一种台阶式让压锚杆及其安装方法技术

本发明专利技术公开了一种台阶式让压锚杆及其安装方法，台阶式让压锚杆包括中空杆体和在中空杆体头部设置的搅刀，在中空杆体末端设置释能套筒，在释能套筒末端和中空杆体之间设置台阶式释能环，在台阶式释能环尾部设置六角螺母，在释能套筒末端套设有球形螺母和垫板

【技术实现步骤摘要】
一种台阶式让压锚杆及其安装方法


[0001]本专利技术涉及一种台阶式让压锚杆及其安装方法，应用于软岩大变形地质条件
。

技术介绍

[0002]深埋隧道开挖后受软弱围岩
、
高地应力等因素影响，极易发生大变形，影响现场施工作业安全
。
让压锚杆在受载后可通过让压装置，长期提供支护力且适应较大的伸长变形，提高围岩的自承能力，有效解决了围岩大变形的问题，在软岩
、
高地应力等地层中广泛运用
。
但是，现有让压锚杆为保证让压恒阻力达标，让压装置外径尺寸设计过大，导致大于锚杆标准钻孔直径，后续在安装释能套筒时必须进行二次扩孔，使得让压锚杆安装工序复杂，施工效率低下
。
为解决上述问题，需要重新设计让压装置结构，缩小释能套筒外径尺寸，便于释能套筒在无需二次扩孔的情况下顺利安装，简化安装工序
。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出了一种台阶式让压锚杆及其安装方法
。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种台阶式让压锚杆，包括中空杆体和在中空杆体头部设置的搅刀，在中空杆体末端设置释能套筒，在释能套筒末端和中空杆体之间设置台阶式释能环，在台阶式释能环尾部设置六角螺母，在释能套筒末端套设有球形螺母和垫板
。
[0005]进一步地，在台阶式释能环的挤进块上设置有第一台阶和第二台阶
。
[0006]进一步地，在所述释能套筒尾部向内加工有圆台
。
[0007]进一步地，所述释能套筒的直径小于等于标准锚孔直径
。
[0008]进一步地，两根中空杆体通过连接套进行连接
。
[0009]进一步地，在连接套上设置出浆孔
。
[0010]本专利技术还提供了一种台阶式让压锚杆的安装方法，包括如下步骤：
[0011]步骤一
、
在锚杆安装位置进行打孔后清理锚孔；
[0012]步骤二
、
将树脂锚固剂装入清理干净的锚孔中，使用中空杆体将锚固剂推至锚孔底部；
[0013]步骤三
、
用扭矩扳手将中空杆体旋转向前推进，直至推到锚孔底部，在中空杆体头部设置的搅刀对锚固剂进行搅拌；
[0014]步骤四
、
待锚固剂固化后，在外露的中空杆体上装上让压装置并通过扭矩扳手和预紧套筒对锚杆施加预紧力；
[0015]步骤五
、
预紧结束后，卸下扭矩扳手
、
预紧套筒，使用注浆机从中空杆体尾部进行注浆，浆液从连接套的出浆孔流出，填满整个锚孔
。
[0016]进一步地，步骤三中，搅拌时间为
20s
～
30s。
[0017]进一步地，在预紧过程中，当应力达到第一台阶恒阻力时，第一台阶被挤进释能套
筒；当应力持续增大到第一
、
二台阶恒阻力之和时，第二台阶被挤进释能套筒
。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：
[0019]本专利技术通过台阶式释能环分两次分别挤压释能套筒，产生满足要求的叠加恒阻力，大于非台阶释能环一次挤压产生的恒阻力，可有效减小释能套筒直径，避免二次扩孔
。
具体优点如下：
[0020]1)
本专利技术提供的释能套筒直径小于锚孔直径，避免安装时二次扩孔，简化安装工艺；
[0021]2)
本专利技术提供了一种高强度台阶释能环，在保证恒阻力要求的同时缩小了释能套筒的直径，减小产品体积及重量，便于现场安装；
[0022]3)
本专利技术提供了一种一体化释能套筒，节省了堵头配件
。
附图说明
[0023]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0024]图1是本专利技术的整体组成示意图；
