CN218971232U - 一种可回收让压锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可回收让压锚杆，所述锚杆包括锥形挡块、上部外管体、下部外管体和锚杆体，上部外管体与下部外管体之间通过嵌套结合部连接，所述锥形挡块设置在上部外管体的前端膨胀端上，且与贯穿上部外管体和下部外管体设置的锚杆体通过螺栓结合结构连接，且在所述下部外管体的末端设置有外管体回收挡块，所述外管体回收挡块与垫板配合使用，所述垫板的外侧锚杆体上转动设置有螺母，所述锚杆体的末端设置有还设置有转动部，转动部与锚杆机配合使用；本锚杆装配方便、经济成本较低、实用性强而且便于回收，具有支护效果好，且便于回收、经济效益好的特点。

Description

一种可回收让压锚杆

技术领域

本实用新型涉及岩土工程锚杆技术领域，具体涉及一种可回收让压锚杆。

背景技术

锚杆是一种受拉结构体系，可显著提高岩体的整体性和稳定性，目前在工程领域得到广泛应用；随着地下工程技术的不断进步，对软岩和岩爆区的支护问题逐渐受到关注，在大变形隧道中，传统的锚喷支护方式往往不能取得较好的支护效果，应该允许围岩产生一定范围内的变形来释放能量，使围岩的变形趋于稳定，达到支护效果；

在软弱围岩中进行施工时，往往会发生围岩大变形的问题，如果直接采用刚性支护，不仅浪费材料，而且支护会产生损坏；实践证明，对于此类问题应该先进行柔性支护，让围岩在可控范围内进行变形；普通锚杆对大变形地区的锚固效果不是很理想，容易在围岩压力下产生锚杆体的破坏，而且不能进行回收利用，导致了材料的浪费。这就需要一种可以保证一定的初始锚固力的前提下自身可以与围岩共同进行变形的锚杆，使锚杆所受拉力控制在安全范围内。

发明内容

针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种可回收让压锚杆，本锚杆装配方便、经济成本较低、实用性强而且便于回收，具有支护效果好，且便于回收、经济效益好的特点。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种可回收让压锚杆，包括锥形挡块、上部外管体、下部外管体和锚杆体，所述上部外管体与下部外管体之间通过嵌套结合部连接，所述锥形挡块设置在上部外管体的前端膨胀端上，且与贯穿上部外管体和下部外管体设置的锚杆体通过螺栓结合结构连接，且在所述下部外管体的末端设置有外管体回收挡块，所述外管体回收挡块与垫板配合使用，所述垫板的外侧锚杆体上转动设置有螺母，所述锚杆体的末端设置有还设置有转动部，转动部与锚杆机配合使用。

优选的，所述的上部外管体的前端膨胀端上均匀的开设有四条开缝，所述开缝沿平行于上部外管体中心线方向延伸。

优选的，所述的锚杆体的下端为波浪状弯杆，且波浪状弯杆总弯曲度小于上部外管体的内径宽度。

优选的，所述的锥形挡块的最大直径大于上部外管体的最大内径。

优选的，所述的转动部的最大外径小于锚杆体的直径，且在转动部上至少设置有两个相平行的表面。

优选的，所述的嵌套结合部包括设置在下部外管体上端面上的第一限位板，以及设置在上部外管体下端面上的第二限位板，所述第一限位板与第二限位板均对称设置，且相互配合使用。

本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种可回收让压锚杆，与现有技术相比，本实用新型的改进之处在于：

针对现有技术存在的问题，本实用新型设计了一种可回收让压锚杆，本锚杆在使用时，结构简单、承载力高、实用性强且可进行回收利用；在让压的过程中锚杆让压结构的摩阻力不断增加，可以更好解决围岩变形问题；本可回收让压锚杆的使用可靠度高，相比较于复杂结构的让压锚杆，失效概率更小；且在回收过程中对围岩的扰动比较轻微，不会影响围岩的整体强度，具有支护效果好，且便于回收、经济效益好的优点。

附图说明

图1为本实用新型可回收让压锚杆的结构示意图。

图2为本实用新型可回收让压锚杆的剖视图。

图3为本实用新型转动部的结构示意图。

图4为本实用新型下部外管体的结构示意图。

图5为本实用新型下部外管体仰视角度的剖视图。

图6为本实用新型上部外管体仰视角度的剖视图。

图7为本实用新型实施例1可回收让压锚杆的有限元模拟图。

图8为本实用新型实施例1可回收让压锚杆不同钢材材料情况下的位移-恒阻力曲线图。

图9为本实用新型实施例1可回收让压锚杆与普通锚杆的承载力-位移曲线图。

其中：1.锥形挡块，2.开缝，3.上部外管体，4.下部外管体，5.外管体回收挡块，6.垫板，7.螺母，8.锚杆体，9.转动部，10.螺栓结合结构，11.嵌套结合部，12.波浪状弯杆，13.第二限位板，14.第一限位板。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。

