软弱围岩支护系统技术方案

本发明专利技术属于交通工程设施技术领域，特别是涉及软弱围岩支护系统，其包括锚杆杆体、椎体部和锁紧部；锚杆杆体能够插入围岩内部；椎体部安装于锚杆杆体上，锚杆杆体移动带动椎体部移动；锁紧部包括套设在椎体部和锚杆杆体上的螺旋弹簧叶片，螺旋弹簧叶片为螺旋状叶片结构，螺旋弹簧叶片具有锁紧模式，螺旋弹簧叶片沿自身旋向的反向转动时能够进入锁紧模式，在锁紧模式时，螺旋弹簧叶片增大自身直径能够阻碍椎体部移动；通过设置的螺旋弹簧叶片增大自身直径，以使锚杆杆体固定在围岩中，增加了本发明专利技术的可靠性能，避免了现有技术中锚杆杆体固定不稳定的问题。定不稳定的问题。定不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
软弱围岩支护系统


[0001]本专利技术属于交通工程设施
，特别是涉及软弱围岩支护系统。

技术介绍

[0002]软弱围岩支护装置是一种用于支撑和加固软弱围岩的装置，它是在大量的工程实践中逐渐发展起来的。软弱围岩是指强度较低、稳定性较差的围岩，在隧道施工中，软弱围岩的支护是一个重要的难点。
[0003]针对软弱围岩容易出现塌方、变形等问题，支护装置应运而生。在现有技术中，如中国专利CN111764931B公开了一种高地应力软弱围岩隧道支护结构及其施工方法，其结构包括螺纹锚杆、尖锥体和凸刺，尖锥体设置在螺纹锚杆前端，凸刺设置在尖锥体上，通过设置的螺纹锚杆将尖锥体和凸刺移动到软弱围岩的孔洞中，尖锥体能够减少螺纹锚杆的前进阻力；这种支护结构采用的凸刺虽然能够阻碍螺纹锚杆向软弱围岩外部移动，但是凸刺只能被动钩紧软弱围岩孔洞侧壁，所以凸刺对螺纹锚杆的阻碍作用不稳定。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有技术所存在的凸刺对锚杆的固定作用不稳定，进而导致装置可靠性降低的问题，提供软弱围岩支护系统。
[0005]上述目的通过下述技术方案实现：
[0006]软弱围岩支护系统，软弱围岩支护系统包括用于加固围岩岩体的锚杆组件，锚杆组件设置在围岩隧道中；锚杆组件包括锚杆杆体、椎体部和锁紧部；锚杆杆体能够插入围岩内部，锚杆杆体插入围岩中的移动方向为第一方向；椎体部安装于锚杆杆体上，以降低锚杆杆体插入围岩的阻力，锚杆杆体移动带动椎体部移动；锁紧部包括套设在椎体部和锚杆杆体上的螺旋弹簧叶片，螺旋弹簧叶片为螺旋状叶片结构，螺旋弹簧叶片具有锁紧模式，螺旋弹簧叶片沿自身旋向的反向转动时能够进入锁紧模式，在锁紧模式时能够阻碍椎体部移动；螺旋弹簧叶片能够沿第二方向依次划分为第一弹簧段、第二弹簧段和第三弹簧段，第一弹簧段的直径小于等于第二弹簧段的直径，第三弹簧段的直径小于等于第二弹簧段的直径，第二方向为第一方向的反向；第一弹簧段的一端固接在椎体部上，第一弹簧段的另一端连接第二弹簧段；第三弹簧段的一端连接第二弹簧段，第三弹簧段的另一端仅能够沿第二方向移动。
[0007]进一步地，锚杆组件设置多组，沿围岩隧道的周向均匀分布。
[0008]进一步地，螺旋弹簧叶片的旋向为左旋。
[0009]进一步地，第一弹簧段的直径沿第二方向逐渐增大；第二弹簧段的直径沿第二方向逐渐减小；第三弹簧段的直径等于第二弹簧段的最小直径；锚杆杆体的直径等于第三弹簧段的直径。
[0010]进一步地，锁紧部还包括套设在锚杆杆体上的滑动环，第三弹簧段的一端固接在滑动环上，锚杆杆体沿第一方向插入围岩中时，围岩对滑动环施加的反作用力使滑动环在
