JP2021504612A - Tension / compression combination type yield energy absorption grout anchor and its working method to be applied to large deformation of surrounding rocks - Google Patents
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Abstract
本発明は、周囲の岩石の大きな変形に適用する引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーとその作業方法を公表する。中空グラウトアンカー、アンカーロック装置、複数の降伏グラウト注入装置、およびエネルギー吸収アンカーヘッドが含まれる。前記中空グラウトアンカーのアンカー体には、保護スリーブが密着して外嵌し、第１グラウト穴が保護スリーブを貫通して掘削穴に連通する。前記複数の降伏グラウト注入装置は、アンカー体に間隔をおいて套設され、表面に第２グラウト穴が設けられる。前記エネルギー吸収アンカーヘッドは、アンカーの端部に固定される。前記アンカーロック装置は、アンカーの自由長部に設けられる。本発明の降伏グラウト装置により、周囲の岩石のリアルタイム支保が実現されるだけでなく、段階的かつ自動的に降伏する作用を果たす。エネルギー吸収アンカーヘッドにより、アンカー体に大きな支保抵抗を提供できる。周囲の岩石の大きな変形と高い応力によるアンカーの失効及びグラウト不十分などの技術問題を一挙に解決する。【選択図】 図1The present invention discloses a tensile / compression combination type yield energy absorption grout anchor and a working method thereof, which are applied to large deformation of surrounding rocks. Includes hollow grout anchors, anchor lock devices, multiple yield grout injection devices, and energy absorbing anchor heads. A protective sleeve is closely fitted to the anchor body of the hollow grout anchor, and the first grout hole penetrates the protective sleeve and communicates with the excavation hole. The plurality of yield grout injection devices are installed at intervals in the anchor body, and a second grout hole is provided on the surface. The energy absorbing anchor head is fixed to the end of the anchor. The anchor lock device is provided on the free length portion of the anchor. The yield grout device of the present invention not only realizes real-time support of surrounding rocks, but also acts to yield stepwise and automatically. The energy absorbing anchor head can provide a large bearing resistance to the anchor body. It solves technical problems such as anchor expiration and insufficient grout due to large deformation of surrounding rocks and high stress. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、地盤工学支保工の分野に属し、特に、地面以下深いところの周囲の岩石の大きな変形に適用する引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーとその作業方法である。 The present invention belongs to the field of ground engineering support, and is a grout anchor of a tension / compression combination type yield energy absorption and a working method thereof, which is particularly applied to a large deformation of surrounding rocks deep below the ground.
グラウトアンカー支保工技術は、アンカーとグラウト技術を組み合わせて、固定された周囲の岩石を全体にすることにより、周囲の岩石の内部のゆるい構造を改善し、周囲の岩石の強度上げる。今は地盤工学で広く使用されている。現在の技術では、アンカーの特性に応じて、張力型グラウトアンカーと圧力型グラウチンググアンカーに分けられている。張力型グラウトアンカーは、アンカーアンカー体とグラウト液の粘着性により支持抵抗を提供し、圧力型グラウチンググアンカーラウトグラウト液と周囲の岩石の摩擦により必要な支持抵抗を提供する。ただし、張力型グラウトアンカーであろうと圧力型グラウトアンカーであろうと、端に大きな応力集中が発生し、ひどい場合にはアンカー脱落の現象が発生し、グラウトアンカーが破損になる。 Grout anchor support technology combines anchor and grout technology to improve the loose structure inside the surrounding rock and increase the strength of the surrounding rock by making the fixed surrounding rock as a whole. It is now widely used in ground engineering. In the current technology, it is divided into a tension type grout anchor and a pressure type grouting anchor according to the characteristics of the anchor. Tension-type grout anchors provide support resistance due to the adhesion between the anchor anchor body and the grout liquid, and provide the required support resistance due to friction between the pressure-type grouting grouting grout liquid and the surrounding rock. However, regardless of whether it is a tension type grout anchor or a pressure type grout anchor, a large stress concentration occurs at the end, and in a severe case, a phenomenon of anchor dropout occurs and the grout anchor is damaged.
現在、石炭採掘は徐々に深部に移行している。浅部とは異なり、深部採掘では、高い地盤応力と強い採掘の動的応力が相互作用し、周囲の岩石の変形と損傷を深刻にし、補修支保は非常に困難である。アンカーアンカー体は剛性構造であるため、伸びが悪く、提供される変形量が小さいため、深部にある周囲の岩石の大きな変形の場合（たとえば岩石の変形量≧120ｍｍの時）、アンカーアンカー体の変形が耐えられる範囲を超えると、アンカー体が破裂する。そして、アンカー効果を失い、炭鉱での安全な生産を深刻に脅かす。 Currently, coal mining is gradually moving deeper. Unlike shallow mining, in deep mining, high ground stress and strong dynamic stress of mining interact, which seriously deforms and damages the surrounding rocks, making repair and maintenance very difficult. Anchor Since the anchor body has a rigid structure, it does not stretch well and the amount of deformation provided is small, so in the case of large deformation of the surrounding rock in the deep part (for example, when the amount of deformation of the rock ≥ 120 mm), the anchor anchor body If the deformation exceeds the range that can be tolerated, the anchor body will burst. And it loses its anchor effect and seriously threatens safe production in coal mines.
