危岩应急锚固螺栓及其制作、安设方法技术

本发明专利技术公开了一种危岩应急锚固螺栓，该锚固螺栓由锚固花、空心管、螺帽和锚固控制线构成；所述的锚固花在螺栓预制时为棱锥体，其底面边缘与空心管的下底面边缘焊接连接，空心管的上部有螺纹，与螺帽螺纹连接；预制的锚固花棱锥体底面中央开有一锚固段线孔，锚固控制线穿过锚固段线孔，锚固控制线的两端分别与棱锥体顶点和锚固螺栓外锚头连接；处于锚固状态的锚固花叶片尖端散开，与锚孔壁紧密接触。本发明专利技术还公开了危岩应急锚固螺栓的制作及安设方法。本发明专利技术的有益技术效果为：本发明专利技术适用于危岩体厚度不大于３米的各类危岩，施工时间可在１０小时内完成，有效寿命可及２０年以上，具备应急防灾减灾属性。

Emergency anchor bolt for dangerous rock and method for making and installing the same

The invention discloses an emergency rock anchor bolts, anchor bolts by the anchoring of flowers, hollow tubes, nut and anchorage control lines; anchor the flower bolt in the prefabricated pyramid, the edge of the bottom surface of the hollow tube and the lower edge of the bottom surface of the welding connection, the upper part of the hollow tube is threaded connection with the nut thread; precast anchorage pyramid bottom flower has a central anchoring hole, anchorage control line through the anchor line hole, both ends of anchorage control line respectively with the pyramid vertex and the anchor bolt anchor head anchor in Anchorage state connection; flowers leaf tip spread, in close contact with the anchor hole wall. The invention also discloses the manufacturing method and installation method of the dangerous rock emergency anchoring bolt. The invention has the advantages that the invention is applicable to the rock thickness of not more than 3 meters of rock, the construction time can be completed within 10 hours, and the effective life of more than 20 years, with the emergency disaster prevention and reduction property.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质灾害应急处治技术，尤其是涉及一种。
技术介绍
我国是一个多山的国家，山地丘陵占国土总面积的2/3以上，是世界上危岩崩塌 灾害最发育的国家之一，尤其是西藏、四川、甘肃、新疆、云南、重庆等西部地区，公路沿线、 矿山及城镇区域内存在上亿个具有严重安全隐患的危岩体，其突发性失稳崩落是我国崩塌 灾害极其严重的根本原因。随着我国西部大开发的蓬勃兴起，交通、矿山及城镇基础设施 得到迅猛发展，危岩应急处治、预处治是我国西部地区公路建设及养护、矿山及城镇防灾减 灾、国防战备洞库道路防灾中的重大关键技术问题，受到政府、军队与工程技术部门的高度 关注，属于国家层面需求。 目前，危岩应急处治技术是危岩崩塌灾害防治最薄弱的环节。迄今已研发的支撑、 锚固、支撑-锚固联合、清除、拦石网、拦石墙、拦石栅栏、排水等危岩防治技术均属于永久 性处治技术，需要遵循勘察、可行性分析、初步设计、施工图设计和施工等复杂的建设程序， 处治准备时间长达3个月以上，施工工期更可长达1年以上；此外，按照传统的施工方法，治 理危岩需要搭建数十米至近百米高的脚手架，且存在混凝土输送困难，高位危岩治理一直 是一项技术难度较大的工程行为，治理工程施工难度大、工期长，不满足应急救灾、快速防 灾需求。
