CN107559033A - 一种多功能让压锚杆 - Google Patents
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Abstract
发明涉及地下工程施工技术领域，特别指一种多功能让压锚杆，包括锚杆，所述锚杆的端部套设有套管，所述套管与所述锚杆可沿轴向相对移动；所述锚杆与所述套管之间连接有弹簧，所述弹簧用于阻止所述锚杆与所述套管沿轴向相对移动；所述锚杆与所述套管之间连接有直线位移传感器，所述直线位移传感器用于检测所述锚杆与所述套管之间的轴向相对位移。本发明不仅可以对围岩提供有效的让压支护功能，而且还可以准确测量围岩变形，同时具有成本低和加工难度小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及地下工程施工技术领域，特别指一种多功能让压锚杆。
背景技术
在采矿工程、交通、边坡等岩土工程中，锚杆支护与围岩变形监测是必不可少的项目，目前常用的方法是采用专门的监测设备，导致测点布置少，设备投入成本高。在软岩大变形段，锚杆变形量往往不能与围岩协调变形，不能形成有效的让压支护体系，导致支护效果下降。虽然目前采用了一些让压支护手段，但仍存在成本高、加工难度大等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提出一种多功能让压锚杆，不仅可以对围岩提供有效的让压支护功能，而且还可以准确测量围岩变形，同时具有成本低和加工难度小的优点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种多功能让压锚杆，包括锚杆，其特征在于，所述锚杆的端部套设有套管，所述套管与所述锚杆可沿轴向相对移动；所述锚杆与所述套管之间连接有弹簧，所述弹簧用于阻止所述锚杆与所述套管沿轴向相对移动；所述锚杆与所述套管之间连接有直线位移传感器，所述直线位移传感器用于检测所述锚杆与所述套管之间的轴向相对位移。
根据以上方案，所述弹簧套置于所述锚杆上，所述锚杆的端部设有锁紧件，所述套管的端部设有阻挡件，所述弹簧的两端分别抵接于所述锁紧件和阻挡件之间。
根据以上方案，所述锁紧件与所述阻挡件均向所述弹簧提供压力，以使所述弹簧处于被压缩的状态。
根据以上方案，所述锁紧件与所述锚杆的端部通过螺纹配合，以使所述锁紧件可以沿所述锚杆的轴向移动调节所述锁紧件和阻挡件之间的间距。
根据以上方案，所述套管的端面设有托盘，所述托盘的外径大于所述套管的外径。
根据以上方案，所述托盘上设有与所述套管的内腔相连通的操作孔，所述操作孔用于转动所述锁紧件。
根据以上方案，所述操作孔的内径大于所述弹簧和所述锁紧件的外径。
根据以上方案，所述阻挡件上设有套置于所述锚杆上的橡皮圈。
根据以上方案，所述直线位移传感器位于所述操作孔的外部开口处，所述直线位移传感器为百分表、拉线位移计或电测式位移计中的一种。
根据以上方案，所述锚杆为螺纹钢制作而成。
本发明的多功能让压锚杆，当锚杆装入围岩的支护孔内后，锚杆本身可以对围岩起到让压支护效果，当围岩变形时，锚杆位于支护孔内不动，套管被围岩变形压力挤压，使套管与锚杆之间产生轴向的相对移动，这样弹簧也会随之发生变形，弹簧对套管提供弹力阻止套管与锚杆相对移动，弹簧变形产生的力通过套管传递到岩壁，形成支护力。随着弹簧变形的增加，提供的支护力相应增加。同时，由于弹簧具有较大的变形能力，可以适应围岩的大变形，形成让压支护体系，可以增强对围岩的支护效果；同时直线位移传感器会检测到套管与锚杆之间的相对位移量，也即弹簧的变形量，通过弹簧的变形量与其压缩刚度系数便可计算出锚杆轴力，获得围岩变形监测数据。本发明不仅可以对围岩提供有效的让压支护功能，而且还可以准确测量围岩变形，同时具有成本低和加工难度小的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、锚杆；2、套管；3、弹簧；4、直线位移传感器；5、锁紧件；6、阻挡件；7、托盘；8、操作孔；9、橡皮圈。