一种弹锁式恒阻吸能锚索及其使用方法技术

本发明专利技术涉及衬砌隧道围岩的锚固支护技术领域，具体涉及一种弹锁式恒阻吸能锚索及其使用方法，包括套管、限位器和钢绞线，套管的外表面沿自身轴向设有多级环形齿状结构，限位器套装于套管外，且沿径向设有让压调节单元；其中，让压调节单元与多级环形齿状结构中的部分咬合，且能够沿径向伸缩以在多级环形齿状结构中移动，钢绞线沿轴向穿过套管。本发明专利技术能够明显体现锚索的工作状态，当围岩变形，钢绞线受力超出限位器设定值时，会变换限位器与环形齿状结构的咬合位置，此时，通过套管上外露的环形齿状结构数量能够反映锚索的工作状态，从而通过该工作状态能够对应反映围岩变形程度，并对支护场所适时进行加强支护。支护场所适时进行加强支护。支护场所适时进行加强支护。

【技术实现步骤摘要】
一种弹锁式恒阻吸能锚索及其使用方法


[0001]本申请涉及衬砌隧道围岩的锚固支护
，特别涉及一种弹锁式恒阻吸能锚索及其使用方法。

技术介绍

[0002]在高地应力地层中，硬岩地层存在岩爆，软岩或破碎地层存在大变形等特殊工程问题，对这类特殊地质现象，主要通过让压吸能锚杆（索）来解决高地应力下支护安全问题。让压吸能锚杆（索）中安装一种特定的让压装置，在被支护结构发生大变形时，通过让压装置使锚杆（索）体产生与岩土体相适应的变形，避免锚杆（索）体拉断失效，保持支护作用，它是一种可以有效地控制复杂多变而又难以支护的大变形岩土工程的特定支护体。
[0003]近年来，各种具有恒阻变形的让压锚杆（索）不断地被开发和应用于边坡、地下工程或采矿巷道支护中，以解决软弱围岩造成的大变形的问题。
[0004]但是，一方面，上述的锚索其让压吸能装置因其自身的设计缺陷，如让压装置设计过于简单或设计不合理，采用的锚固方式不合理等，难以适应大变形岩土工程的需要；另一方面已有的吸能防冲装置不具有支护状态提醒的功能或者其提醒不够明显，不能确切了解锚索工作状态以对支护场所进行加强支护。因此，亟需研制一种具有大变形吸能特性的锚索，以满足吸能防冲及时补强的需要。
[0005]因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种弹锁式恒阻吸能锚索及其使用方法，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0007]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：本申请提供一种弹锁式恒阻吸能锚索，包括：套管，所述套管的外表面沿自身轴向设有多级环形齿状结构；限位器，所述限位器套装于所述套管外，且沿径向设有让压调节单元；其中，所述让压调节单元与多级所述环形齿状结构中的部分咬合，且能够沿径向伸缩以在多级所述环形齿状结构中移动；钢绞线，所述钢绞线沿轴向穿过所述套管。
[0008]优选的，所述限位器为多瓣式分体结构组成的锥形柱体，且多瓣式所述锥形柱体的中部设有套孔以套装在所述套管上，所述限位器上沿径向设有多个安装孔；所述让压调节单元包括：刚性球体、高阻力弹簧和调节螺母；所述让压调节单元安装于所述安装孔中；所述高阻力弹簧位于所述刚性球体和所述调节螺母之间，使所述刚性球体在所述安装孔内进行伸缩；所述调节螺母挤压所述高阻力弹簧以改变所述刚性球体对所述环形齿状结构的
工作阻力。
[0009]优选的，所述安装孔的孔壁上设有内螺纹，所述调节螺母的外侧壁设有外螺纹；所述内螺纹与所述外螺纹相互配合，以旋转所述调节螺母使其沿所述内螺纹在所述安装孔内移动。
[0010]优选的，所述安装孔上靠近所述套管的一端孔径逐渐缩小，以限制所述刚性球体脱离所述安装孔，使所述刚性球体的部分外露，凸出于所述安装孔，所述刚性球体凸出于所述安装孔的部分咬合在多级所述环形齿状结构的间隔中。
[0011]优选的，多个所述安装孔为一组，所述安装孔设有多组，多组所述安装孔沿所述限位器的轴向等间距排列。
[0012]优选的，所述定位托盘中部设有用以套装在所述套管上的通孔，所述定位托盘上对应所述通孔设有锥形槽用以安装所述限位器，且所述锥形槽与所述通孔相连通。
[0013]优选的，所述定位托盘包括定位板和定位台，所述定位板和定位台一体制造成型；所述定位台居中安装在所述定位板上，所述通孔设在所述定位板中部，所述锥形槽设在所述定位台中部，所述限位器安装在所述锥形槽中且所述限位器上外径较小的一端顶触在定位板上。
[0014]优选的，所述环形齿状结构沿所述套管的轴向多级均匀分布，相邻两个所述环形齿状结构之间形成倒梯形凹槽，所述倒梯形凹槽与所述限位器上所述刚性球体外露于所述安装孔的部分相契合。
[0015]优选的，所述套管的尾端设有镦粗结构，所述镦粗结构外侧面的前端设有弧形过渡面。
[0016]本申请还提供了一种弹锁式恒阻吸能锚索的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：S1,加工锚索，将钢绞线穿入套管中，滚压套管将其与钢绞线连为一体，并通过滚压套管在其表面沿轴向形成多级的环形齿状结构；S2,加工锚索孔，从围岩表面钻入一个与钢绞线长度及直径匹配的锚索孔；S3,加工套管孔，在锚索孔外端扩孔至与套管长度及直径匹配，为套管预留让压行程空间；S4,安装锚索，将定位托盘通孔与锚索孔中心对齐，在锚索孔中置入树脂锚固剂，向锚索孔中插入钢绞线并旋转搅拌，使钢绞线与锚索孔围岩充分固结形成锚固力；S5,设置吸能防冲结构，在限位器上安装让压调节单元，设置让压调节单元工作阻力，在套管上安装限位器，并使让压调节单元与多级环形齿状结构中的部分咬合，当锚索受力过载时，通过让压调节单元沿径向的伸缩以在多级环形齿状结构中移动，逐级消耗锚索受力过载的能量；S6，完成锚索安装，对锚索进行拉拔施加预应力，使限位器与套管上环形齿状结构咬合的同时充分安装到定位台上，以完成锚索的安装，其中，预应力不大于让压调节单元所设置的工作阻力。