技术实现思路
本专利技术针对危岩体厚度不大于3米的各类危岩，提供了一种危岩应急锚固螺栓， 该锚固螺栓由锚固花、空心管、螺帽和锚固控制线构成；所述的锚固花在螺栓预制时为棱锥 体，其底面边缘与空心管的下底面边缘焊接连接，空心管的上部有螺纹，与螺帽螺纹连接； 预制的锚固花棱锥体底面中央开有一锚固段线孔，锚固控制线穿过锚固段线孔，锚固控制 线的两端分别与棱锥体顶点和锚固螺栓外锚头连接；处于锚固状态的锚固花叶片尖端散 开，与锚孔壁紧密接触。 所述的锚固花有锚片基盘和多片锚固叶片，锚片基盘的中央开有锚固段线孔，锚 固叶片的一端与锚片基盘连接，另一端均匀地向四周呈发射状；在锚固叶片的外端部开有 小孔形成锚片释放枢纽，各锚固叶片由锚固控制线通过锚片释放枢纽紧固到一起形成棱锥 体的锚固花。 所述的锚固叶片为8片，锚固叶片的内端为矩形，外端部为三角形，锚片释放枢纽 开设在锚固叶片10的外端部三角形段。锚固叶片的宽度为b = 7cm，长度Lm = 40cm，厚度 为0. 8 1. Ocm。锚固叶片由内到外每间隔5cm设有外凸体，外凸体高度为0. 3 0. 5cm。 所述的锚固花采用高强合金材料，弹性模量不低于200MPa。所述的空心管采用铝 合金，抗拉力不低于500KN。4 本专利技术还提供了上述危岩应急锚固螺栓的制作方法，其步骤为1)利用整块高强合金按要求的锚片基盘及锚固叶片尺寸切割成平面的锚固花；2)冲压使锚固叶片在锚片释放枢纽处集成为棱锥体；3)锚片释放枢纽由锚固控制线连接到危岩应急锚固螺栓外锚头处；4)在集成后的棱锥体锚固花底部与铝合金空心管焊接，使空心管与锚固花成为一个整体；5)在空心管外锚头处打造螺纹丝槽，并磨制与此相匹配的螺帽；6)在空心管外锚头部位焊制锚固控制线释放按钮，危岩应急锚固螺栓制作完毕。本专利技术还提供了上述危岩应急锚固螺栓的安设方法，其步骤为 1)针对厚度不超过3m的具体危岩，量化其几何尺寸，按照W = Y V估算危岩体重量，式中Y为危岩体容重，一般取26kN/m3， V为危岩体体积，单位为m、并确定危岩体的中下部为治理区域； 2)确定应急治理单位长度危岩体所需的应急螺栓数量n : 「11 — = 1 +500 式中，[...]为取整符号，n的单位为根； 3)应急锚固螺栓在预制场现场预制； 4)运用施工风枪在危岩治理区域内，遵循梅花形布设原则，按照lmXlm的间隔， 钻设锚固孔，锚固孔孔径19 20cm，钻孔深度以超过危岩主控结构面50cm为原则，成孔后 采用高压风力清孔； 5)将预制好的危岩应急锚固螺栓塞入锚固孔内，该过程应确保应急锚固螺栓的锚 固花全面塞入危岩主控结构面后部的稳定围岩内； 6)调节危岩应急锚固螺栓外锚头部位的锚固控制线，使锚固螺栓的锚固花从锥体 尖端锚片释放枢纽处释放，锚固叶片张开，在锚固叶片高弹力作用下锚固叶片与锚固孔紧 密接触，产生所需的锚固力； 7)采用手工扳钳旋紧应急锚固螺栓外锚头端部的螺帽，完成应急锚固螺栓安置工 作，实现危岩灾害的应急处治。 本专利技术的有益技术效果为本专利技术适用于危岩体厚度不大于3米的各类危岩，施 工时间可在10小时内完成，有效寿命可及20年以上，具备应急防灾减灾属性。附图说明 图1为倾倒式危岩螺栓锁固模式； 图2为坠落式危岩螺栓锁固模式； 图3为危岩锚固螺栓结构示意图； 图4为危岩应急锚固螺栓锚固花的释放状态图； 图5为制作完毕的危岩应急螺栓锚固花； 图6为危岩应急螺栓锚固花工作状态示意图。 附图中，危岩体1，主控结构面2，锚固螺栓3，空心管4，锚固花5，螺帽6，锚控制线 7，锚固段线孔8，空心管管壁9，锚固叶片10，锚片基盘11，空心管与锚片基盘之间的焊缝线 12，锚片释放枢纽13。具体实施例方式本专利技术是针对危岩体厚度不大于3米的各类危岩的应急处治技术。陡崖或陡坡上 存在安全隐患的危岩稳定系数均未达到所需的安全目标。通过在危岩体中下部安设所需数 量的危岩应急锚固螺栓，依靠锚固螺栓产生的锚固力，增大危岩体的稳定系数，达到治理危 岩治理目标。 