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述的一种多功能让压锚杆，包括锚杆1，其特征在于，所述锚杆1的端部套设有套管2，所述套管2与所述锚杆1可沿轴向相对移动；所述锚杆1与所述套管2之间连接有弹簧3，所述弹簧3用于阻止所述锚杆1与所述套管2沿轴向相对移动；所述锚杆1与所述套管2之间连接有直线位移传感器4，所述直线位移传感器4用于检测所述锚杆1与所述套管2之间的轴向相对位移。本发明的多功能让压锚杆，当锚杆1装入围岩的支护孔内后，锚杆1本身可以对围岩起到支护效果，当围岩变形时，锚杆1位于支护孔内不动，套管2被围岩变形压力挤压，使套管2与锚杆1之间产生轴向的相对移动，这样弹簧3也会随之发生变形，弹簧3对套管2提供弹力阻止套管2与锚杆1相对移动，并通过套管2将弹簧3受到的力传递到围岩壁形成支护力，弹簧可以具有较大的变形能力，可以适应软岩的大变形，形成让压支护功能使可以增强对围岩的支护效果；同时直线位移传感器4会检测到套管2与锚杆1之间的相对位移量，也即弹簧3的变形量，通过弹簧3的变形量与其压缩刚度系数便可计算出锚杆1轴力，获得围岩变形监测数据。本发明不仅可以对围岩提供有效的让压支护功能，而且还可以准确测量围岩变形，同时具有成本低和加工难度小的优点。
所述弹簧3套置于所述锚杆1上，所述锚杆1的端部设有锁紧件5，所述套管2的端部设有阻挡件6，所述弹簧3的两端分别抵接于所述锁紧件5和阻挡件6之间。通过锚杆1、锁紧件5和阻挡件6对弹簧3起到定位作用，使弹簧3可以在锚杆1和套管2之间提供更稳定的弹力，提高锚杆1的支护效果以及锚杆1和套管2之间的结构稳定性，同时也可以确保围岩支护监测数据的准确性。所述锁紧件5与所述阻挡件6均向所述弹簧3提供压力，以使所述弹簧3处于被压缩的状态。将锁紧件5、阻挡件6和弹簧3设计成使弹簧3被压迫的结构，可以减小结构占用空间，同时也可以使弹簧3在长期受力下仍能保持正常状态，有效延长支护效果。
所述锁紧件5与所述锚杆1的端部通过螺纹配合，以使所述锁紧件5可以沿所述锚杆1的轴向移动调节所述锁紧件5和阻挡件6之间的间距，锁紧件5可以采用一般的螺母与锚杆1之间通过螺纹配合。调节锁紧件5与阻挡件6之间的间距，便可以调节弹簧3提供的弹力大小，进而调节的锚杆1的支护力大小，使锚杆1对围岩的支护力可以满足不同的支护要求。
所述套管2的端面设有托盘7，所述托盘7的外径大于所述套管2的外径。托盘7的表面积更大，使托盘7可以更准确地将弹簧所受到的力传递到围岩，以提供支护力。所述托盘7上设有与所述套管2的内腔相连通的操作孔8，所述操作孔8用于转动所述锁紧件5。通过操作孔8可以非常方便地转动锁紧件5，这样便在需要调节支护力的时候能非常容易地进行操作。所述操作孔8的内径大于所述弹簧3和所述锁紧件5的外径。使弹簧3和锁紧件5可以从操作孔8中被取出来回收再利用，进一步地降低锚杆1的生产成本。
所述阻挡件6上设有套置于所述锚杆1上的橡皮圈9。橡皮圈9将套管2的一端密封起来，当锚杆1装入支护孔内后，围岩变形时可以阻挡水泥浆液进入套管2内部。
所述直线位移传感器4位于所述操作孔8的外部开口处，所述直线位移传感器4为百分表、拉线位移计或电测式位移计中的一种。传感器位于操作孔8开端部，可以方便地查看检测数据；采用任意一种传感器来检测均可以获得变形数据，适用性较强。
所述锚杆1为螺纹钢制作而成。采用螺纹钢制作锚杆1，使锚杆1具有坚固的结构，可以提供更牢固的支护效果。