上記の問題を解決するために、現在の技術では、引張−圧縮結合型の高強度変形アンカーロッドおよびその作業方法を有する。この設計は、ベアリングプレートを使用してグラウトアンカーのアンカーセクションを張力アンカーセクションと圧力アンカーセクションに分割し、アンカーアンカー体における力の分散を効果的に改善する。ただし、周囲の岩石応力が大きく、変形が大きい場合、アンカーアンカー体は伸びにくく、内部破壊しやすく、支保性能を発揮できない。また、アンカーロッドの端面面積が小さく、アンカー端と固定剤の充分な接着を保証できないため、アンカーの端を効果的に固定できない。 In order to solve the above problems, the current technology has a tension-compression coupling type high-strength deformation anchor rod and a working method thereof. This design uses bearing plates to divide the anchor section of the grout anchor into a tension anchor section and a pressure anchor section, effectively improving force distribution in the anchor anchor body. However, when the surrounding rock stress is large and the deformation is large, the anchor anchor body is difficult to stretch, is easily broken internally, and cannot exhibit its supporting performance. Further, since the end face area of the anchor rod is small and sufficient adhesion between the anchor end and the fixing agent cannot be guaranteed, the end of the anchor cannot be effectively fixed.
現在の技術では、大きな変形した岩盤を補強する定圧力クッションアンカーを有する。この設計は、定抵抗エネルギー吸収装置を介してアンカーに高い初期抵抗と定抵抗を提供し、「エネルギー吸収」の役割を果たす。ただし、定抵抗エネルギー吸収装置に応力が集中する傾向がある。直径拡張可能な円筒が完全に拡張した後、コーンは穴の外側に移動しなくなるので、エネルギー吸収効果が制限され、アンカーはまだ破損するリスクがある。 Current technology has constant pressure cushion anchors to reinforce large deformed rock masses. This design provides the anchor with high initial resistance and constant resistance via a constant resistance energy absorber and acts as an "energy absorption". However, stress tends to concentrate on the constant resistance energy absorber. After the diameter-expandable cylinder is fully expanded, the cone will not move out of the hole, limiting the energy absorption effect and still risking the anchor to break.
現在の技術では、鉱山用格納式エネルギー吸収耐衝撃粘性減衰アンカーおよびその支保方法を有する。この設計では、液圧プレスの原理を使用して、アンカーの急速なエネルギー散逸を実現している。しかし、この装置は、ボアホール付近の岩石の変形エネルギーの吸収しか達成できず、アンカー構造の全体的な保護は達成できない。さらに、この装置では、緩衝液圧シリンダで応力集中が発生する傾向があり、その結果、アンカー全体に分布する力が不均一になり、自体が破損し、アンカー効果が失われる。 Current technology has retractable energy absorption impact resistant viscous damping anchors for mines and methods of supporting them. This design uses the principle of hydraulic pressing to achieve rapid energy dissipation of the anchor. However, this device can only absorb the deformation energy of the rock near the borehole, not the overall protection of the anchor structure. Further, in this device, stress concentration tends to occur in the buffer pressure cylinder, resulting in non-uniform force distributed throughout the anchor, which itself breaks and loses the anchor effect.
現在の技術では、深部破裂部細い道支保用の複数の降伏グラウトアンカーを有する。この設計は細い道の周囲の岩石の破裂現象に対して、波形の定抵抗を利用し、複数ポイントの定抵抗降伏を実現する。ただし、当装置の定抵抗降伏バーと降伏グラウチング接続処の設計及び構造が複雑になる。さらに、アンカーの力が特定の値に達したときにのみ定抵抗降伏バーにあるグラウト穴が現れる。グラウト液の流動性はある程度低下し、グラウチング効果は保証されない。 Current technology has multiple yield grout anchors for deep rupture narrow road support. This design utilizes the constant resistance of the waveform to realize the constant resistance yield of multiple points against the rupture phenomenon of the rock around the narrow road. However, the design and structure of the constant resistance yield bar and the yield grouting connection of this device become complicated. In addition, the grout hole in the constant resistance yield bar appears only when the anchor force reaches a certain value. The fluidity of the grout liquid is reduced to some extent, and the grouting effect is not guaranteed.
上記の問題を考慮して、本発明は周囲の岩石の大きな変形に適用する引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーとその作業方法を設計した。 In consideration of the above problems, the present invention has designed a tension / compression combination type yield energy absorption grout anchor and its working method to be applied to large deformation of surrounding rocks.
従来技術の欠陥を考慮して、本発明は、周囲の岩石の高い応力と変形によって引き起こされるアンカーロッドの破損及びグラウチング不充分の問題を解決するための引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーとその作業方法を提供する
本発明は、以下の技術的解決策によって実現される。
In view of the shortcomings of the prior art, the present invention is a tensile / compressive combination type yield energy absorption grout to solve the problems of anchor rod breakage and insufficient grouting caused by high stress and deformation of surrounding rocks. The present invention, which provides an anchor and its working method, is realized by the following technical solution.
周囲の岩石の大きな変形に適用する引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーの一つタイプである。このアンカーの特徴は、中空グラウトアンカー、アンカーロック装置、複数の降伏グラウト注入装置、およびエネルギー吸収アンカーヘッドからなり、 It is one of the grout anchors of the yield energy absorption of the tension / compression combination type that is applied to the large deformation of the surrounding rocks. This anchor features a hollow grout anchor, an anchor lock device, multiple yield grout injection devices, and an energy absorbing anchor head.