锚杆杆体上沿第二方向移动；滑动环内壁上设置有棘齿，棘齿能够伸缩，锚杆杆体的外壁上设置有配合卡槽，棘齿与配合卡槽配合，进而限位滑动环在锚杆杆体上转动和沿第一方向滑动。
[0011]进一步地，配合卡槽具有四个侧面，分别为第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面；配合卡槽靠近椎体部的侧面为第一侧面，远离椎体部的侧面为第三侧面，第二侧面和第四侧面相对设置且平行于锚杆杆体的轴线，第二侧面和第四侧面设置在第一侧面和第三侧面之间，第一侧面垂直于锚杆杆体的轴向方向，第二侧面相对于锚杆杆体的径向方向倾斜预设角度。
[0012]进一步地，棘齿设置多个且沿滑动环的内壁周向均匀分布；配合卡槽有多个且绕锚杆杆体周向均匀分布，位于锚杆杆体同一圆周上的多个配合卡槽为一组，配合卡槽有多组，多组配合卡槽沿锚杆杆体轴向间隔分布。
[0013]进一步地，椎体部为圆锥体结构，圆锥体结构的两端沿第二方向依次为尖锐端和平面端；锚杆杆体的两端沿第二方向分别为第一端面和第二端面，第一端面与平面端固接。
[0014]进一步地，软弱围岩支护系统还包括加固围岩隧道内壁的支撑组件；支撑组件包括沿第二方向依次设置的围岩密封层、隔水层、缓冲垫板和内侧支撑板；围岩密封层的外侧紧贴软弱围岩隧道的内壁设置，围岩密封层的内侧紧贴隔水层的外侧，隔水层的内侧紧贴缓冲垫板的外侧，缓冲垫板与内侧支撑板之间设置有间隙，间隙形成检测通道，检测通道中设置有感应器，感应器能够检测缓冲垫板和内侧支撑板之间的距离X，当感应器检测X发生变化时，感应器能够发出警报。
[0015]进一步地，感应器包括控制器、位移传感器和声光报警器；控制器同时与位移传感器和声光报警器电连接，位移传感器设置在检测通道中用于检测到X大小发生变化，当X的大小发生变化时位移传感器将其转化成电信号传递给控制器，控制器能够使声光报警器发出警报声音和红蓝警示灯光；位移传感器设置多个，均匀分布在检测通道中；声光报警器设置两组，每组中包括多个声光报警器；一组声光报警器设置在位移传感器所在位置的内侧支撑板的内侧侧壁上；另一组声光报警器分别设置在围岩隧道的入口处、围岩隧道入口外的第一预设距离、第二预设距离和第三预设距离处。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]1、通过设置的螺旋弹簧叶片增大自身直径，以使锚杆杆体固定在围岩中，增加了本专利技术的可靠性能，避免了现有技术中锚杆杆体固定不稳定的问题。
[0018]2、通过配合卡槽设置的两侧面，以限位滑动环在锚杆杆体上转动和沿第一方向滑动。
[0019]3、设置多组锚杆组件，以增加围岩强度，防止隧道塌方。
[0020]4、通过第一侧面限制滑动环在锚杆杆体上沿第一方向移动，通过设置的第二侧面和第四侧面限制滑动环相对于锚杆杆体转动，通过设置的第三侧面引导滑动板相对于锚杆杆体向第二方向移动。
[0021]5、通过设置多组配合卡槽，使棘齿相对于锚杆杆体向第二方向移动的过程中，与不同组的配合卡槽进行配合，进而保持对滑动环在锚杆杆体上转动和沿第一方向滑动的限制作用。
[0022]6、在围岩隧道内设置声光报警器能够方便围岩隧道的检修和维护，以及提醒进入
隧道的人员围岩隧道有坍塌；在围岩隧道外设置声光报警器，能够提醒即将进入隧道的人员围岩隧道中发生坍塌。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的软弱围岩支护系统的实施例的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的软弱围岩支护系统的其中一个实施例的剖视图；
