[发明专利]一种自钻式让压中空锚杆及锚固方法在审

专利信息
申请号: 202011545347.6 申请日: 2020-12-24
公开(公告)号: CN112610256A 公开(公告)日: 2021-04-06
发明(设计)人: 李奎;陶伟明;喻渝;胡炜;谭信荣;龙旭;高泊松;赵万强;郑长青;王志强;吴航;徐骏;谭永杰;黎旭;唐思聪 申请(专利权)人: 中铁二院工程集团有限责任公司;成都现代万通锚固技术有限公司
主分类号: E21D20/02 分类号: E21D20/02;E21D20/00;E21D21/00
代理公司: 成都惠迪专利事务所(普通合伙) 51215 代理人: 王建国
地址: 610031*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 钻式让压 中空 锚固 方法
【说明书】:

一种自钻式让压中空锚杆及锚固方法,以在围岩大变形条件下仍然具有很好的支护作用以保证隧道的稳定。中空锚杆杆体的后部设置恒阻让压机构,该恒阻让压机构包括外套筒、让压筒和让压螺母。让压筒套装在外套筒内,其远端和近端具有与外套筒环形内壁滑动配合的导向段,远端和近端导向段之间为经向内缩形成的变形段。外套筒的远端为径向内缩形成的限位环,中空锚杆杆体的后部穿过限位环和让压筒内腔,让压螺母与中空锚杆杆体螺纹连接且作用于近端导向段与变形段过渡段的内壁上,远端导向段的端面作用在限位环上。垫板套装在外套筒上,螺母与外套筒后部的外螺纹段螺纹连接,螺母前端面作用在垫板板面上。

技术领域

发明涉及隧道及地下工程大变形围岩段围岩支护技术领域,特别是一种自钻式让压中空锚杆及锚固方法。

背景技术

川藏铁路、成兰铁路等西部山区铁路修建遇见了大量的高地应力隧道,围岩常常表现出大变形的特点,具体表现为软岩大变形、岩爆大变形、冲击大变形。当隧道大变形围岩段锚杆钻孔施工易塌孔时,隧道围岩锚杆支护只能选用自钻式中空锚杆,但是现有的锚杆延伸率低,不能适应隧道围岩大变形的特点。当围岩出现较大变形时,由于变形初期能量较大,隧道围岩的变形能超出锚杆所能承受的范围,将导致锚杆等支护设备失效,进而造成隧道塌方等事故。

让压锚杆的让压原理或让压机构有多种多样,有的让压机构位于锚杆前端(即锚孔底部),有的让压机构位于锚杆中部,有的让压机构位于锚头处(即垫板与螺母之间)。在公开的让压锚杆方案中,绝大部分让压机构属于概念设计,不具有可实施性;有的让压机构方案可实施,此类让压锚杆主要适用于矿山巷道围岩支护,并不适用于隧道大变形围岩支护。自钻式中空锚杆的工作特性决定了让压机构不能安装在锚杆前端和中部。隧道大变形围岩支护施工遵循“加固围岩,改善变形、先柔后刚、先放后抗、变形留够、底部加强”的原则,初期支护要及时封闭成环,喷射混凝土一旦将锚头处的让压机构封闭,让压锚杆也发挥不了让压功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自钻式让压中空锚杆,以在围岩大变形条件下仍然具有很好的支护作用以保证隧道的稳定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下:

本发明的一种自钻式让压中空锚杆,包括中空锚杆杆体和设置在其后端的垫板、螺母,在中空锚杆杆体的前端固定安装自钻式钻头,其特征是:所述中空锚杆杆体的后部设置恒阻让压机构,该恒阻让压机构包括外套筒、让压筒和让压螺母;所述让压筒套装在外套筒内,其远端和近端具有与外套筒环形内壁滑动配合的导向段,远端和近端导向段之间为经向内缩形成的变形段;所述外套筒的远端为径向内缩形成的限位环,中空锚杆杆体的后部穿过限位环和让压筒内腔,让压螺母与中空锚杆杆体螺纹连接且作用于近端导向段与变形段过渡段的内壁上,远端导向段的端面作用在限位环上;所述垫板套装在外套筒上,螺母与外套筒后部的外螺纹段螺纹连接,螺母前端面作用在垫板板面上。

本发明所要解决的另一技术问题是提供采用一种自钻式让压中空锚杆的锚固方法,该方法包括如下步骤:

S01、在隧道壁上确定系统锚杆点位;

S02、组装中空锚杆杆体,安装自钻式钻头、注浆器和接杆钎尾;

S03、注浆器接通稀浆液,开孔钻进锚孔,采用连接器接长中空锚杆杆体续钻;

S04、钻至锚孔设计深度停钻,注浆器接通浓浆液注浆;

S05、锚孔孔口返浆停注,分离注浆器与中空锚杆杆体;

S06、在中空锚杆杆体后部套入恒阻让压机构,将其外套筒的远端推送入锚孔内,旋拧让压螺母使其前部与让压筒近端导向段、变形段过渡段内壁接触;

S07、在外套筒的外端部安装垫板和螺母,并安装保护筒。

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