前記中空グラウトアンカーは、グラウト止めグラウト止めプラグ、アンカー体、保護スリーブからなり、前記保護スリーブがアンカー体に密着して外嵌し、保護スリーブを設ける役割は、掘削穴に流れ込んだグラウト液がアンカー体と接触することを防止することで、グラウト液とアンカー体との間の摩擦力を根本的に解消することであり、アンカー体にはいくつかの第１グラウト穴が設けられ、第１グラウト穴が保護スリーブを貫通して掘削穴に連通し、 The hollow grout anchor is composed of a grout stopper grout stopper plug, an anchor body, and a protective sleeve. The protective sleeve is closely fitted to the anchor body, and the role of providing the protective sleeve is that the grout liquid flowing into the drilling hole anchors. By preventing contact with the body, the frictional force between the grout liquid and the anchor body is fundamentally eliminated. The anchor body is provided with several first grout holes, and the first grout is provided. The hole penetrates the protective sleeve and communicates with the drilling hole
前記複数の降伏グラウト注入装置は、アンカーのアンカー体と相対摺動できるように、アンカーのアンカー体に間隔をおいて套設され、降伏グラウト注入装置の表面に第２グラウト穴が設けられ、 The plurality of yield grout injection devices are installed at intervals in the anchor body of the anchor so that they can slide relative to the anchor body of the anchor, and a second grout hole is provided on the surface of the yield grout injection device.
前記エネルギー吸収アンカーヘッドは、外径が降伏グラウト注入装置の外径以下であるように、アンカーの端部に固定され、アンカーのアンカー体にサポート抵抗力を提供するために用いられ、
前記アンカーロック装置は、アンカーの自由長部に設けられ、プレートと締め付けナットとを含む。
The energy absorbing anchor head is fixed to the end of the anchor so that the outer diameter is less than or equal to the outer diameter of the yield grout injection device and is used to provide support resistance to the anchor body of the anchor.
The anchor lock device is provided on the free length portion of the anchor and includes a plate and a tightening nut.
次に、前記降伏グラウト注入装置は、筒状ハウジング、筒状ハウジング内に設けられるピストンリングからなり、前記筒状ハウジングが保護スリーブに密着して外嵌し、保護スリーブが筒状ハウジングに対して摺動でき、ピストンリングの外径が筒状ハウジングの内径に一致しかつ筒状ハウジングの内側壁に沿って穴口端へ移動するように、前記ピストンリングがアンカーのアンカー体に溶接固定され、それにより、筒状ハウジングの側壁と保護スリーブとの間にグラウト空間を形成し、第２グラウト穴が筒状ハウジングの表面に設けられる Next, the yield grout injection device includes a tubular housing and a piston ring provided in the tubular housing, the tubular housing is closely fitted to the protective sleeve, and the protective sleeve is fitted to the tubular housing. The piston ring is welded and secured to the anchor body of the anchor so that it is slidable, the outer diameter of the piston ring matches the inner diameter of the tubular housing and moves to the end of the hole along the inner wall of the tubular housing. A ground space is formed between the side wall of the tubular housing and the protective sleeve, and a second ground hole is provided on the surface of the tubular housing.
次に、前記エネルギー吸収アンカーヘッドは、１つの円筒、押さえロッド、複数本の高強度バネからなり、前記円筒は、トップが密閉され、底端に中心穴が設けられ、円筒の外径が筒状ハウジングの外径以下であり、前記押さえロッドは、スリーブ内に設けられ、構造が頂部に円盤つきのロッド体であり、ロッド体の底部が中心穴を貫通した後にアンカーの端部に固定され、前記複数本の高強度バネは、押さえロッドの周りに設けられ、高強度バネの上下両端がそれぞれ押さえロッドの頂部円盤の下部と円筒の底端に固定される。
次に、前記エネルギー吸収アンカーヘッドの円筒外壁がざらざら状に設けられることを特徴とする。ネジ形状が優先に選択される。
Next, the energy absorbing anchor head is composed of one cylinder, a holding rod, and a plurality of high-strength springs. The top of the cylinder is sealed, a center hole is provided at the bottom end, and the outer diameter of the cylinder is a cylinder. The holding rod is not more than the outer diameter of the cylindrical housing, and the holding rod is a rod body having a structure with a disk at the top, and is fixed to the end of the anchor after the bottom of the rod body penetrates the center hole. The plurality of high-strength springs are provided around the pressing rod, and the upper and lower ends of the high-strength spring are fixed to the lower portion of the top disk of the pressing rod and the bottom end of the cylinder, respectively.
Next, the cylindrical outer wall of the energy absorbing anchor head is provided in a rough shape. The screw shape is preferentially selected.
次に、第２グラウト穴には、圧力膜が設けられることを特徴とする。圧力膜の機能は、筒状ハウジングのグラウト液圧力が特定のレベルに達したときに、第２グラウト穴からボアホールに注入できるようにすることである。
次に、前記保護スリーブは、ＰＰＲスリーブであることを特徴とする。
次に、前記エネルギー吸収アンカーヘッドの円筒と降伏グラウト注入装置の円筒状ハウジングは、耐食性の金属材質であることを特徴とする。
次に、前記押さえロッドは、ねじ接続され又は溶接される方式、又はアンカー体と一体になる方式でアンカー体の端部に固定されることを特徴とする。
周囲の岩石の大きな変形に適用する引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーの作業方法は以下のように：
ステップ1：掘削穴の掘り
Next, a pressure film is provided in the second grout hole. The function of the pressure film is to allow injection into the borehole through the second grout hole when the grout fluid pressure in the tubular housing reaches a certain level.
Next, the protective sleeve is a PPR sleeve.
Next, the cylinder of the energy absorbing anchor head and the cylindrical housing of the yield grout injection device are made of a corrosion-resistant metal material.
Next, the holding rod is fixed to the end of the anchor body by a method of screw connection or welding, or a method of being integrated with the anchor body.
The working method of the tensile / compression combination type yield energy absorption grout anchor to be applied to large deformation of surrounding rocks is as follows:
Step 1: Digging a drilling hole
支保したい変形岩盤に穴（掘削穴）を開ける。掘削穴の直径は、引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーを掘削穴に送ってから、応力降伏グラウト装置が掘削穴内壁にしっかり絞められる。
ステップ2：アンカーの取り付け
Make a hole (excavation hole) in the deformed rock you want to support. For the diameter of the drilling hole, a tension / compression combination type yield energy absorption grout anchor is sent to the drilling hole, and then the stress yielding grout device is tightly throttled to the inner wall of the drilling hole.
