[实用新型]一种具有热交换特性的锚杆

说明书

本实用新型公开了一种具有热交换特性的锚杆，涉及隧道病害整治施工领域，包括空心密闭的杆体，所述杆体包括蒸发段、隔热段和冷凝段，所述蒸发段内装有易蒸发的液态介质，所述冷凝段外设置有散热片。该锚杆既能起到加固围岩的作用，又能在寒季防止浅层围岩冻结，避免围岩冻胀力产生，阻挡浅层围岩可能产生的潜在的冻胀力，消除隧道围岩季节冻胀危害。

技术领域

本实用新型涉及隧道病害整治施工领域，具体为一种具有热交换特性的锚杆。

背景技术

目前，不论是新建隧道，还是在隧道病害整治工程中，锚杆作为一种主要技术手段被大量使用。锚杆的主要作用是加固围岩，提高围岩承载力和稳定性，锚杆是新奥法修建隧道的重要部分。

近年来，在我国高纬度、高海拔等季节冻土区修建的隧道越来越多，出现了许多由于围岩季节冻胀导致的衬砌开裂的案例，以东北某铁路为例，全线6 座隧道，其中有4座隧道在隧道贯通初期就出现了不同程度的边墙冻胀裂缝，主要表现为在隧道洞口几百米范围内，水沟盖板上2～3m高处边墙出现贯通的纵向水平裂缝，裂缝宽度在0.5～5mm，有的甚至出现错台。从最近几年的这种案例出现的频次来看，围岩季节冻胀导致的衬砌边墙开裂病害现象似乎有增加趋势，严重影响隧道结构和列车运营安全。

针对围岩季节冻胀病害，采取增设保温板的做法是最有效的措施，但对于铁路隧道而言，一般的保温材料并不能满足铁路运行要求的A级防火要求，故在铺设保温板后，仍要喷涂防火砂浆，导致施工工艺复杂。且对于绝大多数隧道而言，其内轮廓并没有富余的可供增设保温板的空间，增设保温板的措施在这类隧道中并不可实施。对于这类隧道，当确认其具有围岩季节冻胀隐患后，通常的处置方式是拆除衬砌，扩挖断面，再增设保温层，重新施作衬砌。该处理方式工程造价高，施工难度大，施工时间长，对隧道的通行影响巨大。

基于此，本申请提供一种具有热交换特性的锚杆，能有效消除围岩季节冻胀危害，且不占用隧道内即有空间，施工简单。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有热交换特性的锚杆，既能起到加固围岩的作用，又能在寒季防止浅层围岩冻结，避免围岩冻胀力产生，阻挡浅层围岩可能产生的潜在的冻胀力，消除隧道围岩季节冻胀危害。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种具有热交换特性的锚杆，包括空心密闭的杆体，所述杆体包括蒸发段、隔热段和冷凝段，所述蒸发段内装有易蒸发的液态介质，所述冷凝段外设置有散热片。

进一步的，所述易蒸发的液态介质选用液氮、液态二氧化碳、液态丙烷和液态氟利昂中的一种。

进一步的，所述隔热段外设置有隔热层。

进一步的，还包括螺杆、螺母和垫片，所述螺杆固定设置于所述杆体靠近冷凝段的一端，所述垫片套设于螺杆上，所述螺母与螺杆通过螺纹连接。

本实用新型的有益效果是：

该锚杆在季节冻土隧道中使用，使用时锚杆的蒸发段设置于深层围岩内，锚杆的冷凝段设置于浅层围岩内，可在冷季时，在深层围岩的温度下使得蒸发段内液态介质吸热蒸发，蒸发的气体通过锚杆中空通道上升至冷凝段放热冷凝，在该吸热和放热的过程中，实现深层围岩和浅层围岩的热交换，通过加热表面围岩，可防止季节冻胀出现，进而防止冻胀力产生，减少衬砌由于冻害出现的破损。同时，该锚杆一年四季均兼具普通锚杆的作用，即加固围岩，提高围岩承载力和稳定性，给隧道提供安全保障。

附图说明

图1为本实用新型一种具有热交换特性的锚杆的结构剖视示意图；

图2为本实用新型一种具有热交换特性的锚杆使用状态示意图；