CN110344868A - 一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可承受隧道大变形的锚杆‑锚索支护体系及使用方法，该支护体系包括若干个锚杆‑锚索单元和若干个锚索锚具，每个锚杆‑锚索单元包括旋转式先锚后注中空锚杆，用于设于锚孔内，旋转式先锚后注中空锚杆位于锚孔内侧的前锚固段杆体能够通过树脂锚固剂锚固，后锚固段杆体能够通过注浆锚固；端部锚具，设置于旋转式先锚后注中空锚杆位于锚孔内侧的一端；锚索，贯穿设于旋转式先锚后注中空锚杆内，锚索的一端通过端部锚具锚固于旋转式先锚后注中空锚杆的端部，锚索的另一端从旋转式先锚后注中空锚杆锚头端穿出；其中，每两个锚杆‑锚索单元的锚索的穿出部分通过一个锚索锚具连接并能够张紧。
Description
技术领域
本发明涉及隧道支护领域，特别涉及一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系及使用方法。
背景技术
锚杆是结构锚固或岩土体加固的一种受拉杆系结构，分为预应力锚杆和非预应力锚杆，预应力锚杆是一种主动支护型式，可将张拉力传递到稳定的或适宜的岩土体中，从而将结构与岩土体锚固在一起或加固岩土体，非预应力锚杆是一种被动支护型式，通过与岩土体共同变形，从而起到加固岩土体的作用；锚杆支护已广泛应用于隧道及地下工程、边坡、基坑等工程，锚杆支护是锚喷支护的重要组成部分，提高了围岩的支护效率，优化了各种支护的承载比例，保障了工程施工安全，节省了工程造价。
在大变形隧道中，锚杆却往往失效，失效原因的主要原因在于围岩变形过大，超出了锚杆的极限承载力，导致锚杆发生受拉破坏，因此，如何提高锚杆的承载力，使之能承受更大的围岩荷载成为关键。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的在大变形隧道中，由于围岩变形过大，超出了锚杆的极限承载力，导致锚杆发生受拉破坏，锚杆失效，失去支护能力的上述不足，提供一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系及使用方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，包括若干个锚杆-锚索单元和若干个锚索锚具，每个所述锚杆-锚索单元包括：
旋转式先锚后注中空锚杆，用于设于锚孔内，所述旋转式先锚后注中空锚杆位于锚孔内侧的前锚固段杆体能够通过树脂锚固剂锚固，后锚固段杆体能够通过注浆锚固；
端部锚具，设置于所述旋转式先锚后注中空锚杆位于锚孔内侧的一端；
锚索，贯穿设于所述旋转式先锚后注中空锚杆内，所述锚索的一端通过所述端部锚具锚固于所述旋转式先锚后注中空锚杆的端部，所述锚索的另一端从所述旋转式先锚后注中空锚杆的锚头一端穿出；
其中，每两个所述锚杆-锚索单元的所述锚索的穿出部分通过一个所述锚索锚具连接并能够张紧。
该锚杆-锚索支护体系设置在隧道发生大变形的位置，由于围岩变形是由围岩深部向隧道内递增，且树脂锚固体的强度大于砂浆锚固体和锚杆杆体强度，故当砂浆锚固体破坏后，锚杆在树脂锚固剂的锚固作用下相对围岩向围岩深部移动，致使互相连接的锚索逐渐紧绷直至承受拉力；此时若围岩继续发生变形，则锚索拉力进一步增大，围岩的变形压力通过锚索拉力来承担，在隧道发生大变形位置形成一个主要由锚索承担围岩压力，抑制围岩变形的锚杆-锚索支护体系，提高了围岩的自承载能力。根据隧道发生大变形的区域范围，选择所述锚杆-锚索单元的数量及组成方式，当发生大变形的范围更大时，可增加所述锚杆-锚索单元的数量，并更改锚索互相连接的方式。
其中，在所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体前段被树脂锚固剂快速锚固后，还可以对所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体施加预应力，施加预应力后再续注浆锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体后段。
相较一般锚杆，采用本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，除具有施工方便、快速锚固等优点外，通过所述锚杆-锚索单元的所述锚索之间的互相连接，避免了一般锚杆在隧道大变形处被破坏后无法承载的问题，还可以根据大变形范围灵活选择锚杆-锚索单元的数量及连接方式，既可适用于小范围大变形隧道的加固，也可以适用于大范围的大变形隧道的支护，可有效控制隧道的围岩变形，提高隧道的安全性。
优选地，相邻两个所述锚杆-锚索单元的所述锚索的穿出部分通过一个所述锚索锚具连接。
采用这种结构设置，可适用于大变形范围小于或者等于1.5m的工况。
优选地，间隔两个所述锚杆-锚索单元的所述锚索的穿出部分通过一个所述锚索锚具连接。
采用这种结构设置，可适用于大变形范围大于1.5m的工况。
