CN220101312U - 增阻式让压锚杆及隧道锚杆支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种增阻式让压锚杆及隧道锚杆支护结构，增阻式让压锚杆包括套筒、锚杆、挡环、弹性件和托盘，套筒的第一端设有第一开口，第一开口与套筒的内部连通，套筒的内壁设有阻挡部；套筒套设于锚杆的第一端，锚杆的第二端通过第一开口延伸至套筒外；锚杆的第一端设有锚头，锚头沿轴向滑动连接于套筒的内部；锚头沿轴向朝第一开口滑动时，锚头和阻挡部相互挤压；挡环固定于套筒的第一端，挡环套设于锚杆外，锚头和挡环沿轴向分布；弹性件设于套筒的内部，弹性件套设于锚杆外，弹性件的两端分别抵接于锚头和挡环；托盘装配于所述锚杆的第二端。本实用新型技术方案能够解决传统锚杆在软岩工况下容易断裂的技术问题。

Description

增阻式让压锚杆及隧道锚杆支护结构

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种增阻式让压锚杆及隧道锚杆支护结构。

背景技术

作为新奥法支护的关键技术，锚杆是目前岩土工程支护领域在控制隧道变形量、围岩稳定性方面最为常用的支护手段。近年来高地应力软岩隧道围岩的大变形问题受到了广泛关注，在该类隧道施工开挖中，其上覆围岩将形成巨大的地层压力和可观的下沉变形和较为严重的蠕变现象。如仍沿用传统的强化锚喷与钢拱支架的刚性支护方法进行“强支硬顶”，则在毛洞围岩大变形发展过程中，会出现锚杆拉断、喷射混凝土裂损等现象。传统刚性支护不能较好地适用于此类工况，传统锚杆也属于刚性支护，在软岩隧道发生蠕变时，若用刚性支护则会使围岩应力水平不断增加直至超过锚杆荷载极限，造成锚杆断裂等现象。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种增阻式让压锚杆及隧道锚杆支护结构，能够解决传统锚杆在软岩工况下容易断裂的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种增阻式让压锚杆，包括：

套筒，所述套筒的第一端设有第一开口，所述第一开口与所述套筒的内部连通，所述套筒的内壁设有阻挡部；

锚杆，所述套筒套设于所述锚杆的第一端，所述锚杆的第二端通过所述第一开口延伸至所述套筒外；所述锚杆的第一端设有锚头，所述锚头沿轴向滑动连接于所述套筒的内部；所述锚头沿所述轴向朝所述第一开口滑动时，所述锚头和所述阻挡部相互挤压；

挡环，所述挡环固定于所述套筒的第一端，所述挡环套设于所述锚杆外，所述锚头和所述挡环沿所述轴向分布；

弹性件，设于所述套筒的内部，所述弹性件套设于所述锚杆外，所述弹性件位于所述锚头和所述挡环之间，所述弹性件的两端分别抵接于所述锚头和所述挡环，所述弹性件对应所述阻挡部设置，且所述弹性件沿径向设于所述阻挡部的内侧；以及

托盘，装配于所述锚杆的第二端；

其中，于第一状态下，所述阻挡部位于所述锚头和所述挡环之间，所述锚头和所述挡环压缩所述弹性件；于第二状态下，所述锚头沿径向位于所述阻挡部的内侧，所述阻挡部和所述锚头相互挤压，所述锚头和所述挡环压缩所述弹性件；所述弹性件在所述第一状态下的压缩量小于所述弹性件在所述第二状态下的压缩量。

在本实用新型的一些实施例中，所述阻挡部为螺纹。

在本实用新型的一些实施例中，所述阻挡部包括多个沿所述轴向间隔分布的环状凸齿。

在本实用新型的一些实施例中，所述弹性件为弹簧。

在本实用新型的一些实施例中，所述锚杆还包括杆体，所述杆体的第一端连接于所述锚头，所述杆体的第二端通过所述第一开口延伸至所述套筒外；

所述锚头的外径大于所述阻挡部的内径，所述杆体的外径小于所述阻挡部的内径。

在本实用新型的一些实施例中，所述托盘套设于所述杆体的第二端，所述增阻式让压锚杆还包括：

紧固件，螺纹旋合于所述杆体的第二端，所述紧固件抵接于所述托盘的远离所述套筒的一侧。

在本实用新型的一些实施例中，所述挡环焊接于所述套筒的第一端。

在本实用新型的一些实施例中，所述挡环和所述套筒一体连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述套筒的第二端设有第二开口，所述第二开口与所述套筒的内部连通，所述锚杆通过所述第二开口装配于所述套筒。