参照附图1-9所示的一种可回收让压锚杆，包括锥形挡块1、上部外管体3、下部外管体4和锚杆体8，所述上部外管体3与下部外管体4之间通过嵌套结合部11连接，所述锥形挡块1设置在上部外管体3的前端膨胀端上，且与贯穿上部外管体3和下部外管体4设置的锚杆体8通过螺栓结合结构10连接，形成一个整体的锚固结构，且为便于对下部外管体4进行回收，在所述下部外管体4的末端设置有外管体回收挡块5，在锚固时，所述外管体回收挡块5与垫板6配合使用，所述垫板6的外侧锚杆体8上转动设置有螺母7，通过悬紧螺母7，对锚杆体8进行拉紧，施加张力，在使用时，为便于回收锚杆体8，在所述锚杆体8的末端设置有还设置有转动部9，转动部9与锚杆机配合使用。

优选的，所述的上部外管体3的前端膨胀端上均匀的开设有四条开缝2，所述开缝2沿平行于上部外管体3中心线方向延伸，即在旋紧螺母7的过程中，锚杆体8收到拉紧力，带动锥形挡块1沿着螺母7旋紧方向运动，使得锚固段的开缝2被撑开，挤土钢片向外扩张，进而挤压锚孔孔壁，提供锚固力，对上部外管体3和锥形挡块1进行固定，使其固定在锚孔内。

优选的，所述的锚杆体8的下端为波浪状弯杆12，且波浪状弯杆12总弯曲度小于上部外管体3的内径宽度，在使用时，存在二级让压，具体为：第一阶段让压通过锚杆体下部的波浪状弯杆12来实现，在围岩产生变形时，波浪状弯杆12被拉伸从而适应围岩的变形，并提供一定的阻力；第二阶段通过锥形挡块1在上部外管体3中的膨胀滑动来实现，膨胀滑动距离由上部外管体3的长度决定。

优选的，所述的锥形挡块1的最大直径大于上部外管体3的最大内径，便于在旋紧螺母7的过程中，锥形挡块1能对设置在上部外管体3前端部的挤土钢片进行挤压，使得锚固段的开缝2被撑开，从而实现上部外管体3的膨胀，对锚杆锚杆体8的固定。

优选的，为方便机械工具夹持进行转动，使锚杆体8与锥形挡块1分离，所述的转动部9的最大外径应小于锚杆体8的直径，且在转动部9上至少设置有两个相平行的表面。

优选的，所述的嵌套结合部11包括设置在下部外管体4上端面上的第一限位板14，以及设置在上部外管体3下端面上的第二限位板13，所述第一限位板14与第二限位板13均对称设置，且相互配合使用，在使用时，通过转动下部外管体4或者上部外管体3，使得第一限位板14与第二限位板13之间产生相互错位，使得第一限位板14与第二限位板13相互套紧，形成嵌套结构，将上部外管体3与下部外管体4连接，形成一个套筒整体，而当需要对下部外管体4进行回收时，仅需转动下部外管体4，使得第一限位板14与第二限位板13相互错位，将所述下部外管体4去除即可。

一种利用可回收让压锚杆加固岩体的方法，包括：

步骤一：制作锚杆：根据实际的工程要求确定锥形挡块1、上部外管体3、下部外管体4及锚杆体8的数量及尺寸，预制所需的部件，根据设计要求先将上部外管体3与下部外管体4通过嵌套结合结构11进行装配，然后将锚杆体8穿过外管体与锥形挡块1进行连接，完成各个组件的组装；

步骤二：钻孔：

(1)采用锚杆钻孔台车在所施工处进行钻孔，钻孔应该与施工面保持垂直，当钻至设计孔深后，拔出钻头；锚杆孔的孔位偏差应不大于50mm，若不合格则进行废弃重钻；若为隧道顶部及侧墙的锚杆孔，钻孔直径应大于锚杆直径20mm以上，若为隧道底板的锚杆孔，则应大于锚杆孔直径25mm以上；

(2)对锚杆孔利用高压风进行清孔处理，防止杂质影响树脂锚固剂的锚固效果；

步骤三：锚杆安装：

(1)首先根据锚杆孔类型和深度，选择合适规格的让压锚杆，在上部外管体3外部进行树脂药卷的安装，并利用让压锚杆将树脂药卷送入锚杆孔内，使药卷接触到岩孔孔底为止，实测孔内填充长度应不小于3m；

