CN85201938U

CN85201938U - 变径管楔锚杆

Info

Publication number: CN85201938U
Application number: CN85201938U
Authority: CN
Inventors: 罗邦兆; 颜恩泽; 谢开维
Original assignee: Changsha Institute of Mining Research Co Ltd
Current assignee: Changsha Institute of Mining Research Co Ltd
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1986-03-19

Abstract

变径管楔锚杆。与采矿、地下工程及土建加固有关。本实用新型提出一种用于地下和地面工程加固的锚杆，其特点是锚固功能多，锚固力高，对岩层适应性广，安全可靠，安装方便。锚杆由经过三段变径的变径管、上下楔、挡环和碟形垫板组成。本锚杆一般用作临时支护，但灌浆、封口或复喷以混凝土之后也可作永久支护。

本锚杆解决了楔管式锚杆要求熟练工人安装和“掉楔”、“卡钎”及楔头胀开量欠佳等问题。本锚杆综合和发展了传统的点锚锚杆、当代的缝管式锚杆及楔管式锚杆的优点，又避免了上述锚杆的某些缺点。

Description

与采矿、地下工程和土建加固工程有关。

传统的点锚锚杆（诸如楔缝式、胀壳式、倒楔式锚杆及树脂点锚锚杆），靠顶部的点锚锚固和尾部的垫板对围岩的压紧而起支护作用。因此，这种锚杆对围岩的加固只有两个作用点；如果其中任一点遭到破坏，例如垫板处岩石稍松脱或掉落，则整根锚杆完全失效。因此这类锚杆的抗爆破、抗震和抗围岩移动的能力很差。而且，这类锚杆安装比较麻烦，特别是手工拧螺母费工费时不安全，造价也比较高，对岩孔孔深孔径和搬运存放的要求较严。

水泥砂浆锚杆虽属全长锚固，而且价廉，但其施工甚为复杂，劳动条件差，不能及时受载。

美国J.J.Scott博士七十年代发明了缝管式锚杆（Split－Sets）。这种锚杆是一根沿纵向全长都开了缝的非变径管，用高强度钢（δb≥42kg／mm²）制成。这种锚杆安装简便，对岩石表层的加固能力强，抗震、抗爆破能力也强。但这种锚杆的锚固力仅3～6吨，而且由于它无坚固的顶锚，故其许用锚固力及锚固深度利用率分别仅达40％和60％，锚杆的锚固指数（Anchorage Index，每吨拔拉力所相应的位移量）竟达2.5毫米／吨，几乎为常用锚杆的最低水平，故它的支护可靠性差。此外，由于它对岩孔孔径的要求严格，锚杆的废次品率常常高达10～15％；由于它无变径段，故它的安装受空间的限制，也无任何预拉力效果。（参看： ①E。霍克编著的《Underground Excavations in Rock》，1980年；②“煤炭科学技术”1984，NO：6。）

中国长沙矿山研究院研制的楔管式锚杆，综合和发展了上述锚杆的优点，又避免了上述锚杆的某些缺点，是一种综合性能良好的锚杆。然而，楔管式锚杆要求熟练工人安装，常有“掉楔子”和“卡钎”现象发生，这就影响了锚杆的安装合格率及其经济效果。此外，其楔子结构的胀开量尚嫌不足，楔子的长度也可减小。

本实用新型是为了改进楔管锚杆的现有缺点，又保持楔管式锚杆的优点。

新提出的变径管楔锚杆（图1），由变径管（1）、上楔（2）、下楔（3）、档环（4）和碟形垫板（5）所组成，一般用普碳钢或工程塑料制作。其主体是变径管（1），由不同直径、不同结构的三段组成。其中的第一段也称“缝管段”，沿纵向开了缝并作了扩径加工。第二段（中段）则保持小圆管状态，以便能自由地将其放入岩石钻孔中，以适应小空间安装使用，也使锚杆在安装顶锚时兼有2～3吨予拉力。第三段也称“楔头段”，其外径被扩大至稍大于中段（以形成一个台阶用以挡住下楔，确保在安装锚杆过程中下楔不掉落）但小于缝管段外径3毫米以上（以便能将其自由地放入岩孔中），而且沿其纵向开有两条直缝（6），供安装时楔头胀开。楔头段可用扩径法加工（图1），也可焊以外套管而代之（图2）。试验证明，焊接外套时，只要在外圆周台阶密焊一圈并再补加四个加强焊点（两对对径点，外套管先对径地钻孔，后焊），则其焊牢程度相当于锚杆下部的挡环（4）双边地焊牢在管（1）之外壁上。图1中的上楔（2）带有柱面的半边被焊牢在楔头管段之半边内壁上；上、下楔的尾部倒角后，楔子长度可减短，重量更轻，要求的岩孔更浅。上、下楔的楔角以5～12°为宜；装配时，上、下楔的倒角面紧靠在一起。