第二方面，本实用新型实施例提供一种隧道锚杆支护结构，包括：

围岩，设有锚孔；

如上所述的增阻式让压锚杆，所述增阻式让压锚杆对应所述套筒的一端埋设于所述锚孔内，所述托盘抵接于所述围岩的表面；以及

锚固剂，填充于所述锚孔内。

本实用新型技术方案通过采用一种增阻式让压锚杆，使用时，先将增阻式让压锚杆对应套筒的一端埋设于围岩的锚孔内，并使托盘抵接于围岩的表面，然后通过在锚孔内填充锚固剂以使得增阻式让压锚杆稳定固定在锚孔内。在第一状态下，阻挡部位于锚头和挡环之间，锚头和挡环压缩弹性件，在弹性件的弹力作用下，可以初步实现锚杆对围岩的支护力。高地应力软岩隧道的围岩在应力释放时，将形成巨大的地层压力和可观的下沉变形，围岩会逐渐朝隧道内变形，围岩在变形过程中，围岩通过托盘带动锚杆同步运动，锚杆相对于套筒滑动至第二状态，锚头和挡环进一步压缩弹性件，即弹性件在第二状态下的压缩量大于弹性件在第一状态下的压缩量，那么弹性件在第二状态下的所提供的弹力也会大于弹性件在第一状态下的所提供的弹力，在弹性件的弹力作用下，可以为锚杆提供一部分支护力；与此同时，锚头和阻挡部相互挤压，会产生剪切力，使得锚杆在套筒内进行增阻式滑动，剪切力可以为锚杆提供另一部分支护力，那么相比于第一状态而言，锚杆在第二状态下的支护力是大于锚杆在第一状态下的支护力。本实用新型的增阻式让压锚杆在第一状态变化至至第二状态中，锚杆可以随围岩的变形增大而滑动，且锚杆的支护力可以随围岩的变形增大而增大，锚杆不容易出现断裂的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型增阻式让压锚杆一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型隧道锚杆支护结构一实施例在第一状态下的结构示意图；

图3为本实用新型隧道锚杆支护结构一实施例在第二状态下的结构示意图；

图4为本实用新型增阻式让压锚杆另一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	增阻式让压锚杆	130	挡环
110	套筒	140	弹性件
				111	阻挡部	150	托盘
112	第一开口	160	紧固件
				113	第二开口	200	围岩
120	锚杆	210	锚孔
				121	锚头	300	锚固剂
122	杆体

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提供一种增阻式让压锚杆100。

请参阅图1，本实用新型实施例一的增阻式让压锚杆100，包括套筒110、锚杆120、挡环130、弹性件140和托盘150。

套筒110的第一端设有第一开口112，第一开口112与套筒110的内部连通，套筒110的内壁设有阻挡部111；套筒110套设于锚杆120的第一端，锚杆120的第二端通过第一开口112延伸至套筒110外；锚杆120的第一端设有锚头121，锚头121沿轴向滑动连接于套筒110的内部；当锚头121沿轴向朝第一开口112滑动时，锚头121和阻挡部111相互挤压，会产生剪切力，使得锚杆120在套筒110内进行增阻式滑动，剪切力可以为锚杆120提供一部分支护力。

挡环130固定于套筒110的第一端，挡环130套设于锚杆120外，锚头121和挡环130沿轴向间隔分布，挡环130可以起到限位作用，防止锚头121从第一开口112脱离套筒110。

弹性件140设于套筒110的内部，弹性件140套设于锚杆120外，弹性件140位于锚头121和挡环130之间，弹性件140的两端分别抵接于锚头121和挡环130。当锚头121沿轴向朝第一开口112滑动时，会压缩弹性件140，在弹性件140的弹力作用下，可以为锚杆120提供一部分支护力。且弹性件140对应阻挡部111设置，且弹性件140沿径向间隔设于阻挡部111的内侧，增阻式让压锚杆100的结构紧凑，有利于增阻式让压锚杆100的小型化设计。

如图2所示，托盘150装配于锚杆120的第二端，托盘150用于与围岩200的表面接触，锚杆120通过托盘150可以为围岩200提供支护力。

如图2和3所示，本实用新型实施例一的增阻式让压锚杆100在使用时，先将增阻式让压锚杆100对应套筒110的一端埋设于围岩200的锚孔210内，并使托盘150抵接于围岩200的表面，然后通过在锚孔210内填充锚固剂300以使得增阻式让压锚杆100稳定固定在锚孔210内。