优选地，所述锚索为无粘结锚索，所述锚索外套设有护套，所述锚索与所述护套之间能够相对滑动。
进一步优选地，所述锚索表面设有防腐润滑涂层。
优选地，每个所述锚杆-锚索单元还包括锚头套筒，所述锚头套筒连接于所述旋转式先锚后注中空锚杆的锚头一端，所述锚索穿出所述锚头套筒。
进一步优选地，所述锚头套筒通过螺纹连接于所述旋转式先锚后注中空锚杆。
优选地，所述前锚固段杆体和所述后锚固段杆体通过带孔连接器连接，所述前锚固段杆体外壁设有承压板，所述锚索贯穿所述前锚固段杆体、所述带孔连接器和所述后锚固段杆体。
采用这种结构设置，所述前锚固段杆体能够通过树脂锚固剂来快速锚固，将所述旋转式先锚后注中空锚杆锚定，后续在所述后锚固段杆体中注浆，使所述后锚固段杆体全长粘结，快速地完成所述旋转式先锚后注中空锚杆整体锚固安装，所述承压板能够用于所述后锚固段杆体的砂浆锚固体承受压力，相较现有锚杆的锚固体承受剪力而言，所述旋转式先锚后注中空锚杆的承载能力得到加强。
进一步优选地，所述前锚固段杆体的一端连接有齿具，所述齿具包括齿盘和齿刀，所述齿具与顶块通过按压固定，所述顶块上设有通孔，所述通孔过盈配合有中空的圆杆，所述圆杆一端连接所述端部锚具，另一端插入所述前锚固段杆体，所述锚索贯穿所述圆杆。
进一步优选地，所述齿盘通过螺纹连接于所述前锚固段杆体的端部。
进一步优选地，所述齿具和所述顶块按压卡接。
进一步优选地，所述圆杆连接所述端部锚具的一端设有树脂罩，所述圆杆穿过所述树脂罩通过过盈配合固定，所述树脂罩和所述顶块之间的区域用于设置树脂卷式锚固剂。
采用这种结构设置，可通过所述旋转式先锚后注中空锚杆配套的机械或者工具，使所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体压推旋转，所述旋转式先锚后注中空锚杆在转动的压扭作用下，所述顶块克服与所述圆杆之间的摩擦力，沿所述圆杆旋转并推进，所述顶块挤破所述树脂卷式锚固剂袋体，所述树脂卷式锚固剂释放树脂锚固剂，所述齿具随所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体转动，所述齿刀搅拌均匀树脂锚固剂，使树脂锚固剂形成锚固力快速锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体。
进一步优选地，所述树脂罩设有至少一个安装腔，所述安装腔用于安装树脂卷式锚固剂。
采用这种结构设置，所述树脂卷式锚固剂能够在所述树脂罩的保护下被输送至锚孔内端部，防止输送过程中所述树脂卷式锚固剂袋体被挤破、戳破而提前释放树脂锚固剂，避免所述旋转式先锚后注中空锚杆还未设置到位时其前端就被树脂锚固剂锚固。
进一步优选地，所有所述安装腔沿所述树脂罩的横截面均匀分布设置。
进一步优选地，所述树脂罩呈锥台体，所述锥台体的锥顶相对所述圆杆设置。
进一步优选地，所述顶块呈锥体，所述锥体的锥顶朝向所述树脂罩，便于所述顶块推进时将所述树脂卷式锚固剂袋体顶推向锚孔壁并被挤破。
优选地，所述锚头套筒穿出所述锚索的一端开口为圆滑弧形结构。
采用这种结构设置，避免所述锚索承受拉力时在所述锚头套筒处产生过大应力集中导致所述锚索局部破坏。
优选地，所述旋转式先锚后注中空锚杆的外壁设有外螺纹，首先是满足一些结构的螺纹适配，另外使得所述旋转式先锚后注中空锚杆外壁粗糙，增强锚固力。
本发明还提供了一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系的使用方法，应用如以上任一项所述的支护体系，该使用方法：
包括锚孔成型，将所述锚杆-锚索单元锚固于所述锚孔中的步骤；
包括将每两个所述锚杆-锚索单元的所述锚索的穿出部分通过一个所述锚索锚具连接的步骤。
采用本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系的使用方法，所述锚杆-锚索单元能够被快速锚固，通过所述锚杆-锚索单元的所述锚索之间的互相连接，使得锚杆在隧道大变形处被破坏后能够通过互相连接的所述锚索来抑制围岩变形，提高围岩的自承载能力，该方法步骤简单，施工方便，效果良好。
优选地，该使用方法包括以下步骤：
A、锚孔成型，将所述锚杆-锚索单元中旋转式先锚后注中空锚杆及通过端部锚具锚固、贯穿设置于所述旋转式先锚后注中空锚杆的锚索一同插入锚孔至锚孔底部位置；
B、将连接套筒通过内螺纹与所述后锚固段杆体连接，然后将所述锚索从所述连接套筒的侧面圆形开孔引导至所述旋转式先锚后注中空锚杆外，将所述连接套筒的另一端通过外螺纹与钻杆连接套连接，所述钻杆连接套另一端连接钻杆，在钻杆的旋转推进作用下，带动所述旋转式先锚后注中空锚杆旋转并向锚孔内部推进，在所述旋转式先锚后注中空锚杆转动的压扭作用下，顶块克服与圆杆之间的摩擦力，并沿所述圆杆旋转并推进；
C、所述顶块挤破树脂卷式锚固剂袋体，所述树脂卷式锚固剂释放树脂锚固剂，树脂锚固剂浆液混合，齿具随所述旋转式先锚后注中空锚杆转动，所述齿具上的齿刀将树脂锚固剂搅拌均匀，快速锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆的前锚固段杆体；
