一种可回收锚杆及其回收方法技术

本发明专利技术涉及一种可回收锚杆及其回收方法，其中，可回收锚杆包括锚杆，其包括通过回收装置彼此相连的自由段锚杆和锚固段锚杆；回收装置，包括壳体，壳体顶部具有用于连接并允许自由段锚杆移动的环形孔，壳体底部具有用于连接锚固段锚杆的螺纹孔，其中，回收装置内设有环形齿和与环形齿形状适配的承力台，且承力台构造为能够随锚杆的张拉位移而与环形齿啮合，其中，在锚杆处于张拉状态之时，驱动自由段锚杆沿第一方向产生转动，自由段锚杆转动并驱动回收装置产生沿第一方向的第一扭矩，锚固段锚杆产生与第一扭矩反向的沿第二方向的第二扭矩，使得自由段锚杆在彼此反向的第一扭矩和第二扭矩作用下与锚固段锚杆脱离。扭矩作用下与锚固段锚杆脱离。扭矩作用下与锚固段锚杆脱离。

【技术实现步骤摘要】
一种可回收锚杆及其回收方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程支护结构
，涉及土层或岩石的钻进技术，尤其涉及一种可回收锚杆及其回收方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化建设的持续推进，深层地下工程的围岩控制理论与技术对保证地下工程的安全、高效建设与生产具有举足轻重的意义，对地下围岩进行控制最有效的途径就是对钻孔施加锚杆，因此锚杆对于保证地下工程建设的安全具有决定性的作用。
[0003]锚杆是一种安装在围岩内部的由高抗拉强度材料制成的支护构件，主要用作露天边坡、地下洞室、井巷工程和建筑基坑等工程的支护。传统的锚杆作为临时性支护结构，在其功能失效后通常将与建筑的构筑物一起埋藏于地下，而这将占用大量地下空间，形成地下垃圾，造成地下环境污染，且留下的锚杆也将成为后续工程的地下障碍物，同时因锚杆不能被有效回收而导致钢材被浪费。
[0004]常规锚杆除了在拆除时比较费时费工外，其锚固质量是否达到设计标准也很难判断，因此可回收锚杆是锚杆技术发展的必然产物，目前市面上已经出现了一些可以回收的锚杆技术，他们通常包括拉拔式可回收锚杆、热熔式可回收锚杆以及机械式可回收锚杆。
[0005]回收的通常只是锚筋而不是锚杆的全部，地下还遗留有固结体及承压件等锚杆组成部分；可回收锚杆强调的是自行拆除回收，即通过预先设置在锚筋上的回收单元(如自解锁锚具或承载体等)自行使锚筋拆分脱离，不使用钻机套打等强制性拆除手段”，“基坑可回收锚杆技术关键在于承压件，承压件是一种受压构件(回收单元)，位于压力型锚杆(及压力分散锚杆的单元锚杆)筋体底端，承受锚筋拉力并将之以压力形式传递给固结体。
[0006]机械式可回收锚杆是压力性锚杆，利用胀壳原理，锚头有一个或两个楔形体，随着杆体的进入，锚头逐渐膨胀，给岩体施加一定的力，壳体与岩体产生摩擦形成锚固力。
[0007]CN102605780B公开了一种用于基坑支护的可回收锚杆，该用于基坑支护的可回收锚杆包括砼预制件、圆钢锚杆，砼预制件的内部设有中空的金属螺纹套管，圆钢锚杆的前端部设有外螺纹并通过金属螺纹套管与砼预制件螺接，圆钢锚杆的尾部设有锁定螺纹；圆钢锚杆包括至少两段钢杆，两段钢杆通过螺母连接，该螺母的螺旋方向与圆钢锚杆前端部的螺纹的螺旋方向相反。
[0008]CN109723060A公开了一种手动机械式可回收锚杆及其回收方法，具体为包括钢筋杆体、承载体和橡胶密封圈，塑料套管的内部设置有塑料套管连接口，且塑料套管连接口的内部设置有钢筋杆体，钢筋杆体与圆锥形锁具之间通过螺纹咬合连接，且圆锥形锁具与锁具脱离卡套通过平头螺丝连接，圆锥形锁具与橡胶密封圈单面粘接连接，承载体的左右两侧均安装有握裹力加强筋，且承载体位于塑料套管的上方，承载体的内部设置有锁具环向定位器，且锁具环向定位器的内部设置有圆锥形锁具。
[0009]目前市面上提供的机械式可回收锚杆多存在着装置结构复杂、回收效率低的问题，此外，多数机械式可回收锚杆在回收过程中，随着锚索束持续拉伸收紧，可能会导致锚
杆锚固力的下降，而此类可回收锚杆通常不具备对于回收过程中锚固力的监测及增强结构。因此，需要设计一种可回收的智能锚杆来监测锚杆的受力情况，以监测锚固工程质量，同时还能将自由段的锚杆回收、拆除，从而减少施工成本，加快施工进度，以及节约资源等。
[0010]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0011]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种可回收锚杆及其回收方法，旨在解决现有技术中存在的至少一个或多个技术问题。
[0012]为实现上述目的，本专利技术提供了一种可回收锚杆，包括：
[0013]锚杆，包括自由段锚杆和锚固段锚杆；
[0014]回收装置，其顶部和底部分别可活动地连接自由段锚杆和锚固段锚杆，
[0015]其中，
[0016]回收装置内设有环形齿和能够随锚杆的张拉而活动以与环形齿耦合的承力台，其中，
