CN209212272U - 一种能适应围岩大变形的可伸长锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能适应围岩大变形的可伸长锚杆，包括锚杆杆体、产生恒定锚固力的夹具和与夹具相连的孔口板。夹具可沿锚杆杆体轴向滑动，且通过连接件与孔口板相连，锚杆杆体的锚杆孔孔口端连接有可阻止夹具滑动的限位件。围岩变形时施力于孔口板上，通过连接件将力传递至夹具引起夹具的滑动实现锚杆的伸长，夹具与锚杆杆体之间的滑动摩擦力成为锚杆作用于围岩的恒定锚固力。夹具沿锚杆杆体的滑动使锚杆伸长，锚杆的可伸长量即夹具与滑动限位件之间的距离，这一距离是可调的，可使锚杆有较大幅度的伸长。夹具的滑动距离达到设定值时，限位螺母可阻止夹具的进一步滑动。本锚杆可自动适应围岩的大变形，达到围岩允许变形后锚固力即刻急速增大。

Description

一种能适应围岩大变形的可伸长锚杆

技术领域

本实用新型涉及一种矿山井巷工程、水电与交通隧道工程及城市地下工程的围岩支护用锚杆，具体涉及一种能适应围岩大变形的可伸长锚杆。

背景技术

文献表明，为保持开挖后的围岩稳定，实现安全生产，美国最早于1910年开始在煤矿使用锚杆支护，1915～1920年美国的金属矿山也开始使用锚杆支护。在随后的几十年里,锚杆支护技术得到了发展与推广，取得了很好的经济与社会效应。上世纪五十年代以后,其它国家也开始了锚杆支护的研究与使用,我国也是在这一时期开始在矿山巷道中使用锚杆支护，经过十余年,到上世纪六十年代末,锚固技术已在我国的矿山、水电、交通、土木建筑等系统内广为采用。

人们在广泛应用锚杆支护的同时，也在不断地改进锚杆的结构，研究其锚固机理以取得更好的支护效果及经济效益。L.V.拉布采维茨于1963年正式提出了新奥地利隧道施工法，简称新奥法。

随着新奥法的出现，人们对支护的概念发生了飞跃：即认识到各种地层本身也是一种支护材料，在支护设计中应允分考虑发挥地层的自支护效应。这一理念的形成对锚杆的设计提出了新的要求，地层或围岩在施工中或施工后是会变形的，我们不能像过去那样从阻止地层的变形角度出发，用刚性的概念去设计锚杆,而必须从地层或围岩与锚杆变形协调、共同作用的角度出发，充分发挥地层或围岩的自支撑作用。这样我们设计锚杆时，就应该考虑锚杆的变形,并且锚杆的变形还应与地层或围岩充分发挥自支撑作用的允许变形相协调。出于这一理论的指导，人们已设计了多种可伸长锚杆。但因制造成本或伸长效果的影响，可伸长锚杆目前尚未广泛应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种在保持恒定锚固力的基础上可较大幅度伸长，适应围岩大变形的可伸长锚杆。

本实用新型提供的这种能适应围岩大变形的可伸长锚杆，包括锚杆杆体和孔口板。所述锚杆杆体上设置有夹具，夹具通过连接件与所述孔口板连为一体，围岩变形时，夹具可沿锚杆杆体滑动使锚杆产生恒定锚固力，锚杆杆体的锚杆孔孔口端连接有可阻止夹具滑动的限位件。

所述夹具包括将所述锚杆杆体夹住的一对夹板及夹板紧固件。

所述夹板包括外突的弧形段和其两端的平板段，弧形段的弯曲弧度与所述锚杆杆体相匹配，两平板段上设置有夹板紧固件安装孔。

所述夹板紧固件为螺栓、螺母组件。

所述连接件有与所述夹板数量相应的两根，每根连接件的横截面面积等于锚杆杆体横截面面积的一半。

所述连接件为L型的连接钢筋，其长臂与所述夹板的弧形段外侧连接，短臂与所述孔口板内侧连接。

所述连接件为L型的连接板条，其长臂与所述夹板的弧形段外侧连接，短臂与所述孔口板内侧连接。

所述限位件为限位螺母，其外径小于所述孔口板的中心孔孔径，限位螺母与夹板之间的距离为锚杆的可伸长值。

本实用新型安装后，围岩变形时施力于孔口板上，此力通过夹具与孔口板连接件传递至夹具使夹具沿锚杆杆体滑动，夹具与锚杆杆体之间的滑动摩擦力便成为锚杆作用于围岩的锚固力。夹具沿锚杆杆体的滑动即实现了锚杆的伸长，也就是说围岩的变形带动夹具的滑动便实现了锚杆的伸长。锚杆的可伸长量即夹具与滑动限位件之间的距离，这一距离是可调的，可实现锚杆较大幅度的伸长。而夹具滑动过程中，摩擦阻力可基本恒定，便保证了锚固力的恒定，夹具的滑动距离达到设定值时，限位螺母可阻止夹具的进一步滑动。所以，本锚杆可自动适应围岩的大变形，且在围岩的大变形过程中可提供基本恒定的锚固力，达到围岩允许变形后锚固力即刻急速增大。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为图1中的A部放大示意图。