D、所述旋转式先锚后注中空锚杆前锚固段杆体被锚固后，注浆锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆的后锚固段杆体，实现所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体全长粘结；
E、将相邻设置的两个所述锚杆-锚索单元的锚索的穿出部分通过一个所述锚索锚具连接，或者将间隔设置的两个所述锚杆-锚索单元的所述锚索的穿出部分通过一个所述锚索锚具连接，形成锚杆-锚索支护体系。
进一步优选地，所述步骤D中，在所述前锚固段杆体锚固后，对所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体施加预应力，再注浆锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体后段。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，除具有施工方便、快速锚固等优点外，通过所述锚杆-锚索单元的所述锚索之间的互相连接，避免了一般锚杆在隧道大变形处被破坏后无法承载的问题，还可以根据大变形范围灵活选择锚杆-锚索单元的数量及连接方式，既可适用于小范围大变形隧道的加固，也可以适用于大范围的大变形隧道的支护，可有效控制隧道的围岩变形，提高隧道的安全性；
2、本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，相邻两个所述锚杆-锚索单元的所述锚索的穿出部分通过一个所述锚索锚具连接，可适用于大变形范围小于或者等于1.5m的工况；
3、本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，间隔两个所述锚杆-锚索单元的所述锚索的穿出部分通过一个所述锚索锚具连接，可适用于大变形范围大于1.5m的工况；
4、本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，所述前锚固段杆体和所述后锚固段杆体通过带孔连接器连接，所述前锚固段杆体外壁设有承压板，所述前锚固段杆体能够通过树脂锚固剂来快速锚固，将所述旋转式先锚后注中空锚杆锚定，后续在所述后锚固段杆体中注浆，使所述后锚固段杆体全长粘结，快速地完成所述旋转式先锚后注中空锚杆整体锚固安装，所述承压板能够用于所述后锚固段杆体的砂浆锚固体承受压力，相较现有锚杆的锚固体承受剪力而言，所述旋转式先锚后注中空锚杆的承载能力得到加强；
5、本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，所述圆杆连接所述端部锚具的一端设有树脂罩，所述圆杆穿过所述树脂罩通过过盈配合固定，所述树脂罩和所述顶块之间的区域用于设置树脂卷式锚固剂，可通过所述旋转式先锚后注中空锚杆配套的机械或者工具，使所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体压推旋转，所述旋转式先锚后注中空锚杆在转动的压扭作用下，所述顶块克服与所述圆杆之间的摩擦力，沿所述圆杆旋转并推进，所述顶块挤破所述树脂卷式锚固剂袋体，所述树脂卷式锚固剂释放树脂锚固剂，所述齿具随所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体转动，所述齿刀搅拌均匀树脂锚固剂，使树脂锚固剂形成锚固力快速锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆杆体；
6、本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，所述树脂罩设有至少一个安装腔，所述安装腔用于安装树脂卷式锚固剂，所述树脂卷式锚固剂能够在所述树脂罩的保护下被输送至锚孔内端部，防止输送过程中所述树脂卷式锚固剂袋体被挤破、戳破而提前释放树脂锚固剂，避免所述旋转式先锚后注中空锚杆还未设置到位时其前端就被树脂锚固剂锚固；
7、本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，所述锚头套筒穿出所述锚索的一端开口为圆滑弧形结构，避免所述锚索承受拉力时在所述锚头套筒处产生过大应力集中导致所述锚索局部破坏；
8、本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系的使用方法，所述锚杆-锚索单元能够被快速锚固，通过所述锚杆-锚索单元的所述锚索之间的互相连接，使得锚杆在隧道大变形处被破坏后能够通过互相连接的所述锚索来抑制围岩变形，提高围岩的自承载能力，该方法步骤简单，施工方便，效果良好。
附图说明
图1为实施例1中锚杆-锚索支护体系的使用方式示意图；
图2为图1中所述锚索承载时的示意图；