Step 2: Install the anchor
アンカー取り付け装置で引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーを、アンカー剤薬包とともに穴底に送り、アンカー剤薬包がエネルギー吸収アンカーヘッドにより押されて割れて、穴底のアンカー剤が凝固した後、アンカーの後部にグラウト止めプラグを付け、その後、プレートを取り付けて締め付けナットを締め付け、次にアンカーのアンカー体の後部にグラウト遮断グラウト止めプラグを差し込み、このとき、締め付けナットがプレートに対して固定作用を果たすだけではなく、さらにグラウトアンカーに所定の予圧荷重を印加する。
ステップ3：掘削穴にグラウトの注入
A grout anchor of tension / compression combination type yield energy absorption is sent to the hole bottom together with the anchor agent drug package by the anchor mounting device, and the anchor agent drug package is pushed by the energy absorption anchor head and cracked, and the anchor agent at the hole bottom is released. After solidification, attach a grout stopper plug to the rear of the anchor, then attach the plate and tighten the tightening nut, then insert the grout blocking grout stopper plug to the rear of the anchor body of the anchor, at which time the tightening nut is attached to the plate On the other hand, it not only performs a fixing action, but also applies a predetermined preload to the grout anchor.
Step 3: Inject grout into the drilling hole
周辺岩盤の大変形を監視したとき、グラウト施工を行い、まずグラウト遮断グラウト止めプラグを取り外し、次にグラウト装置を中空グラウトアンカーのアンカー体に接続してグラウト施工を行い、グラウト階段では、注入されたグラウト液の一部が中空グラウトアンカーにおける第１グラウト穴を介して降伏グラウト注入装置の内部に入り、一部が直接第１グラウト穴を介して掘削穴に入って周辺岩盤の割れ目に充填し、サポート階段では、周辺岩盤の変形が大きく、中空グラウトアンカーが引かれるためピストンリングを穴口端に移動させ、降伏グラウト注入装置の内部の注入されたグラウト液を押すことで、注入されたグラウト液の圧力が高くなり、それにより、周辺岩盤の変形エネルギーから注入されたグラウト液の圧力エネルギーへの変換を実現し、降伏グラウト注入装置内のグラウト液の圧力が所定の大きさに達すると、高圧になった、注入されたグラウト液が圧力膜を開いて第２グラウト穴から噴出して周辺岩盤の割れ目に入り、周辺岩盤に対するリアルタイムな補強・グラウトサポートを果たすだけではなく、さらに段階的かつ自動的に降伏する作用を果たし、なお、周辺岩盤の変形量が大きいとき、中空グラウトアンカーが引かれるためエネルギー吸収アンカーヘッドの内部の押さえロッドを穴口端に移動させ、高強度バネを押すことで、アンカーのアンカー体が高い動作抵抗力を維持した状態で引かれるため伸び、それにより、周辺岩盤の変形エネルギーをバネの弾性ポテンシャルエネルギーに変換し、エネルギー吸収の目的を実現し、グラウトの完了後に、グラウト遮断グラウト止めプラグを改めて締め付け、グラウト液の漏れを防止する。
次は引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーのメカニズムに通じて本発明のメリットを説明する。
When monitoring the large deformation of the surrounding rock, grout construction is performed, first the grout blocking grout stopper plug is removed, then the grout device is connected to the anchor body of the hollow grout anchor to perform grout construction, and it is injected at the grout stairs. A part of the grout liquid enters the inside of the yield grout injection device through the first grout hole in the hollow grout anchor, and a part directly enters the excavation hole through the first grout hole to fill the crack in the surrounding bedrock. In the support stairs, the surrounding bedrock is greatly deformed and the hollow grout anchor is pulled, so the piston ring is moved to the end of the hole and the injected grout liquid inside the yield grout injection device is pushed to push the injected grout liquid. The pressure of the grout liquid is increased, thereby converting the deformation energy of the surrounding rock mass into the pressure energy of the injected grout liquid, and when the pressure of the grout liquid in the yield grout injection device reaches a predetermined magnitude, the high pressure is obtained. The injected grout liquid opens the pressure film and spouts from the second grout hole to enter the cracks in the surrounding rock, not only providing real-time reinforcement and grout support for the surrounding rock, but also stepwise and automatic. When the amount of deformation of the surrounding rock is large, the hollow grout anchor is pulled, so the holding rod inside the energy absorbing anchor head is moved to the end of the hole and the high-strength spring is pushed. The anchor body of the anchor stretches because it is pulled while maintaining high motion resistance, thereby converting the deformation energy of the surrounding rock into the elastic potential energy of the spring, achieving the purpose of energy absorption, and after the completion of grout, Retighten the grout blocking grout stopper plug to prevent leakage of grout liquid.
Next, the merits of the present invention will be described through the mechanism of the grout anchor of the yield energy absorption of the tension / compression combination type.