[0025]图2是本专利技术的台阶式释能环4的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术释能套筒5的结构示意图；
[0027]图4是原有的预紧过程示意图；
[0028]图5是本专利技术改进的预紧过程示意图；
[0029]图6是本专利技术让压过程示意图；
[0030]图7是本专利技术让压过程恒阻力值曲线；
[0031]图8是本专利技术第一台阶让压示意图；
[0032]图9是本专利技术第二台阶让压示意图；
[0033]图
10
是本专利技术搅拌锚固剂过程的示意图；
[0034]图
11
是本专利技术预紧过程示意图；
[0035]图
12
是本专利技术注浆过程的示意图
。
具体实施方式
[0036]一种台阶式让压锚杆，如图1所示，包括：六角螺母
1、
球形螺母
2、
垫板
3、
台阶式释能环
4、
释能套筒
5、
连接套
6、
中空杆体
7、
搅刀8等，其中：
[0037]所述台阶式释能环4的结构如图2所示，在挤进块上设置第一台阶
41
和第二台阶
42
，通过两步让压恒阻力的叠加达到恒阻力要求，这种方式相较于原有的非台阶式挤进块减小了释能环的直径，从而减小释能套筒的直径，使释能套筒直径小于标准钻孔直径，避免了二次扩孔问题
。
[0038]所述释能套筒5的结构如图3所示，在释能套筒5尾部向内加工有圆台
51
，以防止柔性支护末期释能环脱离套筒，同时节省了堵头配件
。
[0039]如图4所示，原有的非台阶式让压装置在预紧前因释能套筒直径
D
大于标准锚孔直径
d
，导致需要在预紧工序前对锚孔进行二次扩孔，以便让压装置的安装；如图5所示，本专利技术的台阶式让压装置因台阶式释能环4的设计减小了释能套筒的直径，可在锚固剂固化后直接安装让压装置，避免了二次扩孔，简化了安装工艺
。
[0040]当围岩发生大变形时，围岩变形通过让压装置将形变压力传递给锚杆，初始时释能环因为通过后方六角螺母支撑，让压装置与锚杆不发生相对位移；当形变压力达到让压恒阻力时，释能环被挤进释能套筒，发生相对摩擦与挤压，迫使释能套筒发生径向塑性变形，挤压所产生的摩擦力在轴向的分量
(
恒阻力
)
通过让压装置转化为对岩层的支护力，如图6所示
。
[0041]如图7所示，台阶式让压锚杆恒阻力明显存在两个阶段，分别对应第一
、
二台阶让压过程恒阻力值，当应力达到第一台阶恒阻力时，第一台阶被挤进释能套筒，如图8所示，当应力持续增大到第一
、
二台阶恒阻力之和时，第二台阶被挤进释能套筒，如图9所示
。
[0042]本专利技术安装工艺：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种台阶式让压锚杆，其特征在于：包括中空杆体和在中空杆体头部设置的搅刀，在中空杆体末端设置释能套筒，在释能套筒末端和中空杆体之间设置台阶式释能环，在台阶式释能环尾部设置六角螺母，在释能套筒末端套设有球形螺母和垫板
。2.
根据权利要求1所述的一种台阶式让压锚杆，其特征在于：在台阶式释能环的挤进块上设置有第一台阶和第二台阶
。3.
根据权利要求1所述的一种台阶式让压锚杆，其特征在于：在所述释能套筒尾部向内加工有圆台
。4.
根据权利要求1所述的一种台阶式让压锚杆，其特征在于：所述释能套筒的直径小于等于标准锚孔直径
。5.
根据权利要求1所述的一种台阶式让压锚杆，其特征在于：两根中空杆体通过连接套进行连接
。6.
根据权利要求5所述的一种台阶式让压锚杆，其特征在于：在连接套上设置出浆孔
。7.
一种基于权利要求1所述台阶式让压锚杆的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一
、
在锚杆安装位...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令喜，张宗溥，黄荣，李智渊，
申请(专利权)人：四川水发勘测设计研究有限公司，
类型：发明
国别省市：