图3为实施例2中锚杆-锚索支护体系的使用方式示意图；
图4为图3中所述锚索承载时的示意图；
图5为本发明所述的锚杆-锚索单元的结构示意图；
图6为本发明所述的树脂卷式锚固剂安装位置示意图；
图7a为本发明所述的齿盘剖视图；
图7b为图7a的右视图；
图7c为图齿刀的结构示意图；
图8a为本发明所述的顶块的结构剖视图；
图8b为图8a的右视图；
图9a为本发明所述的树脂罩的剖视图；
图9b为图9a的右视图；
图10a为本发明所述的连接套筒的结构示意图；
图10b为本发明所述的连接套筒的使用示意图；
图11为本发明所述的锚杆-锚索单元锚固刚完成时的结构示意图；
图12为本发明所述的锚杆-锚索单元锚索承载后的结构示意图。
图中标记：A-锚杆-锚索单元，B-锚索锚具，10-旋转式先锚后注中空锚杆，11-前锚固段杆体，12-后锚固段杆体，13-带孔连接器，14-承压板，15-顶块，16-齿具，16a-齿盘，16b-齿刀，17-圆杆，18-树脂罩，19-锚头套筒，20-锚索，30-端部锚具，40-树脂卷式锚固剂，50-连接套筒，60-钻杆连接套。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1、2、5-12所示，本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，包括若干个锚杆-锚索单元A和若干个锚索锚具B，每个所述锚杆-锚索单元A包括旋转式先锚后注中空锚杆10、锚索20和端部锚具30。
如图5和11、12所示，所述旋转式先锚后注中空锚杆10，包括中空的前锚固段杆体11和中空的后锚固段杆体12，所述前锚固段杆体11和所述后锚固段杆体12通过带孔连接器13连接，所述前锚固段杆体11外壁设有承压板14，所述承压板14能够用于所述后锚固段杆体12的砂浆锚固体承受压力，相较现有锚杆的锚固体承受剪力而言，所述旋转式先锚后注中空锚杆10的承载能力得到加强。
如图5、6、7b和11、12所示，所述旋转式先锚后注中空锚杆10的外壁设有外螺纹，所述前锚固段杆体11的一端螺纹连接有齿盘16a，所述后锚固段杆体12的一端螺纹连接所述锚头套筒19，同时使得所述旋转式先锚后注中空锚杆10外壁粗糙，增强锚固力。
如图5、6、7a、7b和11、12所示，所述齿盘16a周缘设有多幅齿刀16b，所述齿盘16a按压卡接有顶块15。
如图5、6、8a、8b和11、12所示，所述顶块1/5上设有通孔，所述通孔过盈配合有中空的圆杆17，所述圆杆17一端连接所述端部锚具30，另一端插入所述前锚固段杆体11，所述顶块15呈锥体，所述锥体的锥顶朝向所述端部锚具30。
如图5、6、9a、9b和10所示，所述圆杆16连接所述端部锚具30的一端设有树脂罩18，所述圆杆17穿过所述树脂罩18通过过盈配合固定，所述树脂罩18和所述顶块15之间的区域用于设置树脂卷式锚固剂40，采用这种结构设置，可通过所述旋转式先锚后注中空锚杆10配套的机械或者工具，使所述旋转式先锚后注中空锚杆10杆体压推旋转，所述旋转式先锚后注中空锚杆10在转动的压扭作用下，所述顶块15克服与所述圆杆17之间的摩擦力，沿所述圆杆17旋转并推进，所述顶块15挤破所述树脂卷式锚固剂40袋体，所述树脂卷式锚固剂40释放树脂锚固剂，所述齿盘16a随所述旋转式先锚后注中空锚杆10杆体转动，所述齿刀16b搅拌均匀树脂锚固剂，使树脂锚固剂形成锚固力快速锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆10杆体。
如图6、9a和9b所示，所述树脂罩18设有四个安装腔，所述安装腔用于安装树脂卷式锚固剂40，所有所述安装腔沿所述树脂罩18的横截面均匀分布设置，所述树脂罩18呈锥台体，所述锥台体的锥顶相对所述圆杆17设置，采用这种结构设置，所述树脂卷式锚固剂40能够在所述树脂罩18的保护下被输送至锚孔内端部，防止输送过程中所述树脂卷式锚固剂40袋体被挤破、戳破而提前释放树脂锚固剂，避免所述旋转式先锚后注中空锚杆10还未设置到位时其前端就被树脂锚固剂锚固。
如图1、2、5和11、12所示，所述锚索20贯穿设于所述旋转式先锚后注中空锚杆10内，所述锚索20的一端通过所述端部锚具30锚固于所述旋转式先锚后注中空锚杆10的端部，所述锚索20的另一端从所述旋转式先锚后注中空锚杆10内穿出，并依次贯穿所述圆杆17、所述前锚固段杆体11、所述带孔连接器13、所述后锚固段杆体12和所述锚头套筒19，所述锚头套筒19穿出所述锚索20的一端开口为圆滑弧形结构，避免所述锚索20承受拉力时在所述锚头套筒19处产生过大应力集中导致所述锚索20局部破坏；具体地，所述锚索20为无粘结锚索，所述锚索20表面设有防腐润滑涂层，所述锚索20外套设有护套，所述锚索20与所述护套之间能够相对滑动。
如图1-2所示，每相邻设置的两个所述锚杆-锚索单元A的所述锚索20的穿出部分通过一个所述锚索锚具B连接并能够张紧，可适用于大变形范围为1～1.5m的工况。