[0025]图3为图2中A处的局部放大图；
[0026]图4为图2中B处的局部放大图；
[0027]图5为本专利技术的软弱围岩支护系统的其中一个实施例的部分结构的结构示意图，图中包括锚杆杆体、螺旋弹簧叶片和滑动环等结构；
[0028]图6为图5结构的正视图；
[0029]图7为图6中C
‑
C向的剖视图；
[0030]图8为图7中D处的局部放大图；
[0031]图9为本专利技术的软弱围岩支护系统的其中一个实施例的螺旋弹簧叶片和滑动环的结构示意图；
[0032]其中：
[0033]100、锚杆杆体；
[0034]200、椎体部；210、螺旋弹簧叶片；212、第一弹簧段；214、第二弹簧段；216、第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.软弱围岩支护系统，其特征在于，软弱围岩支护系统包括用于加固围岩岩体的锚杆组件，锚杆组件设置在围岩隧道中；锚杆组件包括锚杆杆体、椎体部和锁紧部；锚杆杆体能够插入围岩内部，锚杆杆体插入围岩中的移动方向为第一方向；椎体部安装于锚杆杆体上，以降低锚杆杆体插入围岩的阻力，锚杆杆体移动带动椎体部移动；锁紧部包括套设在椎体部和锚杆杆体上的螺旋弹簧叶片，螺旋弹簧叶片为螺旋状叶片结构，螺旋弹簧叶片具有锁紧模式，螺旋弹簧叶片沿自身旋向的反向转动时能够进入锁紧模式，在锁紧模式时能够阻碍椎体部移动；螺旋弹簧叶片能够沿第二方向依次划分为第一弹簧段、第二弹簧段和第三弹簧段，第一弹簧段的直径小于等于第二弹簧段的直径，第三弹簧段的直径小于等于第二弹簧段的直径，第二方向为第一方向的反向；第一弹簧段的一端固接在椎体部上，第一弹簧段的另一端连接第二弹簧段；第三弹簧段的一端连接第二弹簧段，第三弹簧段的另一端仅能够沿第二方向移动。2.根据权利要求1所述的软弱围岩支护系统，其特征在于，锚杆组件设置多组，沿围岩隧道的周向均匀分布。3.根据权利要求1所述的软弱围岩支护系统，其特征在于，螺旋弹簧叶片的旋向为左旋。4.根据权利要求1所述的软弱围岩支护系统，其特征在于，第一弹簧段的直径沿第二方向逐渐增大；第二弹簧段的直径沿第二方向逐渐减小；第三弹簧段的直径等于第二弹簧段的最小直径；锚杆杆体的直径等于第三弹簧段的直径。5.根据权利要求4所述的软弱围岩支护系统，其特征在于，锁紧部还包括套设在锚杆杆体上的滑动环，第三弹簧段的一端固接在滑动环上，锚杆杆体沿第一方向插入围岩中时，围岩对滑动环施加的反作用力使滑动环在锚杆杆体上沿第二方向移动；滑动环内壁上设置有棘齿，棘齿能够伸缩，锚杆杆体的外壁上设置有配合卡槽，棘齿与配合卡槽配合，进而限位滑动环在锚杆杆体上转动和沿第一方向滑动。6.根据权利要求5所述的软弱围岩支护系统，其特征在于，配合卡槽具有四个侧面，分别为第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面；配合卡槽靠近椎体部的侧面...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷雪，王建国，张金龙，项捷，骆礼康，
申请(专利权)人：中国安能集团第一工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：