一种带预应力恒阻大变形让压锚杆制造技术

本发明专利技术提供一种带预应力恒阻大变形让压锚杆，包括恒阻套管与杆体两部分，恒阻套管内表面刻有内肋纹，纵向布置有一条裂缝，杆体尾部刻有与套管内表面对应的外肋纹，外肋纹和内肋纹相互配合，靠近恒阻套管与杆体尾部同端端部外周处还依次设有螺帽和托盘，背离螺帽的杆体另一端端部设有椎体，其中，肋纹密度及裂缝宽度决定了让压过程中的工作阻力，恒阻套管长度决定了让压量，让压量和工作阻力的平衡点需要根据现场围岩变形情况进行确定，该装置操作简单方便，试验效果理想，可依据现场实际情况，灵活调整让压量，以满足现场不同变形量要求。以满足现场不同变形量要求。以满足现场不同变形量要求。

【技术实现步骤摘要】
一种带预应力恒阻大变形让压锚杆


[0001]本专利技术属于隧道工程
，尤其涉及一种带预应力恒阻大变形让压锚杆。

技术介绍

[0002]在交通隧道、煤矿巷道、水电站厂房等地下工程建设中，锚杆是应用最广、效果最好的支护设备。随着国家大力发展基础设施、对能源需求愈发强烈，上述工程的施工深度越来越大，面临的地应力也越来越大，如果是在我国西南大区还将遇到红层软岩等遇水易膨胀的地层，这些条件下围岩常常表现出大变形的特点，具体表现为变形速率快、位移大、难以在较短时间内稳定。而这又会给支护系统带来挑战，如果支护系统不能适应这种情况、及时有效控制围岩变形，可能会发生锚杆破断、拱架变形、隧道垮塌的事故，不仅对隧道安全施工造成影响，成为整个工程的“瓶颈”，还会造成巨大经济损失甚至威胁到人的生命安全。根据锚杆支护特征曲线与围岩收敛曲线得知，增大锚杆的变形量可显著减小两条曲线相交时的围岩压力大小，从而使锚杆处于相对安全的工作状态，因此需要允许围岩发生变形，并由锚杆提供与该过程匹配的一个让压过程，而且在让压过程中工作阻力要保持恒定，从而有效控制围岩变形。