(2)然后采用锚杆机夹持住转动部9的两个平行面，带动转动部9快速转动25s～35s，使树脂药卷充分展开，实现锚杆的锚固；

(3)在等待20min后采用检测设备进行锚杆锚固力的测试，当应力测试值不小于80KN时，安装垫板6及螺母7，利用气动扳机转动螺母7，

对锚杆体8施加预紧力，当预紧力达到设计要求时，完成对岩体的加固；

(4)所有让压锚杆施作完成后，应对隧道围岩的变形情况进行固定阶段的监控测量，防止围岩出现过大的变形。

上述可回收让压锚杆的回收方法，具体包括步骤

S1.回收锚杆体：采用扳机拆卸螺母7，后进行垫板6的拆卸，完成后用锚杆机夹持住转动部9进行反向转动，使锚杆体8与锥形挡块1进行分离，回收锚杆体8；

S2.回收下部外管体：通过夹持住外管体回收挡块5转动来使得下部外管体4进行同步转动，当转动至嵌套结合结构10分离时，将下部外管体4缓慢拔出锚杆孔，完成下部外管体4的回收，回收后的锚杆体及下部外管体可以重复进行使用。

所述可回收让压锚杆的工作原理为：

(1)扩体原理：锥形挡块1在围岩压力作用下进入上部外管体3，撑开膨胀端的开缝2，从而实现上部外管体3的膨胀，对锚杆锚杆体8的固定；

(2)锚固原理：在锥形挡块1进入上部外管体3后，锚固段的开缝2被撑开，挤土钢片向外扩张，进而挤压锚孔孔壁，提供锚固力；

(3)让压原理：一阶段让压通过锚杆体下部的波浪状弯杆12来实现，在围岩产生变形时，波浪状弯杆12拉伸从而适应围岩的变形，并提供一定的阻力；二阶段通过锥形挡块1在上部外管体3中的膨胀滑动来实现，膨胀滑动距离由上部外管体的长度决定；

(4)回收原理：拆卸螺母7及垫板6后，反方向旋转锚杆体8，使锚杆体8与锥形挡块1分离，转动外套管回收挡块5来使上下部外管体的嵌套结合部10分离，从而对下部外管体4进行回收。

实施例1：基于以上设计，在有限元软件ABAQUS中对设计进行可行性验证，其中第一阶段的让压为辅助手段，第二阶段的让压为主要手段，所以主要对第二阶段锥形挡块进入上部外管体的让压情况进行了模拟，有限元图如图7所示，模拟的参数如表1、表2所示，表2为采取了不同的钢材进行模拟；

表1：可回收让压锚杆的设计参数

表2：不同钢材的可回收让压锚杆的设计参数

得到锚杆在第二阶段让压过程中的阻力大小，结果如图8所示，结果表明，本可回收让压锚杆的让压阻力较为稳定，图9为本实用新型锚杆与普通锚杆的性能对比图，在选用Q550钢材的情况下，本实用新型锚杆恒阻力可达140KN，性能可以满足工程需要。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种可回收让压锚杆，其特征在于：包括锥形挡块(1)、上部外管体(3)、下部外管体(4)和锚杆体(8)，所述上部外管体(3)与下部外管体(4)之间通过嵌套结合部(11)连接，所述锥形挡块(1)设置在上部外管体(3)的前端膨胀端上，且与贯穿上部外管体(3)和下部外管体(4)设置的锚杆体(8)通过螺栓结合结构(10)连接，在所述下部外管体(4)的末端设置有外管体回收挡块(5)，所述外管体回收挡块(5)与垫板(6)配合使用，所述垫板(6)的外侧锚杆体(8)上转动设置有螺母(7)，所述锚杆体(8)的末端还设置有转动部(9)，转动部(9)与锚杆机配合使用。

2.根据权利要求1所述的一种可回收让压锚杆，其特征在于：所述的上部外管体(3)的前端膨胀端上均匀的开设有四条开缝(2)，所述开缝(2)沿平行于上部外管体(3)中心线方向延伸。

3.根据权利要求1所述的一种可回收让压锚杆，其特征在于：所述的锚杆体(8)的下端为波浪状弯杆(12)，且波浪状弯杆(12)总弯曲度小于上部外管体(3)的内径宽度。

4.根据权利要求1所述的一种可回收让压锚杆，其特征在于：所述的锥形挡块(1)的最大直径大于上部外管体(3)的最大内径；所述转动部(9)的最大外径小于锚杆体(8)的直径，且在转动部(9)上至少设置有两个相平行的表面。

5.根据权利要求1所述的一种可回收让压锚杆，其特征在于：所述的嵌套结合部(11)包括设置在下部外管体(4)上端面上的第一限位板(14)，以及设置在上部外管体(3)下端面上的第二限位板(13)，所述第一限位板(14)与第二限位板(13)均对称设置，且相互配合使用。

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