[0017]有益效果：1.本专利技术通过让压调节单元和环形齿状结构的配合能够提高钢绞线的延伸率，减缓超出钢绞线承载力的拉断破坏，以及减少围岩突然形变对钢绞线的冲击破坏，从而提高锚索的安全性和长效性。
[0018]2.本专利技术为了能够明显体现锚索的工作状态，在套管上逐级设置了环形齿状结构，当钢绞线受力过载时，会变换限位器与环形齿状结构的咬合位置，此时，通过套管上外露的环形齿状结构数量能够反映锚索的工作状态，从而通过该工作状态能够对应反映围岩变形程度，并对支护场所适时进行加强支护，极大的提高了锚索的安全性。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：图1为本专利技术实施例的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例的A
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A位置的横向剖面图；图3为本专利技术实施例的吸能防冲结构装配图；图4为本专利技术实施例的B
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B位置的横向剖面图；图5为本专利技术实施例的限位器让压调节单元的剖面图；图6为本专利技术实施例的套管安装示意图。
[0020]图中：1、钢绞线；2、套管；201、环形齿状结构；202、镦粗结构；3、限位器；301、锥形柱体；302、安装孔；4、定位托盘；401、定位板；402、定位台；403、锥形槽；5、刚性球体；6、高阻力弹簧；7、调节螺母；8、围岩。
具体实施方式
[0021]下面将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的一部分实施例，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所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]实施例1，参照图1和图6，一种弹锁式恒阻吸能锚索，包括套管2、限位器3和钢绞线1，具体地，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，包括：套管（2），所述套管（2）的外表面沿自身轴向设有多级环形齿状结构（201）；限位器（3），所述限位器（3）套装于所述套管（2）外，且沿径向设有让压调节单元；其中，所述让压调节单元与多级所述环形齿状结构（201）中的部分咬合，且能够沿径向伸缩以在多级所述环形齿状结构（201）中移动；钢绞线（1），所述钢绞线（1）沿轴向穿过所述套管（2）。2.根据权利要求1所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述限位器（3）为多瓣式分体结构组成的锥形柱体（301），且多瓣式所述锥形柱体（301）的中部设有套孔以套装在所述套管（2）上，所述限位器（3）上沿径向设有多个安装孔（302）；所述让压调节单元包括：刚性球体（5）、高阻力弹簧（6）和调节螺母（7）；所述让压调节单元安装于所述安装孔（302）中；所述高阻力弹簧（6）位于所述刚性球体（5）和所述调节螺母（7）之间，使所述刚性球体（5）在所述安装孔（302）内进行伸缩；所述调节螺母（7）挤压所述高阻力弹簧（6）以改变所述刚性球体（5）对所述环形齿状结构（201）的工作阻力。3.根据权利要求2所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述安装孔（302）的孔壁上设有内螺纹，所述调节螺母（7）的外侧壁设有外螺纹；所述内螺纹与所述外螺纹相互配合，以旋转所述调节螺母（7）使其沿所述内螺纹在所述安装孔（302）内移动。4.根据权利要求2所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，所述安装孔（302）上靠近所述套管（2）的一端孔径逐渐缩小，以限制所述刚性球体（5）脱离所述安装孔（302），使所述刚性球体（5）的部分外露，凸出于所述安装孔（302），所述刚性球体（5）凸出于所述安装孔（302）的部分咬合在多级所述环形齿状结构（201）的间隔中。5.根据权利要求2所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，多个所述安装孔（302）为一组，所述安装孔（302）设有多组，多组所述安装孔（302）沿所述限位器（3）的轴向等间距排列。6.根据权利要求1所述的一种弹锁式恒阻吸能锚索，其特征在于，还包括：定位托盘（4），所述定位托盘（4）中部设有用以套装在所述套管（2）上的通孔，所述定位托盘（4）上对应所述通孔设有锥形槽（403）用以安装所述限位器（3），且所述锥形槽（403）与所述通孔相连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵希栋，刘洪涛，郝成，杨永松，江文渊，刘保康，霍天宏，陈子晗，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：