该锚杆-锚索支护体系设置在隧道发生大变形的位置，由于围岩变形是由围岩深部向隧道内递增，且树脂锚固体的强度大于砂浆锚固体和锚杆杆体强度，故当砂浆锚固体破坏后，锚杆在树脂锚固剂的锚固作用下相对围岩向围岩深部移动，致使互相连接的锚索20逐渐紧绷直至承受拉力；此时若围岩继续发生变形，则锚索20拉力进一步增大，围岩的变形压力通过锚索20拉力来承担，在隧道发生大变形位置形成一个主要由锚索20承担围岩压力，抑制围岩变形的锚杆-锚索支护体系，提高了围岩的自承载能力。
如图11和12所示，所述锚杆-锚索单元A刚完成全长粘结锚固时，所述锚头套筒19位于围岩外，当发生大变形后，由于所述锚杆-锚索单元A向围岩内部移动，故此时所述锚头套筒19位于围岩内，所述锚索20拉力逐渐增大。
其中，在所述旋转式先锚后注中空锚杆10杆体前段被树脂锚固剂快速锚固后，还可以对所述旋转式先锚后注中空锚杆10杆体施加预应力，施加预应力后再续注浆锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆10杆体后段。
相较一般锚杆，采用本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，除具有施工方便、快速锚固等优点外，通过所述锚杆-锚索单元A的所述锚索20之间的互相连接，避免了一般锚杆在隧道大变形处被破坏后无法承载的问题，还可以根据大变形范围灵活选择锚杆-锚索单元A的数量及连接方式，既可适用于小范围大变形隧道的加固，也可以适用于大范围的大变形隧道的支护，可有效控制隧道的围岩变形，提高隧道的安全性。
实施例2
如图3-11所示，本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，与实施例1的不同之处在于，本实施例中，如图3和4所示，每间隔设置的两个所述锚杆-锚索单元A的所述锚索20的穿出部分通过一个所述锚索锚具B连接并能够张紧，可适用于大变形范围大于1.5m的工况。
实施例3
如图1-11所示，本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系的使用方法，应用如实施例1或者实施例2所述的支护体系，该使用方法包括以下步骤：
A、锚孔成型，将所述锚杆-锚索单元A中旋转式先锚后注中空锚杆10及通过端部锚具30锚固、贯穿设置于所述旋转式先锚后注中空锚杆10的锚索20一同插入锚孔至锚孔底部位置；
B、将连接套筒40通过内螺纹与所述后锚固段杆体12连接，然后将所述锚索20从所述连接套筒40的侧面圆形开孔引导至所述旋转式先锚后注中空锚杆10外，将所述连接套筒40的另一端通过外螺纹与钻杆连接套50连接，所述钻杆连接套50另一端连接钻杆，在钻杆的旋转推进作用下，带动所述旋转式先锚后注中空锚杆10旋转并向锚孔内部推进，在所述旋转式先锚后注中空锚杆10转动的压扭作用下，顶块15克服与圆杆17之间的摩擦力，并沿所述圆杆17旋转并推进；
C、所述顶块15挤破树脂卷式锚固剂40袋体，所述树脂卷式锚固剂40释放树脂锚固剂，树脂锚固剂浆液混合，齿具16随所述旋转式先锚后注中空锚杆10转动，所述齿具16上的齿刀16b将树脂锚固剂搅拌均匀，快速锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆10的前锚固段杆体11；
D、所述旋转式先锚后注中空锚杆10前锚固段杆体11被锚固后，对所述旋转式先锚后注中空锚杆10杆体施加预应力，再注浆锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆10的后锚固段杆体12，实现所述旋转式先锚后注中空锚杆10杆体全长粘结；
E、如图1和2所示，将相邻设置的两个所述锚杆-锚索单元A的锚索20的穿出部分通过一个所述锚索锚具B连接，或者如图3和4所示，将间隔设置的两个所述锚杆-锚索单元A的所述锚索20的穿出部分通过一个所述锚索锚具B连接，形成锚杆-锚索支护体系。
运用本发明所述的一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系的使用方法，所述锚杆-锚索单元A能够被快速锚固，通过所述锚杆-锚索单元A的所述锚索20之间的互相连接，使得锚杆在隧道大变形处被破坏后能够通过互相连接的所述锚索20来抑制围岩变形，提高围岩的自承载能力，该方法步骤简单，施工方便，效果良好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系，其特征在于，包括若干个锚杆-锚索单元(A)和若干个锚索锚具(B)，每个所述锚杆-锚索单元(A)包括：
旋转式先锚后注中空锚杆(10)，用于设于锚孔内，所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)位于锚孔内侧的前锚固段杆体(11)能够通过树脂锚固剂锚固，后锚固段杆体(12)能够通过注浆锚固；
端部锚具(30)，设置于所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)位于锚孔内侧的一端；