如图2所示，在第一状态下，阻挡部111位于锚头121和挡环130之间，锚头121和挡环130压缩弹性件140，在弹性件140的弹力作用下，可以初步实现锚杆120对围岩200的支护力。

结合图2和图3，高地应力软岩隧道的围岩200在应力释放时，将形成巨大的地层压力和可观的下沉变形，围岩200会逐渐朝隧道内变形。如图3所示，围岩200在变形过程中，围岩200通过托盘150带动锚杆120同步运动，锚杆120相对于套筒110滑动至第二状态，锚头121沿径向位于阻挡部111的内侧，阻挡部111和锚头121相互挤压，锚头121和挡环130进一步压缩弹性件140，即弹性件140在第二状态下的压缩量大于弹性件140在第一状态下的压缩量，那么弹性件140在第二状态下的所提供的弹力也会大于弹性件140在第一状态下的所提供的弹力，在弹性件140的弹力作用下，可以为锚杆120提供一部分支护力；与此同时，锚头121和阻挡部111相互挤压，会产生剪切力，使得锚杆120在套筒110内进行增阻式滑动，剪切力可以为锚杆120提供另一部分支护力，那么相比于第一状态而言，锚杆120在第二状态下的支护力是大于锚杆120在第一状态下的支护力。

由此可见，本实用新型一实施例的增阻式让压锚杆100在由第一状态变化至第二状态的过程中，锚杆120可以随围岩200的变形增大而滑动，且锚杆120的支护力可以随围岩200的变形增大而增大，锚杆120不容易出现断裂的问题。

需要说明的是，增阻式让压锚杆100在由第一状态变化至第二状态的过程中，当围岩200变形提前达到收敛值时，锚杆120提供的支护力与围岩200压力相平衡，围岩200变形收敛，而弹性件140的剩余压缩量作为变形储备量，当变形储备量耗尽时，锚头121与挡环130相互作用，提供相应的支护阻力，且锚杆120无法继续变形。

可选的，如图1所示，阻挡部111可以为螺纹。此结构下，增阻式让压锚杆100在第一状态变化至至第二状态中，当围岩200变形提前达到收敛值时，锚杆120提供的支护力与围岩200压力相平衡，围岩200变形收敛，而剩余螺纹长度和弹性件140的剩余压缩量作为变形储备量，当变形储备量耗尽时，锚头121与挡环130相互作用，提供相应的支护阻力，且锚杆120无法继续变形。

当然，根据实际情况的选择和具体需求设置，阻挡部111也可以为其他结构，在此不做唯一限定。例如，阻挡部111可以包括多个沿轴向间隔分布的环状凸齿，套筒110的内壁沿径向向内凸设有多个环状凸齿，每一个环状凸齿呈环状，使得环状凸齿围绕锚杆120设置，多个环状凸齿沿轴向依次间隔分布。此结构下，增阻式让压锚杆100在第一状态变化至至第二状态中，当围岩200变形提前达到收敛值时，锚杆120提供的支护力与围岩200压力相平衡，围岩200变形收敛，而剩余环状凸齿数量和弹性件140的剩余压缩量作为变形储备量，当变形储备量耗尽时，锚头121与挡环130相互作用，提供相应的支护阻力，且锚杆120无法继续变形。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，弹性件140可以为弹簧，弹簧的成本较低，可以降低增阻式让压锚杆100的制造成本。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，锚杆120还包括杆体122，杆体122的第一端连接于锚头121，杆体122的第二端通过第一开口112延伸至套筒110外。锚头121的外径大于阻挡部111的内径，杆体122的外径小于阻挡部111的内径。此结构下，当锚头121在套筒110内滑动时，锚头121可以与阻挡部111相互挤压，且杆体122与阻挡部111之间具有空隙以放置弹性件140。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，托盘150套设于杆体122的第二端，增阻式让压锚杆100还包括紧固件160，紧固件160螺纹旋合于杆体122的第二端，紧固件160抵接于托盘150的远离套筒110的一侧。如图2和图3所示，通过将紧固件160螺纹旋合于杆体122的第二端，紧固件160可以使得托盘150抵接于围岩200的表面。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，挡环130焊接于套筒110的第一端。此结构下，在组装增阻式让压锚杆100时，可以先将锚杆120对应锚头121的一端从套筒110的第一开口112装配至套筒110中，然后将弹性件140从锚杆120的第二端套在锚杆120外，并将弹性件140滑入套筒110内，接着将挡环130套设于锚杆120外，最后再将挡环130焊接在套筒110上，从而完成组装。

