本实用新型专利技术公开了一种软岩大变形隧道高强膨胀锚杆支护装置包括碳纤维增强环氧树脂复合材料层、高强膨胀锚杆、橡胶垫层、钢片垫层，其中高强膨胀锚杆包括杆套、杆件；碳纤维增强环氧树脂复合材料层设置在围岩内壁，高强膨胀锚杆一端设置在钢拱架上，另一端依次穿过钢拱架、钢片垫层、橡胶垫层、碳纤维增强环氧树脂复合材料层设置在围岩中；本实用新型专利技术装置改变了传统支护结构，替换为高强膨胀锚杆，加入了碳纤维增强环氧树脂复合材料层，在隧道开挖后施作碳纤维增强环氧树脂复合材料层，补偿因隧道开挖应力释放导致的围岩松弛，提高围岩或恢复围岩的自承能力及加强防水能力。复围岩的自承能力及加强防水能力。复围岩的自承能力及加强防水能力。
【技术实现步骤摘要】
一种软岩大变形隧道高强膨胀锚杆支护装置
[0001]本技术属于交通地下工程
，具体涉及一种软岩大变形隧道高强膨胀锚杆支护装置。
技术介绍
[0002]西南地区为多山地区，交通建设时桥隧比例往往较高，其中隧道是地下空间开发和利用的基本形式，在公路等交通路网中发挥着重要的作用。伴随着隧道工程建设需求量的日益增加，其穿越的地层条件、建设环境和建设难度也越来越具有挑战性，尤其是在穿越软弱破碎地层，如碳质板岩、碳质千枚岩和绿泥石片岩等时，岩体破碎松散、围岩自稳性差,开挖扰动后围岩变形速率快、变形量大,极易造成混凝士开裂掉块、钢架扭曲折断、仰拱隆起、支护变形侵限等病害问题，在建设过程中若发生过大变形问题，其施工难度极大。
[0003]锚杆被广泛应用于加固岩土体，以锚杆的纵向拉力来克服岩土体自身抗拉强度远远低于抗压强度的限制，从而增强岩土体的黏聚力、加固岩土体。
[0004]同时，现场实践表明，传统采用超前注浆小导管、环向自进式中空注浆锚杆、加强钢拱架型号、减小钢架间距等支护措施常常难以保障软岩大变形隧道施工过程中围岩稳定性和支护结构的安全性，以及存在混凝土加入速凝剂后初凝、终凝时间仍旧比较长对于软岩隧道开挖后产生的变形不能及时控制的问题。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种软岩大变形隧道高强膨胀锚杆支护装置，以解决传统支护措施难以保障软岩大变形隧道施工过程中围岩稳定性和支护结构安全性的问题。
[0006]本技术软岩大变形隧道高强膨胀锚杆支护装置包括碳纤维增强环氧树脂复合材料层、高强膨胀锚杆、橡胶垫层、钢片垫层，碳纤维增强环氧树脂复合材料层设置在围岩内壁，高强膨胀锚杆一端设置在钢拱架上，另一端依次穿过钢拱架、钢片垫层、橡胶垫层、碳纤维增强环氧树脂复合材料层设置在围岩中；
[0007]其中高强膨胀锚杆包括杆套、杆件，杆套为中空圆筒，其一端上套装有固定盘，另一端端部开有孔，用于在杆套内添加锚固剂；杆套带有固定盘的一端内侧设置有内螺纹，杆套另一端管壁上开有若干个条孔，卡钩设置在条孔上并位于杆套内；杆件为带外螺纹的杆，杆件的外螺纹与杆套的内螺纹相配合，杆件设置在杆套内时，卡钩设置在杆套外侧。
[0008]所述卡钩为平行四边形片体，片体上端和底端分别带有凸块，用于将片体限制在条孔内。
[0009]所述杆件一端上设置有把手，把手可拆卸，用于将杆件旋转进杆套中。
[0010]上述装置使用时，先在围岩钻孔，每个围岩上的钻孔对应一个钢拱架上的钻孔，钢拱架上的钻孔比固定盘直径稍大，然后在围岩内壁上喷涂高强度聚合物粘结剂，将碳纤维增强环氧树脂复合材料层粘结在围岩内侧，通过杆套上的孔往杆套内注入锚固剂，然后将
橡胶垫层、钢片垫层依次套装在杆套上并位于固定盘一侧，将杆套带孔的一端通过钢拱架上的钻孔插入围岩上的钻孔中，再将杆件通过螺纹旋转入杆套内，在杆件作用下，杆套中的卡钩从条孔中伸出，插入围岩中，同时杆套中的锚固剂从孔中溢出进入围岩的钻孔中，待杆套固定后，将固定盘焊接在钢拱架上，使围岩、碳纤维增强环氧树脂复合材料层、高强膨胀锚杆、钢拱架结合在一起。
[0011]所述碳纤维增强环氧树脂复合材料常规市售材料；
[0012]所述杆套内径为5
‑
12cm，高强膨胀短锚杆长度6
‑
12m。
[0013]所述碳纤维增强环氧树脂复合材料层与围岩之间设置有高强度聚合物粘结剂层。
[0014]与现有技术比，本技术的有益效果如下：