锚索(20)，贯穿设于所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)内，所述锚索(20)的一端通过所述端部锚具(30)锚固于所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)的端部，所述锚索(20)的另一端从所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)的锚头一端穿出；
其中，每两个所述锚杆-锚索单元(A)的所述锚索(20)的穿出部分通过一个所述锚索锚具(B)连接并能够张紧。
2.根据权利要求1所述的支护体系，其特征在于，相邻两个所述锚杆-锚索单元(A)的所述锚索(20)的穿出部分通过一个所述锚索锚具(B)连接。
3.根据权利要求1所述的支护体系，其特征在于，间隔两个所述锚杆-锚索单元(A)的所述锚索(20)的穿出部分通过一个所述锚索锚具(B)连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的支护体系，其特征在于，每个所述锚杆-锚索单元(A)还包括锚头套筒(19)，所述锚头套筒(19)连接于所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)的锚头一端，所述锚索(20)穿出所述锚头套筒(19)。
5.根据权利要求4所述的支护体系，其特征在于，所述前锚固段杆体(11)和所述后锚固段杆体(12)通过带孔连接器(13)连接，所述前锚固段杆体(11)外壁设有承压板(14)。
6.根据权利要求5所述的支护体系，其特征在于，所述前锚固段杆体(11)的一端连接有齿具(16)，所述齿具(16)包括齿盘(16a)和齿刀(16b)，所述齿具(16)与顶块(15)通过按压固定，所述顶块(15)上设有通孔，所述通孔过盈配合有中空的圆杆(17)，所述圆杆(17)一端连接所述端部锚具(30)，另一端插入所述前锚固段杆体(11)。
7.根据权利要求6所述的支护体系，其特征在于，所述圆杆(17)连接所述端部锚具(30)的一端设有树脂罩(18)，所述圆杆(17)穿过所述树脂罩(18)通过过盈配合固定，所述树脂罩(18)和所述顶块(15)之间的区域用于设置树脂卷式锚固剂(40)。
8.根据权利要求4所述的支护体系，其特征在于，所述锚头套筒(19)穿出所述锚索(20)的一端开口为圆滑弧形结构。
9.一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系的使用方法，其特征在于，应用如权利要求1-8任一项所述的支护体系，该使用方法：
包括锚孔成型，将所述锚杆-锚索单元(A)锚固于所述锚孔中的步骤；
包括将每两个所述锚杆-锚索单元(A)的所述锚索(20)的穿出部分通过一个所述锚索锚具(B)连接的步骤。
10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、锚孔成型，将所述锚杆-锚索单元(A)中旋转式先锚后注中空锚杆(10)及通过端部锚具(30)锚固、贯穿设置于所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)的锚索(20)一同插入锚孔至锚孔底部位置；
B、将连接套筒(50)通过内螺纹与所述后锚固段杆体(12)连接，然后将所述锚索(20)从所述连接套筒(50)的侧面圆形开孔引导至所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)外，将所述连接套筒(50)的另一端通过外螺纹与钻杆连接套(60)连接，所述钻杆连接套(60)另一端连接钻杆，在钻杆的旋转推进作用下，带动所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)旋转并向锚孔内部推进，在所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)转动的压扭作用下，顶块(15)克服与圆杆(17)之间的摩擦力，并沿所述圆杆(17)旋转并推进；
C、所述顶块(15)挤破树脂卷式锚固剂(40)袋体，所述树脂卷式锚固剂(40)释放树脂锚固剂，树脂锚固剂浆液混合，齿具(16)随所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)转动，所述齿具(16)上的齿刀(16b)将树脂锚固剂搅拌均匀，快速锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)的前锚固段杆体(11)；
D、所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)前锚固段杆体(11)被锚固后，注浆锚固所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)的后锚固段杆体(12)，实现所述旋转式先锚后注中空锚杆(10)杆体全长粘结；