本变径管楔锚杆的一般规格为：长度1.2～5米（其中缝管段长0.7～1.5米，楔头段0.1～0.2米，中段长度可根据安装空间而适当选取）；管壁厚度2～4毫米；变径管缝管段外径34～50毫米，中段外径24～40毫米，楔头段外径31～47毫米。上、下楔的直径大于变径管中段内径但略小于楔头段内径，因此，在安装锚杆过程中，上、下楔决不会掉落，也不会卡钎。

本变径管楔锚杆可用普通凿岩机及其钢钎安装，无需专用设备；但要求岩孔孔径小于缝管段外径1～3毫米，孔深深于锚杆长度5厘米以上。首先安装缝管段，再取一根稍长于锚杆长度的钢钎放入管中

套在凿岩机上，开足马力冲击下楔，直至冲不进为止，最后取出钢钎即成。

本变径管楔锚杆安装方便（1～2分钟／根），安装劳动强度低。决无“掉楔子”或“卡钎”现象，安装后能立即承载，安装合格率97～99％，能抗震抗爆，报废率几乎为零，安装质量也极易检查；其锚固功能之多乃当今锚杆之首，初锚力也高达8～12吨（几乎达到管体抗断力）；它对岩层的适应性广（单轴抗压强度300kg／cm²以上的岩层都适用）；它可用普碳钢制作（甚至可用废次钢管制作），材源广，价格低，它对存放和搬运无特殊要求，在任何情况下都无环境污染。因此，使用变径管楔锚杆可将锚杆支护的可靠性提高到一个新的水平。这种锚杆一般用作临时支护，但灌浆、封口或复喷以混凝土之后，也可作永久支护。

实施本实用新型的最好方式：

之一，

利用3／4″水煤气管（外径26.75，壁厚2.75毫米）加工而成的缝管段外径36～38毫米的变径管楔锚杆，其楔头段无论是采用扩径法加工或用1″管（外径33.5，内径27，壁厚3.25毫米）套焊而成，并且采用12°的楔子楔角时，锚杆的锚固力都可达7～8吨。这种规格的锚杆需量很大，因为它对2～3米跨度的巷道特别适用，无论是锚固力、耗钢量或价格都相宜，因而有重大的经济价值。

之二，

利用1″水煤气管（外径33.5，壁厚3.25毫米）加工而成的缝管段外径43毫米的变径管楔锚杆，其楔头段无论是采用扩径法加工或用φ40×3.0毫米的钢管套焊而成，并且采用5°的楔角时，锚杆的锚固力都可达10～12吨。这种规格的锚杆对于采矿场、硐室及隧道等大跨度地下工程很适用。

Claims

1、变径管楔锚杆，本实用新型的特征是由三段变径管和倒了角的上下楔等五个零件组成的变径管楔锚杆。

2、权利（1）所述的变径管楔锚杆，其特征是楔头段的外径稍大于中段，但小于缝管段3毫米以上。楔头段可用扩径法加工，也可焊以外套管而代之。其内设有上、下楔，而且上、下楔的直径大于变径管中段内径，但略小于楔头段内径；上楔带有柱面的半边被焊牢在楔头管段之半边内壁上。

3、权利（1）所述的变径管楔锚杆，其特征是一般用钢材制成，也可用工程塑料制作。

4、权利（1）所述的变径管楔锚杆，其特征是一般规格为：长1.2～5米，其中缝管段长0.7～1.5米，楔头段0.1～0.2米，中段长度可根据安装空间适当选取；管壁厚度2～4毫米；变径管缝管段外径34～50毫米，中段外径24～40毫米，楔头段外径31～47毫米。