周囲の岩石が変形する時、グラウトアンカーにおける張力がアンカー体を介して穴の外側に伝達される。張力が降伏グラウト装置に伝達されると、降伏グラウト装置は、アンカーが受ける集中力をそれぞれ張力と圧力に変換できるので、アンカーはいくつかの張力部分と圧力部分に分割される。張力部分では、グラウトアンカーによって提供されるアンカー固定力は、エネルギー吸収アンカーヘッドと降伏グラウト装置によって提供される引っ張り力共に負担される。圧力部分では、PPRスリーブの障壁により、中空グラウトアンカー体とグラウト液が直接に接触できないため、グラウトアンカーによって提供されるアンカー固定力は、グラウト液と岩石の摩擦力及びグラウト液に降伏グラウト装置によって加えられる圧力共に負担される。グラウトアンカーにおける応力状態が効果的に改善され、応力分散が段階的に実現され、アンカー性能が著しく上がった。
さらに、本発明は以下のメリットを持っている。
When the surrounding rock deforms, the tension at the grout anchor is transmitted to the outside of the hole through the anchor body. When the tension is transmitted to the yield grout device, the yield grout device can convert the concentration force received by the anchor into tension and pressure, respectively, so that the anchor is divided into several tension and pressure portions. In the tension portion, the anchor fixing force provided by the grout anchor is borne by both the energy absorbing anchor head and the tensile force provided by the yield grout device. In the pressure portion, the barrier of the PPR sleeve prevents direct contact between the hollow grout anchor body and the grout liquid, so the anchor fixing force provided by the grout anchor is the frictional force between the grout liquid and the rock and the yielding grout device to the grout liquid. Both pressures are borne. The stress state in the grout anchor was effectively improved, stress distribution was realized in stages, and the anchor performance was significantly improved.
Further, the present invention has the following merits.
1、本発明の降伏グラウト装置は掘削穴の異なる深さ位置に分布されるので、グラウトアンカーはいくつかの張力部分と圧力部分に分割され、応力集中が効果的に解消され、アンカー効果が大幅に改善される。 1. Since the yield grout device of the present invention is distributed at different depths of the excavation hole, the grout anchor is divided into several tension parts and pressure parts, stress concentration is effectively eliminated, and the anchor effect is large. Will be improved.
2、本発明の降伏グラウト装置により、周囲の岩石変形によるエネルギーはグラウト液圧力によるエネルギーへの転換することができる。圧力膜から高圧のグラウト液が周囲の岩石の割れ目に順次に注ぎ込まれ、周囲の岩石のリアルタイム支保が実現されるだけでなく、段階的かつ自動的に降伏する作用を果たす。 2. With the yield grout device of the present invention, the energy due to the deformation of surrounding rocks can be converted into the energy due to the grout liquid pressure. High-pressure grout liquid is sequentially poured from the pressure film into the cracks of the surrounding rocks, which not only realizes real-time support of the surrounding rocks, but also acts to yield gradually and automatically.
3、本発明のエネルギー吸収アンカーヘッドの表面はネジ状であり、アンカー固定剤と完全に組み合わせることができるのでアンカー体に大きな支保抵抗を提供できる。工事中に周囲の岩石の変形が大きい場合、エネルギー吸収アンカーヘッド内の高強度バネの圧縮により周囲の岩石の変形エネルギーはバネの弾性ポテンシャルエネルギーに変換され、それによって「エネルギー吸収」の役割を果たす。 3. The surface of the energy absorbing anchor head of the present invention is screw-shaped and can be completely combined with the anchor fixing agent, so that a large bearing resistance can be provided to the anchor body. If the surrounding rock is heavily deformed during construction, the compression of the high-strength spring in the energy absorption anchor head converts the deformation energy of the surrounding rock into the elastic potential energy of the spring, thereby acting as an "energy absorption". ..
4、本発明では、便利な操作、高い実現可能性、各構成要素の安定性など様々なメリットを持っている。グラウトアンカーのアンカー効果が大幅に改善され、周囲の岩石の安定性も効果的に改善される。 4. The present invention has various merits such as convenient operation, high feasibility, and stability of each component. The anchor effect of the grout anchor is greatly improved, and the stability of the surrounding rock is also effectively improved.
本発明の実際施工例または従来技術中の技術的解決策をより明確に説明するために、実際施工例または従来技術の説明で使用される図面を以下に簡単に説明する。もちろん、これは本発明の特定の実際形態であり、当業者にとっては創造的な労働なし以下の図面によって他の図面を入手することができる。
次に、添付の図面を参照して本発明の優秀な事例が詳細に説明され、本発明の利点および特徴は、当業者によってより容易に理解されうる。したがって、本発明の保護範囲は、より明確に定義される。 Excellent examples of the present invention will then be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the advantages and features of the present invention will be more easily understood by those skilled in the art. Therefore, the scope of protection of the present invention is more clearly defined.