图3为图2的俯视示意图。

图4为图2的左视放大示意图。

具体实施方式

本实施例公开的这种能适应围岩大变形的可伸长锚杆，包括锚杆杆体1、夹板2、连接钢筋3、孔口板4、夹紧螺栓5、限位螺母6。

夹板2有一对，每块夹板包括外突的弧形段和其两端的平板段，弧形段的弯曲弧度与锚杆杆体的外径匹配，平板段上有螺栓安装孔。

一对夹板2和夹紧螺栓5组成夹具，夹板的长度及夹紧螺栓的数量根据设定的锚固力大小确定。

本实施例采用连接钢筋3作为夹具和孔口板4之间的连接件。连接钢筋3有两根，其形状为L形，长臂末端与夹板2的弧形端外侧焊接，短臂与孔口板4的内侧焊接。连接钢筋3的直径选择依据为其横截面面积等于锚杆杆体横截面面积的一半，这样保证两根连接钢筋与锚杆杆体有相同的强度，能承担相同的设定锚固力。当然，其他实施例也可采用板条替换连接钢筋作为连接件。

锚杆组件装配时，锚杆杆体1的锚杆孔孔口端从孔口板4的中心孔中伸出，一对夹板2将锚杆杆体1夹住后通过夹紧螺栓5和螺母紧固，紧固时夹紧螺栓的松紧程度根据设定的锚固力大小即夹板与锚杆杆体之间的滑动摩擦力大小确定。

从上述结构可以看出，当孔口板受到围岩的压力时，它将通过连接钢筋将夹具往锚杆孔孔口拉，相当于锚杆在伸长。本锚杆的孔口伸长结构简单，制作成本和材料成本均较低。

本实施例在锚杆杆体1的锚杆孔孔口端连接限位螺母6作为限位件，限位螺母的外径小于孔口板的中心孔孔径，使限位螺母可穿过孔口板。当夹具的夹板滑动至限位螺母位置处时被限位。

锚杆孔钻好后，锚杆安装时，先采用锚固体如环氧树脂药包将锚杆杆体的孔底段锚固好，再将锚杆杆体上的限位螺母取下，然后将一个套管套于锚杆杆体上，使套管顶住夹板，再将限位螺母拧于锚杆杆体上，并旋转限位螺母使其将套管往里推，套管将夹具往里推，夹具通过连接钢筋带着孔口板往锚孔孔底方向移动，直至孔口板紧贴于围岩上产生初始锚固力。

然后取下限位螺母和套管，再拧上限位螺母，保持限位螺母与夹板之间的距离为设定值，此距离即锚杆的可伸长值。

本实施例的工作原理如下：使用过程中，围岩变形时施力于孔口板上，此力通过连接钢筋传递至夹具使夹具沿锚杆杆体滑动，夹具与锚杆杆体之间的滑动摩擦力便成为锚杆作用于围岩的锚固力。夹具沿锚杆杆体的滑动即实现了锚杆的伸长，也就是说围岩的变形带动夹具的滑动便实现了锚杆的伸长。锚杆的可伸长量即夹具与滑动限位件之间的距离，这一距离是可调的，可实现锚杆较大幅度的伸长。而夹具滑动过程中，摩擦阻力可基本恒定，便保证了锚固力的恒定，夹具的滑动距离达到设定值时，限位螺母可阻止夹具的进一步滑动。所以，本锚杆可自动适应围岩的大变形，且在围岩的大变形过程中可提供基本恒定的锚固力，达到围岩允许变形后锚固力即刻急速增大。

Claims (8)

1.一种能适应围岩大变形的可伸长锚杆，包括锚杆杆体和孔口板，其特征在于：所述锚杆杆体上设置有夹具，夹具通过连接件与所述孔口板连为一体，围岩变形时，夹具可沿锚杆杆体滑动使锚杆产生恒定锚固力，锚杆杆体的锚杆孔孔口端连接有可阻止夹具滑动的限位件。

2.如权利要求1所述的能适应围岩大变形的可伸长锚杆，其特征在于：所述夹具包括将所述锚杆杆体夹住的一对夹板及夹板紧固件。

3.如权利要求2所述的能适应围岩大变形的可伸长锚杆，其特征在于：所述夹板包括外突的弧形段和其两端的平板段，弧形段的弯曲弧度与所述锚杆杆体相匹配，两平板段上设置有夹板紧固件安装孔。

4.如权利要求2所述的能适应围岩大变形的可伸长锚杆，其特征在于：所述夹板紧固件为螺栓、螺母组件。

5.如权利要求3所述的能适应围岩大变形的可伸长锚杆，其特征在于：所述连接件有与所述夹板数量相应的两根，每根连接件的横截面面积等于锚杆杆体横截面面积的一半。

6.如权利要求5所述的能适应围岩大变形的可伸长锚杆，其特征在于：所述连接件为L型的连接钢筋，其长臂与所述夹板的弧形段外侧连接，短臂与所述孔口板内侧连接。

7.如权利要求5所述的能适应围岩大变形的可伸长锚杆，其特征在于：所述连接件为L型的连接板条，其长臂与所述夹板的弧形段外侧连接，短臂与所述孔口板内侧连接。

8.如权利要求2所述的能适应围岩大变形的可伸长锚杆，其特征在于：所述限位件为限位螺母，其外径小于所述孔口板的中心孔孔径，限位螺母与夹板之间的距离为锚杆的可伸长值。