图l-2分别为倾倒式和坠落式危岩螺栓锁固模式，图中的锚固螺栓3的结构如图3 所示，该锚固螺栓3由锚固花5、空心管4、螺帽6和锚固控制线7构成；所述的锚固花5为 棱锥体，棱锥体的底面边缘与空心管4的下底面边缘焊接连接，空心管4的上部有螺纹，与 螺帽6螺纹连接；锚固花5的棱锥体底面中央开有一锚固段线孔8，锚固控制线7穿过锚固 段线孔8，锚固控制线7的两端分别与棱锥体顶点和锚固螺栓外锚头连接。 在危岩应急锚固螺栓3的各个组成部分中，锚固花是本专利技术的核心。参见图4所 示的释放状态的锚固花5，锚固花5由锚片基盘ll和八片锚固叶片lO构成，锚片基盘ll的 中央开有锚固段线孔8，锚固叶片10的一端与锚片基盘11连接，另一端均匀地向四周呈发 射状；锚固叶片10的内端为矩形，在锚固叶片10的外端部三角形段开有小孔，该小孔即为 锚片释放枢纽13，锚固叶片10的宽度为b = 7cm，长度为Lm = 40cm，厚度为0. 8 1. Ocm。 各锚固叶片10由锚固控制线7通过锚片释放枢纽13紧固到一起形成棱锥体的锚固花5，锚 片基盘11即为棱锥体的底面，其直径与空心管4的底面直径相等，锚片基盘11的外边缘即 为与空心管4焊接的缝合线12。 锚固叶片10由内到外每间隔5cm设有外凸体，外凸体高度为0. 3 0. 5cm，以便增大处于工作状态的应急锚固螺栓的锚固叶片10与锚固孔壁之间的摩擦角。 锚固花5采用高强合金材料，弹性模量不低于200MPa ;所述的空心管4采用铝合金，抗拉力不低于500KN。 锚固螺栓的制作步骤为 1)利用整块高强合金按要求的锚片基盘及锚固叶片尺寸切割成平面的锚固花，如图4所示；2)冲压使锚固叶片在锚片释放枢纽处集成为棱锥体，如图5所示；3)锚片释放枢纽由锚固控制线连接到危岩应急锚固螺栓外锚头处；4)在集成后的棱锥体锚固花底部与铝合金空心管焊接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种危岩应急锚固螺栓，其特征在于：该锚固螺栓由锚固花（５）、空心管（４）、螺帽（６）和锚固控制线（７）构成；所述的锚固花（５）在螺栓预制时为棱锥体，其底面边缘与空心管（４）的下底面边缘焊接连接，空心管（４）的上部有螺纹，与螺帽（６）螺纹连接；锚固花（５）的棱锥体底面中央开有一锚固段线孔（８），锚固控制线（７）穿过锚固段线孔（８），锚固控制线（７）的两端分别与棱锥体顶点和锚固螺栓外锚头连接；处于锚固状态的锚固花叶片尖端散开，与锚孔壁紧密接触。

【技术特征摘要】
一种危岩应急锚固螺栓，其特征在于该锚固螺栓由锚固花(5)、空心管(4)、螺帽(6)和锚固控制线(7)构成；所述的锚固花(5)在螺栓预制时为棱锥体，其底面边缘与空心管(4)的下底面边缘焊接连接，空心管(4)的上部有螺纹，与螺帽(6)螺纹连接；锚固花(5)的棱锥体底面中央开有一锚固段线孔(8)，锚固控制线(7)穿过锚固段线孔(8)，锚固控制线(7)的两端分别与棱锥体顶点和锚固螺栓外锚头连接；处于锚固状态的锚固花叶片尖端散开，与锚孔壁紧密接触。2. 根据权利要求1所述的危岩应急锚固螺栓，其特征在于所述的锚固花(5)有锚片 基盘(11)和多片锚固叶片(IO)，锚片基盘(11)的中央开有锚固段线孔(8)，锚固叶片(10) 的一端与锚片基盘(11)连接，另一端均匀地向四周呈发射状；在锚固叶片(10)的外端部 开有小孔形成锚片释放枢纽(13)，各锚固叶片(10)由锚固控制线(7)通过锚片释放枢纽 (13)紧固到一起形成棱锥体的锚固花(5)。3. 根据权利要求2所述的危岩应急锚固螺栓，其特征在于所述的锚固叶片(10)为 8片，锚固叶片(10)的内端为矩形，外端部为三角形，锚片释放枢纽(13)开设在锚固叶片 (10)的外端部三角形段。4. 根据权利要求3所述的危岩应急锚固螺栓，其特征在于锚固叶片(10)的宽度为b =7cm，长度为Lm = 40cm，厚度为0. 8 1. Ocm。5. 根据权利要求3所述的危岩应急锚固螺栓，其特征在于锚固叶片(10)由内到外每 间隔5cm设有外凸体，外凸体高度为0. 3 0. 5cm。6. 根据权利要求2所述的危岩应急锚固螺栓，其特征在于所述的锚固花(5)采用高 强合金材料，弹性模量不低于200MPa。7. 根据权利要求1所述的危岩应急锚固螺栓，其特征在于所述的空心...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪凯，程华，唐红梅，
申请(专利权)人：陈洪凯，程华，唐红梅，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]