図１−８により、本発明の周囲の岩石の大きな変形に適用する引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーは中空グラウトアンカー６、アンカーロック装置、複数の降伏グラウト装置5、およびエネルギー吸収アンカーヘッド7を備わっている。
According to FIGS. 1-8, the tension / compression combination type yield energy absorption grout anchors applied to the large deformation of the surrounding rocks of the present invention are the
前記中空グラウトアンカー６には、グラウト止めプラグ４、アンカー体６１、保護スリーブ６４が含まれる。保護スリーブ６４はアンカー体６１にしっかりとスリーブされ、保護スリーブ６４は、掘削穴に流入するグラウト液８とアンカー体６１の接触を防ぎ、グラウト液８とアンカー体６１の間の摩擦を根本的に排除する。前記中空のアンカー体６１の中心部にある穴はグラウト液の流通通路６２とする。アンカー体６１に複数の第１グラウト穴６３が設けられ、第１グラウト穴６３は保護スリーブ６４を貫通し、掘削穴と連通する。掘削穴を密閉し、漏れを防ぐために、前記グラウト止めプラグ４（図８が示され、中心部に穴がある円錐台構造である）がアンカー体の端に付けられる。
The
複数の降伏グラウト装置５は、中空グラウトアンカー６のアンカー体６１に等間隔に配置され、第２グラウト穴５３は、降伏グラウト装置５の表面に配置される。降伏グラウト装置５とアンカー体６１の間の相対的なスライドができることは必要である。
The plurality of
エネルギー吸収アンカーヘッド７は、中空グラウトアンカー６の端部に固定され、アンカー６アンカー体６１に大きな支保抵抗を提供する。それに、エネルギー吸収アンカーヘッド７の外径は、必ず降伏グラウト装置５の外径以下である。
The energy absorbing
アンカーロック装置は、中空グラウトアンカー６の自由端に配置される。プレート３と締め付けナット２が含まれる。図７により、プレート３は、貫通孔９を有する外側凸状円盤状構造であり、プレート３は、貫通孔９を介してアンカーアンカー体６１に接続されてから締め付けナット２およびスレッド６５によってロックされる。したがって、アンカー全体に所定の予圧荷重を印加し、プレート３の外側凸状円盤状構造は降伏の役割を果たす。
The anchor lock device is arranged at the free end of the
具体的には、降伏グラウト装置５の構造は、図４に示す通りである。その構造は「筒状ハウジング５１とこの内に配置されたピストンリング５２」である。筒状ハウジング５１は、保護スリーブ６４にしっかりとスリーブを付けられ、ピストンリング５２の外径は筒状ハウジング５１の内径に適合させて筒状ハウジング５１の内壁に沿ってスライドでき、それにより筒状ハウジング５１の側壁との保護スリーブ６４の間にグラウトスペースを形成する。圧力膜５４が付いている第２グラウト穴５３は筒状ハウジング５１の表面に配置され、筒状ハウジング５１のグラウト液圧力が特定のレベルに達したときに、第２グラウト穴５３から掘削穴に注入できるようにすることである。
Specifically, the structure of the
具体的には、提示したエネルギー吸収アンカーヘッド７（図５と６により）の構造は「円筒７５、押さえロッド７１、および複数の高強度バネ７２」である。円筒７５の上端は閉じており、下端には中央の穴があり、外径は筒状ハウジング５１の外径以下である。押さえロッド７１は円筒７５内に配置され、上部は円盤とアンカー体の組合であり、押さえロッドの底部は７１円筒７５の中央の穴から貫き、アンカー６の端部に溶接される。複数の高強度バネ７２が押さえロッド７１の周囲を囲んでおり、その上端および下端は、それぞれ、円盤７４の下部および円筒７５の底に固定されている。図５により、前記エネルギー吸収アンカーヘッド７の円筒７５の外壁は粗いであるが分かる（図５のネジ形状７３は優先選択である）。当実施例では、押さえロッド７１の底部は、中空グラウトアンカーロッド６のアンカー体６１の端部に溶接されているが、溶接が唯一の固定方法であることを意味するものではない。本発明の押さえロッド７１はネジ接続式によって中空グラウトアンカー６端部に固定される。実は、押さえロッド７１とアンカー体６１を一つ整体として製造することができる。そうすれば、アンカーアンカー体６１の端部は、円筒７５の内に延びており、円盤７４の下部に固定される。
Specifically, the structure of the presented energy absorbing anchor head 7 (according to FIGS. 5 and 6) is a "
具体的には、前記保護スリーブ６４はＰＰＲスリーブである。エネルギー吸収アンカーヘッド７の円筒７５、降伏グラウト装置５の筒状ハウジング５１、プレート３、および締め付けナット２は、すべて耐食性の金属材料で作られている。
Specifically, the
以下は、周囲の岩石の大きな変形が発生する時期に本発明の引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーの作業方法を説明する。具体的には以下のステップを含む。
ステップ1：掘削穴の掘り
The following describes the working method of the grout anchor of the tensile / compression combination type yield energy absorption of the present invention at the time when a large deformation of the surrounding rock occurs. Specifically, it includes the following steps.
Step 1: Digging a drilling hole
支保したい変形岩盤に穴（掘削穴）を開ける。掘削穴の直径は、引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーを掘削穴に送ってから、応力降伏グラウト装置が掘削穴内壁にしっかり絞められる。
ステップ2：アンカーの取り付け
Make a hole (excavation hole) in the deformed rock you want to support. For the diameter of the drilling hole, a tension / compression combination type yield energy absorption grout anchor is sent to the drilling hole, and then the stress yielding grout device is tightly throttled to the inner wall of the drilling hole.