在围岩上需要进行支护的地方钻孔，孔径可以根据套管2的尺寸来确定，孔深可以根据设计要求确定。钻孔后，将锚杆1装入到钻好的支护孔内，孔底可以采用各种端锚形式，也可以采用先注浆再插杆的方式对锚杆1进行锚固，然后再安装套管2。当然，也可以整体安装完成后，再采用注浆管对孔底部分进行注浆锚固。当需要施加预应力或调节锚杆1可变形量时，采用套筒工具从操作孔8旋转调节锁紧件5，以调节弹簧3的压缩量实现，具体地将套筒通过操作孔8插入到套管2内，套筒与锁紧件5配合后转动套筒便可以转动锁紧件5，使锁紧件5与锚杆1螺纹配合转动，便可以调节锁紧件5与阻挡件6之间的距离，即可调节弹簧3的变形量，也就是调节锚杆1的支护力度。
当围岩发生变形时，围岩会挤压套管2，通过托盘7将挤压力传递至套管2上，套管2上的阻挡件6便会压迫弹簧3，但由于弹簧3的另一端被锁紧件5所锁紧，因此弹簧3会进一步被压缩，这样弹簧3便可以对锚杆1提供更大的弹力，提高锚杆1对围岩的支护力度。当套管2与锚杆1发生相对的轴向位移时，直线位移传感器4便可以检测到这个轴向位移。比如，通过百分表检测到轴向位移量，这个位移量等同于弹簧3的压缩量，结合弹簧3的压缩刚度系数，便可以计算出锚杆1的轴力，弹簧3压缩刚度系数可以采用万能材料试验机标定，以此来实现对锚杆1支护情况的监测。当检测数据长时间基本无变化，即说明此处围岩处于稳定状态，不需要继续监测。可以通过工具将锁紧件5从锚杆1上拆卸下来，便可以将锁紧件5和传感器等部件回收再次利用，将锚杆1本身保留在支护孔内，然后在支护孔内全部注浆填充，使其形成全长粘接锚杆1，继续对围岩起到支护效果。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (10)
1.一种多功能让压锚杆，包括锚杆，其特征在于，所述锚杆的端部套设有套管，所述套管与所述锚杆可沿轴向相对移动；所述锚杆与所述套管之间连接有弹簧，所述弹簧用于阻止所述锚杆与所述套管沿轴向相对移动；所述锚杆与所述套管之间连接有直线位移传感器，所述直线位移传感器用于检测所述锚杆与所述套管之间的轴向相对位移。
2.根据权利要求1所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述弹簧套置于所述锚杆上，所述锚杆的端部设有锁紧件，所述套管的端部设有阻挡件，所述弹簧的两端分别抵接于所述锁紧件和阻挡件之间。
3.根据权利要求2所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述锁紧件与所述阻挡件均向所述弹簧提供压力，以使所述弹簧处于被压缩的状态。
4.根据权利要求2所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述锁紧件与所述锚杆的端部通过螺纹配合，以使所述锁紧件可以沿所述锚杆的轴向移动调节所述锁紧件和阻挡件之间的间距。
5.根据权利要求4所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述套管的端面设有托盘，所述托盘的外径大于所述套管的外径。
6.根据权利要求5所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述托盘上设有与所述套管的内腔相连通的操作孔，所述操作孔用于转动所述锁紧件。
7.根据权利要求6所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述操作孔的内径大于所述弹簧和所述锁紧件的外径。
8.根据权利要求2所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述阻挡件上设有套置于所述锚杆上的橡皮圈。
9.根据权利要求6所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述直线位移传感器位于所述操作孔的外部开口处，所述直线位移传感器为百分表、拉线位移计或电测式位移计中的一种。
10.根据权利要求1所述的多功能让压锚杆，其特征在于，所述锚杆为螺纹钢制作而成。
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