[0015]（1）本技术装置中使用的碳纤维增强环氧树脂复合材料层能提高围岩或者恢复围岩的承载能力，与传统的隧道支护形式相比，利用碳纤维增强环氧树脂复合材料进行支护具有结构轻量化、施工简便、耐久性高、低膨胀系数、高强度等优点。同时，这种材料具有较好的耐腐蚀性能和耐热性能，能够适应不同地质条件下的隧道支护需求；
[0016]（2）本技术提供的高强膨胀锚杆具有能伸缩的卡钩，能将锚杆固定于钻孔内，不易脱落，并通过将固定盘焊接在钢拱架上加强了锚杆、钢架和围岩之间的整体性及强度。
附图说明
[0017]图1是本技术装置的结构示意图；
[0018]图2是高强膨胀锚杆的安装结构示意图；
[0019]图3是高强膨胀锚杆的结构示意图；
[0020]图4是高强膨胀锚杆的杆套的结构示意图；
[0021]图5是高强膨胀锚杆的杆件的结构示意图；
[0022]图6是高强膨胀锚杆的剖面结构示意图；
[0023]图7是高强膨胀锚杆卡钩结构示意图，右图为卡钩结构，左图为卡钩安装示意图；
[0024]图中：1
‑
碳纤维增强环氧树脂复合材料层；2
‑
高强膨胀锚杆；3
‑
橡胶垫层；4
‑
钢片垫层；5
‑
杆套；6
‑
杆件；7
‑
卡钩；8
‑
孔；9
‑
把手；10
‑
围岩；11
‑
钢拱架；12
‑
固定盘；13
‑
内螺纹。
具体实施方式
[0025]下面通过实施例对本技术作进一步详细说明，但本技术保护范围不局限于所述内容；
[0026]实施例1：如图1
‑
7所示，本技术软岩大变形隧道高强膨胀锚杆支护装置包括碳纤维增强环氧树脂复合材料层1、高强膨胀锚杆2、橡胶垫层3、钢片垫层4，碳纤维增强环氧树脂复合材料层1设置在围岩内壁，高强膨胀锚杆2一端焊接固定在钢拱架11上，另一端依次穿过钢拱架11、钢片垫层4、橡胶垫层3、碳纤维增强环氧树脂复合材料层1固定在围岩中；其中高强膨胀锚杆2包括杆套5、杆件6，高强膨胀短锚杆长度8m，杆套5为中空圆筒，其一端上套装有固定盘12，另一端端部开有孔8，用于在杆套内添加锚固剂；杆套5带有固定盘的一端内侧设置有内螺纹13，杆套内径为8cm，杆套5另一端管壁上开有若干个条孔，卡钩7为平行四边形片体，片体上端和底端分别带有凸块，用于限制不脱离条孔，卡钩7设置在条孔上并位于杆套内；杆件9为带外螺纹的杆，杆件9的外螺纹与杆套的内螺纹相配合，杆件设置
在杆套内时，卡钩7设置在杆套外侧。
[0027]实施例2：本实施例装置结构同实施例1，不同在于杆件上设置有把手9，杆套内径为9cm，高强膨胀短锚杆长度10m。
[0028]上述装置使用时，先在围岩10上钻孔，围岩上的每个钻孔对应一个钢拱架11上的钻孔，钢拱架上的钻孔比固定盘12直径稍大，然后在围岩内壁上喷涂高强度聚合物粘结剂，将碳纤维增强环氧树脂复合材料层粘结在围岩内侧，碳纤维增强环氧树脂复合材料层1与围岩之间形成高强度聚合物粘结剂层，通过杆套5上的孔8往杆套内注入锚固剂，然后将橡胶垫层3、钢片垫层4依次套装在杆套上并位于固定盘一侧，将杆套带孔的一端通过钢拱架上的钻本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种软岩大变形隧道高强膨胀锚杆支护装置，其特征在于：包括碳纤维增强环氧树脂复合材料层（1）、高强膨胀锚杆（2）、橡胶垫层（3）、钢片垫层（4），碳纤维增强环氧树脂复合材料层（1）设置在围岩内壁，高强膨胀锚杆（2）一端固定在钢拱架上，另一端依次穿过钢拱架（11）、钢片垫层（4）、橡胶垫层（3）、碳纤维增强环氧树脂复合材料层（1）设置在围岩中；其中高强膨胀锚杆（2）包括杆套（5）、杆件（6），杆套（5）为中空圆筒，其一端上套装有固定盘（12），另一端端部开有孔（8）用于在杆套内添加锚固剂；杆套（5）带有固定盘的一端内设置有内螺纹（13），杆套（5）另一端管壁上开有若干个条孔，卡钩（7）设置在条孔上并位于杆套内；杆件（6）为带外螺纹的杆，杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海明，朱永春，彭咏梅，倪晨阳，刘立萍，吕仲鸣，王雅歌，李诺亚，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：
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