技术实现思路

[0003]为了解决以上的技术问题，本专利技术提供了一种恒阻大变形让压锚杆，包括同轴设置的杆体、恒阻套管和托盘，所述恒阻套管设于所述杆体尾部外周，所述杆体尾部外周和所述恒阻套管内周分别设有便于在让压过程中保持恒定工作阻力的外肋纹和内肋纹，所述外肋纹和所述内肋纹相互配合，所述恒阻套管沿轴向设有当所述外肋纹和内肋纹发生相互错动时提供膨胀空间的裂缝，所述托盘设于所述恒阻套管外周，所述恒阻套管的尾部还设有外螺纹，所述外螺纹旋拧有螺帽。
[0004]进一步地，所述外肋纹和内肋纹的密度以及所述裂缝的宽度决定工作阻力的大小，所述恒阻套管的套管长度决定让压量的大小，所述工作阻力和让压量通过围岩压力
‑
变形曲线确定。
[0005]进一步地，所述杆体背离所述恒阻套管的另一端端部一体设有椎体。
[0006]进一步地，所述螺帽的内螺纹深度大于恒阻套管尾部外螺纹的突起高度。
[0007]进一步地，所述恒阻套管由高强度钢制成。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在：
[0009]1、本专利技术带预应力恒阻大变形让压锚杆不仅提出了裂缝可膨胀恒阻套管，克服了现有让压支护方式中对材料要求很高的困境，通过改进结构的方式做到了利用普通钢材就能实现控制大变形的效果。
[0010]2、本专利技术带预应力恒阻大变形让压锚杆可依据现场实际情况，灵活调整让压量，以满足现场不同变形量要求。
[0011]3、本专利技术带预应力恒阻大变形让压锚杆在安装时可及时施加预应力，防止围岩得
不到及时支护导致变形过大。
[0012]4、本专利技术带预应力恒阻大变形让压锚杆稳定可靠，不用担心使用过程中拉断失效，保障施工安全。
附图说明
[0013]图1为本专利技术带预应力恒阻大变形让压锚杆的结构示意图；
[0014]图2为本专利技术带预应力恒阻大变形让压锚杆的内部肋纹结构示意图。
[0015]图中：1：杆体、2：恒阻套管、3：托盘、4：螺帽、11：外肋纹、21：内肋纹。
具体实施方式
[0016]下面将结合示意图对本专利技术一种带预应力恒阻大变形让压锚杆进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果，因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。
[0017]如图1和2所示，一种带预应力恒阻大变形让压锚杆包括杆体1、恒阻套管2、螺帽4和托盘3，各部件同轴设置，杆体1一端端部设置有椎体，用于减小在钻孔中顶进过程中遇到的阻力同时还能快速破坏锚固剂。恒阻套管2由超高强度钢制成，直径略大于杆体1，设于杆体1另一端的外周，恒阻套管2中通设置，其外周设置有一道裂缝，裂缝长度与恒阻套管2的长度相同，恒阻套管2的尾部设有外螺纹，用于旋拧螺帽4。
[0018]恒阻套管2的内部设有内肋纹21，相应的，杆体1相对应一端的外周设有外肋纹11，外肋纹11和内肋纹21相互配合，具体表现为体外肋纹11凸起高度、宽度与恒阻套管2内肋纹21凸起高度、宽度保持一致。
[0019]当围岩发生大变形时，通过托盘3将围岩压力传递给增阻套管，使其与杆体1发生相对滑动，滑动过程中杆体1肋纹凸起位置与恒阻套管2内肋纹21突起位置相遇时会使恒阻套管2发生膨胀变形，当受力足够大时可以撑开裂缝，从而使内肋纹21和外肋纹11发生错位，从而达到让压的目的，且能够继续对围岩进行锚固。裂缝最大开口量取决于恒阻套管尾部螺帽尺寸，当达到设定让压量时杆体与恒阻套管不再发生相对位移，适用于变形量在1m以内的隧道施工。
[0020]围岩变形量更大时，可通过增加恒阻套管长度的方式实现更大让压量。
[0021]本专利技术内肋纹21或外肋纹11的密度及裂缝宽度决定了让压过程中的工作阻力，恒阻套管2长度决定了让压量，让压量和工作阻力的平衡点需要根据现场围岩变形情况进行确定，即根据围岩压力
‑
变形曲线确定让压量与工作阻力的大小，从而通过实验确定套管长度、肋纹密度及裂缝宽度等设计参数。
[0022]本专利技术的使用步骤流程为：
[0023]第一步：通过围岩压力
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变形曲线确定让压量和工作阻力的大小并通过实验确定恒阻套管2套管的长度参数、恒阻套管2的内肋纹21和杆体1外肋纹11的密度参数以及恒阻套管2的裂缝的宽度参数。
[0024]第二步：根据确定后的参数，选择杆体1、恒阻套管2和螺帽4，并事先组装好杆体1，撑开恒阻套管2套管，将杆体1穿过恒阻套管2。
[0025]第三步：隧道开挖后在支护巷道中打孔，钻孔直径与杆体1直径相匹配，到达底后退出钻杆，再换大尺寸钻头将扩孔段孔口加粗，加粗后的直径与恒阻套管2外径匹配。
[0026]第四步：向钻孔中注锚固剂，将组装好的杆体1端部朝向孔底穿过托盘3后安装在钻孔中，及时拧紧螺帽4将其固定，在锚固剂凝固前用钻机旋紧螺帽4，达到设计的预紧力,且螺帽4螺纹深度比恒阻套管2尾部螺纹突起高度大，为套管裂缝张开预留空间。
[0027]第五步：在围岩压力作用下，恒阻套管2与杆体1发生相对滑动，随着围岩变形量的增加，围岩压力逐渐减小，当围岩压力与支护阻力相等时围岩不再变形，让压结束。
[0028]上述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不对本专利技术起到任何限制作用。任何所属
的技术人员，在不脱离本专利技术的技术方案的范围内，对本专利技术揭露的技术方案和
技术实现思路
做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本专利技术的技术方案的内容，仍属于本专利技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带预应力恒阻大变形让压锚杆，其特征在于，包括同轴设置的杆体、恒阻套管和托盘，所述恒阻套管设于所述杆体尾部外周，所述杆体尾部外周和所述恒阻套管内周分别设有便于在让压过程中保持恒定工作阻力的外肋纹和内肋纹，所述外肋纹和所述内肋纹相互配合，所述恒阻套管沿轴向设有当所述外肋纹和内肋纹发生相互错动时提供膨胀空间的裂缝，所述托盘设于所述恒阻套管外周，所述恒阻套管的尾部还设有外螺纹，所述外螺纹旋拧有螺帽。2.根据权利要求1所述的带预应力恒阻大变形让压锚杆，其特征在于，所述外肋纹和内肋纹的密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建旺，李安云，汪青仓，刘全辉，谢雄耀，康鑫，张凯，
申请(专利权)人：中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司同济大学陕西延长石油榆林可可盖煤业有限公司，
类型：发明
国别省市：