在本实用新型的另一些实施例中，挡环130和套筒110一体连接。套筒110的第二端设有第二开口113，第二开口113与套筒110的内部连通，锚杆120通过第二开口113装配于套筒110。此结构下，在组装增阻式让压锚杆100时，可以先将弹性件140从锚杆120的第二端套在锚杆120外，然后使锚杆120的第二端穿过第二开口113套筒110的内部和第一开口112后露出，使得锚头121位于套筒110内，从而完成组装。

如图2和图3所示，本实用新型还提出一种隧道锚杆支护结构，隧道锚杆支护结构包括围岩200、锚固剂300和上述任一实施方式的增阻式让压锚杆100。围岩200设有锚孔210；增阻式让压锚杆100对应套筒110的一端埋设于锚孔210内，锚杆120的第二端位于锚孔210外，托盘150抵接于围岩200的表面；锚固剂300填充于锚孔210内，以使得增阻式让压锚杆100稳定固定在锚孔210内。

在本实用新型实施例的隧道锚杆支护结构中，增阻式让压锚杆100在由第一状态变化至第二状态的过程中，锚杆120可以随围岩200的变形增大而滑动，且锚杆120的支护力可以随围岩200的变形增大而增大，锚杆120不容易出现断裂的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种增阻式让压锚杆，其特征在于，包括：

套筒，所述套筒的第一端设有第一开口，所述第一开口与所述套筒的内部连通，所述套筒的内壁设有阻挡部；

锚杆，所述套筒套设于所述锚杆的第一端，所述锚杆的第二端通过所述第一开口延伸至所述套筒外；所述锚杆的第一端设有锚头，所述锚头沿轴向滑动连接于所述套筒的内部；所述锚头沿所述轴向朝所述第一开口滑动时，所述锚头和所述阻挡部相互挤压；

挡环，所述挡环固定于所述套筒的第一端，所述挡环套设于所述锚杆外，所述锚头和所述挡环沿所述轴向分布；

弹性件，设于所述套筒的内部，所述弹性件套设于所述锚杆外，所述弹性件位于所述锚头和所述挡环之间，所述弹性件的两端分别抵接于所述锚头和所述挡环，所述弹性件对应所述阻挡部设置，且所述弹性件沿径向设于所述阻挡部的内侧；以及

托盘，装配于所述锚杆的第二端；

其中，于第一状态下，所述阻挡部位于所述锚头和所述挡环之间，所述锚头和所述挡环压缩所述弹性件；于第二状态下，所述锚头沿径向位于所述阻挡部的内侧，所述阻挡部和所述锚头相互挤压，所述锚头和所述挡环压缩所述弹性件；所述弹性件在所述第一状态下的压缩量小于所述弹性件在所述第二状态下的压缩量。

2.如权利要求1所述的增阻式让压锚杆，其特征在于，所述阻挡部为螺纹。

3.如权利要求1所述的增阻式让压锚杆，其特征在于，所述阻挡部包括多个沿所述轴向间隔分布的环状凸齿。

4.如权利要求1所述的增阻式让压锚杆，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

5.如权利要求1所述的增阻式让压锚杆，其特征在于，所述锚杆还包括杆体，所述杆体的第一端连接于所述锚头，所述杆体的第二端通过所述第一开口延伸至所述套筒外；

所述锚头的外径大于所述阻挡部的内径，所述杆体的外径小于所述阻挡部的内径。

6.如权利要求5所述的增阻式让压锚杆，其特征在于，所述托盘套设于所述杆体的第二端，所述增阻式让压锚杆还包括：

紧固件，螺纹旋合于所述杆体的第二端，所述紧固件抵接于所述托盘的远离所述套筒的一侧。

7.如权利要求1-6中任一项所述的增阻式让压锚杆，其特征在于，所述挡环焊接于所述套筒的第一端。

8.如权利要求1-6中任一项所述的增阻式让压锚杆，其特征在于，所述挡环和所述套筒一体连接。

9.如权利要求8所述的增阻式让压锚杆，其特征在于，所述套筒的第二端设有第二开口，所述第二开口与所述套筒的内部连通，所述锚杆通过所述第二开口装配于所述套筒。

10.一种隧道锚杆支护结构，其特征在于，包括：

围岩，设有锚孔；

如权利要求1-9中任一项所述的增阻式让压锚杆，所述增阻式让压锚杆对应所述套筒的一端埋设于所述锚孔内，所述托盘抵接于所述围岩的表面；以及

锚固剂，填充于所述锚孔内。