节杆体连接处外侧套接刚性金属套筒,且软钢内外螺纹套筒设置在刚性金属套筒内部,所述头部杆体、中间杆体和端部杆体的端部均沿径向外延设有用于与所述刚性金属套筒卡合的挡块。进一步的,所述端部杆体的端部和中间杆体的一端均具有插接凹槽,所述中间杆体的另一端和头部杆体的端部均具有与插接凹槽相连接的插接段,且相邻的插接段的外侧壁和插接凹槽的内侧壁之间通过软钢内外螺纹套筒连接,所述刚性金属套筒套设在插接段和插接凹槽连接处的外侧,且刚性金属套筒的两端分别固定在相邻两个杆体上。进一步的,所述软钢内外螺纹套筒由软钢材料制成,所述软钢内外螺纹套筒的内外侧上设有使其在拉伸时发生塑性流动且不发生螺纹剪切破坏的内螺纹和外螺纹。进一步的,所述刚性金属套筒由两块中空半圆柱形的钢构件焊接而成。与现有技术相比,本专利技术的有益效果:(1)本专利技术提供的这种具有让压功能的可接式长锚杆通过调节中间杆体的数量,实现锚杆的多次接长,使得锚杆杆体总长度不受隧道尺寸限制,同时通过对锚杆设置头部让压机构和中间让压机构两级让压系统,实现锚杆系统的分级让压模式,使其能够与高地应力软岩隧道的围岩变形量大、变形具有持续性等特征相适应,从而可有效控制围岩的塑性区范围。(2)本专利技术提供的这种具有让压功能的可接式长锚杆通过将头部让压机构的复合材料结构件轴向厚度根据实际动态施工情况进行现场变化设计,并现场加工制作,使得该长锚杆可适应不同地应力情况,适用性较强。(3)本专利技术提供的这种具有让压功能的可接式长锚杆通过软钢内外螺纹套筒将相邻杆体连接在一起,在安装施工过程中可承受一定的压力,解决了已有的分段式大变形让压锚杆不能承受压力导致的施工困难的问题。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术具有让压功能的可接式长锚杆的结构示意图;图2是本专利技术的头部让压机构的结构示意图;图3是本专利技术的中间让压机构的结构示意图;图4是本专利技术的中间让压机构中软钢内外螺纹套筒连接处的剖面图。附图标记说明:1、头部杆体;2、螺母;3、螺母垫板;4、托盘;5、头部让压机构;6、中间杆体;7、端部杆体;8、中间让压机构;9、支撑弹簧;10、外撑结构件;11、复合材料结构件;12、挡块;13、刚性金属套筒;14、软钢内外螺纹套筒;15、插接段;16、插接凹槽。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本专利技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本专利技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;在本专利技术的描述中,除非另有说明,“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。如图1所示,本实施例提供了一种具有让压功能的可接式长锚杆,包括头部杆体1、端部杆体7和至少一节中间杆体6,中间杆体6的数量根据隧道锚杆的设计长度进行调整,保证了锚杆杆体总长度不受隧道尺寸限制;所述头部杆体1与其相邻的中间杆体6,端部杆体7与其相邻的中间杆体6以及相邻的两节中间杆体6之间均通过中间让压机构8连接,所述头部杆体1远离中间让压机构8的一端设有锚头,所述锚头包括螺母2、托盘4、螺母垫板3和头部让压机构5,头部杆体1靠近隧道洞壁,托盘4安装在头部杆体1上并与隧道围岩接触,螺母2安装在头部杆体1上,为锚杆提供预紧力,螺母垫板3和头部让压机构5设置在螺母2和托盘4之间。在高地应力的作用下,锚杆被拉伸,将头部让压机构5和中间让压机构8设计为具有不同的让压荷载,即在相对较低的临界让压荷载下,头部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有让压功能的可接式长锚杆,其特征在于:包括头部杆体、端部杆体和至少一节中间杆体,所述头部杆体与相邻的中间杆体,端部杆体与相邻的中间杆体以及相邻的两个中间杆体之间均通过中间让压机构连接,所述头部杆体远离中间让压机构的一端设有锚头,所述锚头包括螺母、托盘以及设置在螺母和托盘之间的螺母垫板和头部让压机构。

【技术特征摘要】
1.一种具有让压功能的可接式长锚杆,其特征在于:包括头部杆体、端部杆体和至少一节中间杆体,所述头部杆体与相邻的中间杆体,端部杆体与相邻的中间杆体以及相邻的两个中间杆体之间均通过中间让压机构连接,所述头部杆体远离中间让压机构的一端设有锚头,所述锚头包括螺母、托盘以及设置在螺母和托盘之间的螺母垫板和头部让压机构。2.如权利要求1所述的具有让压功能的可接式长锚杆,其特征在于:所述头部让压机构包括支撑弹簧、外撑结构件和复合材料结构件,所述头部让压机构位于螺母垫板和托盘之间,所述外撑结构件套接在所述头部杆体上,所述支撑弹簧沿头部杆体的轴线方向设置在所述外撑结构件内部,所述复合材料结构件套接在所述外撑结构件的外侧,且复合材料结构件沿头部杆体的轴线方向上的厚度由中间向两端逐渐递减。3.如权利要求2所述的具有让压功能的可接式长锚杆,其特征在于:所述外撑结构件为弹性材料制成的圆筒形结构,该圆筒内径与所述头部杆体的外径相同,所述支撑弹簧设置在该圆筒壁内部。4.如权利要求2所述的具有让压功能的可接式长锚杆,其特征在于:所述复合材料结构件由不同层数的树脂材料组成,所述树脂材料外包裹一层纤维布层,所述树脂材料的层数由复合材料结构件的中间向两端逐渐减少。5....

【专利技术属性】
技术研发人员:邓云纲吴福宝夏才初刘宇鹏吕东江
申请(专利权)人:中铁第四勘察设计院集团有限公司
类型:发明
国别省市:湖北,42

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