Step 2: Install the anchor
アンカー取り付け装置でエネルギー吸収アンカーヘッド7が付けている中空グラウトアンカー6を、アンカー剤薬包とともに穴底に送り、アンカー剤薬包がエネルギー吸収アンカーヘッド7により押されて割れて、穴底のアンカー剤が凝固した後、中空グラウトアンカー6の後部にグラウト止めプラグ4を付け、その後、プレート3を取り付けて締め付けナット2を締め付け、次に中空グラウトアンカー6のアンカー体61の後部にグラウト遮断グラウト止めプラグ1を差し込み、このとき、締め付けナット2がプレート3に対して固定作用を果たすだけではなく、さらにグラウトアンカー6に所定の予圧荷重を印加する。
ステップ3：掘削穴にグラウトの注入
The
Step 3: Inject grout into the drilling hole
周辺岩盤の大変形を監視したとき、グラウト施工を行い、まずグラウト遮断グラウト止めプラグ1を取り外し、次にグラウト装置を中空グラウトアンカー6のアンカー体61に接続してグラウト施工を行い、グラウト階段では、注入されたグラウト液8の一部が中空グラウトアンカー6における第１グラウト穴63を介して降伏グラウト注入装置5の内部に入り、一部が直接第１グラウト穴63を介して掘削穴に入って周辺岩盤の割れ目に充填し、サポート階段では、周辺岩盤の変形が大きく、中空グラウトアンカー6が引かれるためピストンリング52を穴口端に移動させ、降伏グラウト注入装置5の内部の注入されたグラウト液8を押すことで、注入されたグラウト液8の圧力が高くなり、それにより、周辺岩盤の変形エネルギーから注入されたグラウト液の圧力エネルギーへの変換を実現し、降伏グラウト注入装置5内のグラウト液8の圧力が所定の大きさに達すると、高圧になった、注入されたグラウト液8が圧力膜を開いて第２グラウト穴53から噴出して周辺岩盤の割れ目に入り、周辺岩盤に対するリアルタイムな補強・グラウトサポートを果たすだけではなく、さらに段階的かつ自動的に降伏する作用を果たし、なお、周辺岩盤の変形量が大きいとき、中空グラウトアンカー6が引かれるためエネルギー吸収アンカーヘッド7の内部の押さえロッド71を穴口端に移動させ、高強度バネ72を押すことで、中空グラウトアンカー6のアンカー61体が高い動作抵抗力を維持した状態で引かれるため伸び、それにより、周辺岩盤の変形エネルギーを高強度バネ72の弾性ポテンシャルエネルギーに変換し、エネルギー吸収の目的を実現し、グラウトの完了後に、グラウト遮断グラウト止めプラグ1を改めて締め付け、グラウト液8の漏れを防止する。
When monitoring the large deformation of the surrounding rock, grout construction is performed, first the grout blocking
本発明では、降伏グラウト注入装置5の引張・圧縮組み合わせメカニズムは、 周囲の岩石が変形する時、中空グラウトアンカー6における張力がアンカー体61を介して穴の外側に伝達される。張力が降伏グラウト装置5に伝達されると、降伏グラウト装置5は、中空グラウトアンカー6はいくつかの張力部分10と圧力部分11に分割される。張力部分10では、中空グラウトアンカー6によって提供されるアンカー固定力は、エネルギー吸収アンカーヘッド7と降伏グラウト装置5によって提供される引っ張り力共に負担される。圧力部分11では、PPRスリーブ64の障壁により、中空グラウトアンカー6のアンカー体61とグラウト液8が直接に接触できないため、グラウトアンカー6によって提供されるアンカー固定力は、グラウト液8と岩石の摩擦力及びグラウト液8に降伏グラウト装置5によって加えられる圧力共に負担される。グラウトアンカーにおける応力状態が効果的に改善され、応力分散が段階的に実現され、アンカー性能が著しく上がった。
In the present invention, the tension / compression combination mechanism of the yield
上記は本発明の特定の実施例であるけど、本発明の保護範囲はそれだけに限定されず、創造的な作業及び設計を考えず任意の変更または置換も本発明の範囲に含まれる。したがって、本発明の保護範囲は、添付の権利要求書の範囲によって定義される基準によって決定されるべきである。 Although the above is a specific embodiment of the present invention, the scope of protection of the present invention is not limited thereto, and any modification or substitution without considering creative work and design is also included in the scope of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention should be determined by the criteria defined by the scope of the accompanying claim.
１ グラウト遮断グラウト止めプラグ
２ 締め付けナット
３ プレート
４ グラウト止めプラグ
５ 降伏グラウト装置
５１ 筒状ハウジング
５２ ピストンリング
５３ 第２グラウト穴
５４ 圧力膜
６ 中空グラウトアンカー
６１ アンカー体
６２グラウト液の流通通路
６３ 第１グラウト穴
６４ 保護スリーブ
６５ スレッド
７ エネルギー吸収アンカーヘッド
７１ 押さえロッド
７２ 高強度バネ
７３ ネジ形状
７４ 円盤
７５ 円筒
８ グラウト液
９ グラウト液の流通通路（貫通孔）
１０ 張力部分
１１ 圧力部分
1 Grout blocking
10
Claims (10)
前記中空グラウトアンカーは、グラウト止めプラグ、アンカー体、保護スリーブからなり、前記保護スリーブがアンカー体に密着して外嵌し、保護スリーブを設ける役割は、掘削穴に流れ込んだグラウト液がアンカー体と接触することを防止することで、グラウト液とアンカー体との間の摩擦力を根本的に解消することであり、アンカー体にはいくつかの第１グラウト穴が設けられ、第１グラウト穴が保護スリーブを貫通して掘削穴に連通し、
前記複数の降伏グラウト注入装置は、アンカーのアンカー体と相対摺動できるように、アンカーのアンカー体に間隔をおいて套設され、降伏グラウト注入装置の表面に第２グラウト穴が設けられ、
前記エネルギー吸収アンカーヘッドは、外径が降伏グラウト注入装置の外径以下であるように、アンカーの端部に固定され、アンカーのアンカー体にサポート抵抗力を提供するために用いられ、
前記アンカーロック装置は、アンカーの自由長部に設けられ、プレートと締め付けナットとを含む、ことを特徴とする周辺岩盤が大きく変形した場合用の引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカー。 Consists of hollow grout anchor, anchor lock device, multiple yield grout injection devices, energy absorption anchor head,
The hollow grout anchor is composed of a grout stopper plug, an anchor body, and a protective sleeve. The protective sleeve fits tightly to the anchor body, and the role of providing the protective sleeve is that the grout liquid flowing into the drilling hole serves as the anchor body. By preventing contact, the frictional force between the grout liquid and the anchor body is fundamentally eliminated, and the anchor body is provided with some first grout holes, and the first grout holes are provided. Penetrate the protective sleeve and communicate with the drilling hole
The plurality of yield grout injection devices are installed at intervals in the anchor body of the anchor so that they can slide relative to the anchor body of the anchor, and a second grout hole is provided on the surface of the yield grout injection device.