E、将相邻设置的两个所述锚杆-锚索单元(A)的锚索(20)的穿出部分通过一个所述锚索锚具(B)连接，或者将间隔设置的两个所述锚杆-锚索单元(A)的所述锚索(20)的穿出部分通过一个所述锚索锚具(B)连接，形成锚杆-锚索支护体系。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114547806A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-27 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 一种考虑锚岩相互作用的自承载式锚索设计方法 |
| CN114635419A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-06-17 | 江苏科技大学 | 一种负泊松比旋转扩大型正方形穿孔板阵列锚杆装置 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU4478499A (en) * | 1997-02-14 | 1999-12-09 | Fci Holdings Delaware, Inc. | Tensionable cable bolt |
| US20060067795A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-03-30 | Spearing Anthony J S | Elongate element tensioning member |
| EP2395198A1 (en) * | 2010-06-14 | 2011-12-14 | Minova Arnall Sp.z o.o | Cable bolt |
| CN104405423A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-11 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 矿用注浆锚索 |
| CN204357467U (zh) * | 2014-10-28 | 2015-05-27 | 山东科技大学 | 可伸缩内注式二次锚固型锚杆 |
| CN105840222A (zh) * | 2016-05-14 | 2016-08-10 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 推压式可快速锚固安装粘结型中空锚杆 |
| CN206071626U (zh) * | 2016-05-14 | 2017-04-05 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 旋转式可快速锚固安装粘结型中空锚杆 |
| CN107237646A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-10-10 | 山东科技大学 | 大变形恒阻支护注浆锚杆、锚索及巷道定量支护方法 |
| US20170328698A1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | Powerchina Huadong Engineering Corporation Limited | Non-destructive detection method and device of effective anchorage depth of full-length bonding anchor |
| WO2018206630A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Sandvik Intellectual Property Ab | Friction rock bolt |
| CN109707423A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-03 | 北京瑞威世纪铁道工程有限公司 | 早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法 |
| CN210370737U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-04-21 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系 |
-
2019
