[实用新型]钢管混凝土支架让压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用在钢管混凝土构件连接部位的钢管混凝土支架让压装置，适用于深部高应力大变形巷道、硐室以及隧道等地下工程支护。

背景技术

目前，我国煤炭开采主产区已经由东部转往西部，开采深度已由浅部转入深部。在新疆、宁夏、内蒙等西部地区，煤系沉积岩多为泥化弱胶结强膨胀软岩；埋置深度达到1000米以上的岩层为高应力软岩。布置于这两类软岩地层中的巷道和硐室存在开挖后变形量大、变形速度快、变形不收敛、支护难度大、支护成本高等缺点，需要不断地返修维护。现有的深部高应力和大变形巷道支护方式中，钢管混凝土支架是一种有效的刚性支护结构。但是，钢管混凝土支架刚性大的特点不能够适应深部高应力大变形巷道和硐室的上述缺点，当巷道的变形长时间得不到释放，钢管混凝土支架所承受的围岩压力过大时，支架极易发生脆性破坏，造成财产损失、人员伤亡。此外，深部高应力巷道的变形长时间得不到释放时，容易发生岩爆等地质灾害。因此，需要提供一种让压装置，使钢管混凝土支架在一定程度上具备让压变形的功能，以适应高应力大变形巷道的缺点，实现让抗结合支护，使围岩与支护结构共同承载，确保巷道或硐室实现长期稳定。为了实现支架的让压作用，中国专利局目前已经公布了几种钢管混凝土支架可缩性接头。

专利号为ZL2011204363970的实用新型公开了一种钢管混凝土支架可缩性接头，该接头安装操作过程复杂，其让压变形过程是脆性错坏的过程，具有不可预测性。此外，该接头在使用过程中，相邻的两段钢管混凝土构件容易发生剪切错动，进而造成钢管混凝土支架整体失稳，有一定的安全隐患。

专利号为ZL2013200704602的实用新型公开了一种伸缩式钢管混凝土支架，该伸缩性多孔金属接头能够为支架提供一定的让压空间，但会出现小孔应力集中，接头处相邻的两段钢管混凝土构件容易发生剪切错动，造成支架突然性整体失稳。

申请号为ZL2013104663540的发明公布了一种钢管混凝土支架让压构件，该构件能够实现较好的让压变形，而且也能保证混凝土的连续灌注。但是，该构件让压变形的过程具有不可控制的特点，且连接套管容易随之而损坏，相邻的钢管混凝土构件因此会发生剪切错动，进而造成支架整体失稳。

申请号为ZL2013104698145的发明公布了一种钢管混凝土支架持续渐进让压可缩装置及其使用方法，该装置能够很好地实现支架的渐进让压可缩功能，但是相邻的钢管混凝土构件同样容易发生剪切错动，进而支架整体失稳。

按照新奥法和耦合支护作用原理，当支架初期承受荷载过大时，支架必须具有让压变形的功能；上述可缩性接头虽然具有让压作用，但是让压变形的过程是不可控制或不可预测的，而且钢管混凝土构件连接处均有可能发生剪切错动，进而造成支架整体失稳。

实用新型内容

针对现有技术中钢管混凝土支架可缩性接头存在的上述不足，本实用新型提供了一种可注浆控制形变防错动的钢管混凝土支架让压装置，其变形可控、能够预防钢管混凝土构件剪切错动，可用于矿山深部高应力大变形巷道和硐室、隧道工程的钢管混凝土支架。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

钢管混凝土支架让压装置，包括钢管混凝土构件、沙漏形让压构件和连接套管，沙漏形让压构件位于相邻的两个钢管混凝土构件之间，连接套管位于沙漏形让压构件外侧并将沙漏形让压构件和钢管混凝土构件连接在一起；钢管混凝土构件的内部灌注混凝土；沙漏形让压构件的内部空心；所述沙漏形让压构件的上、下端面处分别设置若干个锚固钢筋，锚固钢筋连接在沙漏形让压构件上并伸入钢管混凝土构件的内部；沙漏形让压构件的侧面设有一号注浆孔；沙漏形让压构件的内部设有一对相对位移传感器，其中一个相对位移传感器安装于沙漏形让压构件的上端面内侧中心处，另一个相对位移传感器安装于沙漏形让压构件的下端面内侧中心处；连接套管上设有二号注浆孔和排气孔，二号注浆孔与排气孔位于连接套管的相对侧；相对位移传感器的数据传输线依次穿过一号注浆孔引和排气孔后连接到数据采集装置上，数据采集装置获取沙漏形让压构件的变形数据。

进一步，上述沙漏形让压构件的上、下端面上分别设有与相应端面处锚固钢筋数量相同的螺纹孔，锚固钢筋上设有外螺纹，锚固钢筋与沙漏形让压构件螺纹连接。

进一步，上述沙漏形让压构件的上、下端面各设有三个相同的螺纹孔；位于同一端面上的三个螺纹孔分布于一个正三角形的三个顶点上，正三角形的中心与相应端面的中心重合。

进一步，上述沙漏形让压构件的上、下端面均为圆形状，每相邻两个螺纹孔之间的距离为相应端面直径的一半。