The energy absorbing anchor head is fixed to the end of the anchor so that the outer diameter is less than or equal to the outer diameter of the yield grout injection device and is used to provide support resistance to the anchor body of the anchor.
The anchor lock device is a grout anchor of a tension / compression combination type for absorbing yield energy, which is provided at a free length portion of the anchor and includes a plate and a tightening nut, for when the surrounding rock mass is significantly deformed.
アンカー取り付け装置で引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーを、アンカー剤薬包とともに穴底に送り、アンカー剤薬包がエネルギー吸収アンカーヘッドにより押されて割れて、穴底のアンカー剤が凝固した後、アンカーの後部にグラウト止めプラグを付け、その後、プレートを取り付けて締め付けナットを締め付け、次にアンカーのアンカー体の後部にグラウト遮断プラグを差し込み、このとき、締め付けナットがプレートに対して固定作用を果たすだけではなく、さらにグラウトアンカーに所定の予圧荷重を印加するという、アンカーを取り付ける第２ステップと、
周辺岩盤の大変形を監視したとき、グラウト施工を行い、まずグラウト遮断プラグを取り外し、次にグラウト装置を中空グラウトアンカーのアンカー体に接続してグラウト施工を行い、グラウト階段では、注入されたグラウト液の一部が中空グラウトアンカーにおける第１グラウト穴を介して降伏グラウト注入装置の内部に入り、一部が直接第１グラウト穴を介して掘削穴に入って周辺岩盤の割れ目に充填し、サポート階段では、周辺岩盤の変形が大きく、中空グラウトアンカーが引かれるためピストンリングを穴口端に移動させ、降伏グラウト注入装置の内部の注入されたグラウト液を押すことで、注入されたグラウト液の圧力が高くなり、それにより、周辺岩盤の変形エネルギーから注入されたグラウト液の圧力エネルギーへの変換を実現し、降伏グラウト注入装置内のグラウト液の圧力が所定の大きさに達すると、高圧になった、注入されたグラウト液が圧力膜を開いて第２グラウト穴から噴出して周辺岩盤の割れ目に入り、周辺岩盤に対するリアルタイムな補強・グラウトサポートを果たすだけではなく、さらに段階的かつ自動的に降伏する作用を果たし、なお、周辺岩盤の変形量が大きいとき、中空グラウトアンカーが引かれるためエネルギー吸収アンカーヘッドの内部の押さえロッドを穴口端に移動させ、高強度バネを押すことで、アンカーのアンカー体が高い動作抵抗力を維持した状態で引かれるため伸び、それにより、周辺岩盤の変形エネルギーをバネの弾性ポテンシャルエネルギーに変換し、エネルギー吸収の目的を実現し、グラウトの完了後に、グラウト遮断プラグを改めて締め付け、グラウト液の漏れを防止するという、掘削穴にグラウトを注入する第３ステップとを含む、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の引張・圧縮組み合わせタイプの降伏エネルギー吸収のグラウトアンカーが周辺岩盤で大きく変形した場合に使うときの動作方法。
After the tensile / compression combination type yield energy absorption grout anchor is sent to the drilling hole, the yield grout injection device is firmly pushed by the drilling hole wall, and the rock body is greatly deformed in the surrounding rock to be supported. The first step of drilling a hole, that is, drilling a hole,
A grout anchor of tension / compression combination type yield energy absorption is sent to the hole bottom together with the anchor agent drug package by the anchor mounting device, and the anchor agent drug package is pushed by the energy absorption anchor head and cracked, and the anchor agent at the hole bottom is released. After solidification, attach a grout stopper plug to the rear of the anchor, then attach the plate and tighten the tightening nut, then insert the grout blocking plug into the rear of the anchor body of the anchor, at which time the tightening nut is against the plate. The second step of attaching the anchor, which not only performs a fixing action but also applies a predetermined preload to the grout anchor,
When monitoring the large deformation of the surrounding rock, grout construction is performed, first the grout blocking plug is removed, then the grout device is connected to the anchor body of the hollow grout anchor to perform grout construction, and in the grout stairs, the injected grout Part of the liquid enters the interior of the yield grout injection device through the first grout hole in the hollow grout anchor, and part directly enters the excavation hole through the first grout hole to fill and support the cracks in the surrounding bedrock. In the stairs, the surrounding bedrock is greatly deformed and the hollow grout anchor is pulled, so the piston ring is moved to the end of the hole and the injected grout liquid inside the yield grout injection device is pushed to push the pressure of the injected grout liquid. Increases, thereby achieving conversion of the deformed energy of the surrounding rock mass into the pressure energy of the injected grout liquid, and when the pressure of the grout liquid in the yield grout injection device reaches a predetermined magnitude, it becomes high pressure. In addition, the injected grout liquid opens the pressure film and spouts from the second grout hole to enter the cracks in the surrounding rock, and not only provides real-time reinforcement and grout support for the surrounding rock, but also gradually and automatically. It acts to yield, and when the amount of deformation of the surrounding rock is large, the hollow grout anchor is pulled, so the holding rod inside the energy absorbing anchor head is moved to the end of the hole and the high-strength spring is pushed to push the anchor. The anchor body stretches because it is pulled while maintaining high operating resistance, thereby converting the deformation energy of the surrounding rock into the elastic potential energy of the spring, achieving the purpose of energy absorption, and blocking the grout after the completion of grout. The tension / compression combination according to any one of claims 1 to 9, further comprising a third step of injecting grout into the drilling hole, which is to re-tighten the plug to prevent leakage of grout liquid. How to operate when using a type of yield energy absorption grout anchor when it is significantly deformed in the surrounding bedrock.
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