- 2019-08-23 CN CN201910789216.3A patent/CN110344868B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU4478499A (en) * | 1997-02-14 | 1999-12-09 | Fci Holdings Delaware, Inc. | Tensionable cable bolt |
| US20060067795A1 (en) * | 2004-09-20 | 2006-03-30 | Spearing Anthony J S | Elongate element tensioning member |
| EP2395198A1 (en) * | 2010-06-14 | 2011-12-14 | Minova Arnall Sp.z o.o | Cable bolt |
| CN104405423A (zh) * | 2014-10-23 | 2015-03-11 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 矿用注浆锚索 |
| CN204357467U (zh) * | 2014-10-28 | 2015-05-27 | 山东科技大学 | 可伸缩内注式二次锚固型锚杆 |
| US20170328698A1 (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-16 | Powerchina Huadong Engineering Corporation Limited | Non-destructive detection method and device of effective anchorage depth of full-length bonding anchor |
| CN105840222A (zh) * | 2016-05-14 | 2016-08-10 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 推压式可快速锚固安装粘结型中空锚杆 |
| CN206071626U (zh) * | 2016-05-14 | 2017-04-05 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 旋转式可快速锚固安装粘结型中空锚杆 |
| WO2018206630A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Sandvik Intellectual Property Ab | Friction rock bolt |
| CN107237646A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-10-10 | 山东科技大学 | 大变形恒阻支护注浆锚杆、锚索及巷道定量支护方法 |
| CN109707423A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-03 | 北京瑞威世纪铁道工程有限公司 | 早高强快速锚杆锚索控制大变形施工方法 |
| CN210370737U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-04-21 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李奎;马守龙;: "瑞米注浆加固施工技术在刘庄煤矿的应用", 山西建筑, no. 10, 1 April 2010 (2010-04-01) * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114547806A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-27 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 一种考虑锚岩相互作用的自承载式锚索设计方法 |
| CN114547806B (zh) * | 2022-03-03 | 2024-05-03 | 中国地质科学院探矿工艺研究所 | 一种考虑锚岩相互作用的自承载式锚索设计方法 |
| CN114635419A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-06-17 | 江苏科技大学 | 一种负泊松比旋转扩大型正方形穿孔板阵列锚杆装置 |
| CN114635419B (zh) * | 2022-04-20 | 2022-12-09 | 江苏科技大学 | 一种负泊松比旋转扩大型正方形穿孔板阵列锚杆装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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