[0017]在锚杆处于张拉时，驱动自由段锚杆沿第一方向转动并使回收装置产生沿第一方向的第一扭矩，锚固段锚杆鉴于自由段锚杆的转动产生与第一扭矩反向的第二扭矩，使得自由段锚杆在互为反向的第一扭矩和第二扭矩作用下与锚固段锚杆脱离。本专利技术中，在需要对锚杆进行回收时，可通过外力驱动使自由段锚杆转动，并使得抱合在锚杆外部的回收装置同自由段锚杆转动而产生一扭矩，以及锚固段锚杆在围岩土层作用下产生与自由段锚杆和/或回收装置反向的第二扭矩，在两个相反扭矩作用下，自由段锚杆与锚固段锚杆逐渐旋转分离。特别地，回收单元的壳体具备简易的连接固定结构，针对该壳体无需采用高精度加工方式，因此该机械式回收单元的设计制造难度极低，其对应的材料价格及其生产成本也十分低廉。另外，本专利技术中，回收单元内部设有环形齿和承力台，伴随着钻孔口外的张拉设备对锚杆的持续张拉，位于承力台的斜面齿将基于锚杆的张拉而与环形齿接触啮合，该啮合能够避免自由段锚杆的径向滑动，以防止钻孔口外的力线偏移，使自由段锚杆更易于转动。
[0018]优选地，回收装置底部设有螺纹孔，锚固段锚杆通过螺纹孔可拆卸地连接于回收装置，其中，锚固段锚杆与螺纹孔啮合的螺杆表面设有至少一个偏心的油管通道。
[0019]优选地，回收装置连接有至少一个油管，油管沿自由段锚杆轴向延伸并贯穿承力台至螺杆和螺纹孔的微间隙，并且油管通过内油管通道连接至至少一个偏心的油管通道。
[0020]优选地，在自由段锚杆处于张拉状态并经驱动沿第一方向产生转动之前或之时，利用油管向螺杆和螺纹孔的微间隙注入液压油，以提供辅助螺杆与螺纹孔松脱的静压力矩。本专利技术中，在转动自由段锚杆以使其与锚固段锚杆脱离时，同时利用外接的加压管线向螺杆部分注入液压油，液压油的注入为螺杆与回收装置的螺纹孔间的相对运动及脱离提供了润滑作用，使得螺杆与回收装置间的脱离过程更加流畅顺滑，以及外部张拉设备对自由段锚杆的驱动更加容易执行。
[0021]优选地，螺杆与螺纹孔的贴合处设置有密封圈，且锚固段锚杆与回收装置的连接处设置有与密封圈贴合的环形垫片。密封圈和环形垫片可防止液压油渗漏，并且允许液压油在螺杆底部堆积，从而使液压油能够均匀充满螺杆和螺纹孔间的各处，以提供均匀充分的静压力矩。
[0022]优选地，还包括监测单元，监测单元包括彼此信号连接的应变感应器和控制器，其中，应变感应器，用于监测锚杆的应力变化并获取应变数据；控制器，用于根据来自于应变感应器的应变数据确定锚杆的锚固状态。本专利技术中，在锚杆或自由段锚杆上安装有用于实时监测锚杆应力变化的应变感应器，应变感应器将锚杆的应力变化数据传输至控制器，控制器能够根据应力变化数据实时判定锚杆的锚固力变化，在回收自由段锚杆的过程中，可以根据锚杆的实时锚固力变化来调整钻孔外的张拉设备的驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可回收锚杆，其特征在于，包括：锚杆(1)，包括自由段锚杆(101)和锚固段锚杆(102)；回收装置(2)，其顶部和底部分别连接所述自由段锚杆(101)和锚固段锚杆(102)，其中，所述回收装置(2)部署有环形齿(11)和能够随所述锚杆(1)的张拉而可活动地与所述环形齿(11)啮合的承力台(12)，其中，在所述锚杆(1)处于张拉时，驱动所述自由段锚杆(101)沿第一方向转动并使回收装置(2)产生沿所述第一方向的第一扭矩，所述锚固段锚杆(102)基于所述自由段锚杆(101)的转动产生第二扭矩，以允许所述自由段锚杆(101)在互为反向的第一扭矩和第二扭矩作用下与锚固段锚杆(102)脱离。2.根据权利要求1所述的可回收锚杆，其特征在于，所述回收装置(2)底部设有允许所述锚固段锚杆(102)可拆卸地连接于所述回收装置(2)的螺纹孔(15)，其中，所述锚固段锚杆(102)与螺纹孔(15)啮合的螺杆(14)表面设有至少一个偏心的油管通道(13)。3.根据权利要求1或2所述的可回收锚杆，其特征在于，所述回收装置(2)连接有至少一个油管(19)，所述油管(19)沿所述自由段锚杆(101)轴向延伸并贯穿所述承力台(12)至螺杆(14)和螺纹孔(15)的微间隙(21)，以允许所述油管(19)通过内油管通道(20)连接至所述油管通道(13)。4.根据权利要求1～3任一项所述的可回收锚杆，其特征在于，在所述自由段锚杆(101)处于张拉状态并经驱动沿第一方向产生转动之前或之时，利用油管(19)向所述螺杆(14)和螺纹孔(15)的微间隙(21)注入液压油，以允许所述液压油提供辅助所述螺杆(14)与螺纹孔(15)松脱的静压力矩。5.根据权利要求1～4任一项所述的可回收锚杆，其特征在于，还包括监测单元，所述监测单元包括彼此信号连接的应变感应器(9)和控制器(5)，其中，应变感应器(9)，用于获取所述锚杆(1)的在时间上与应力相关的应...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑明明，颜诗纯，朱成涛，陈臻林，刘喜龙，夏敏，王嘉欣，王凯，周珂锐，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：