[發(fā)明專利]一種施加錨桿預(yù)緊力的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310173331.0
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103244159A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許興亮;張農(nóng);田素川;孫康;孫成才;周斌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種施加錨桿預(yù)緊力的方法及裝置，尤其適用于巖土、井巷、隧道工程的普遍使用的錨桿支護技術(shù)。

背景技術(shù)

在地下工程及邊坡工程等領(lǐng)域中，錨桿支護是應(yīng)用最廣的加固技術(shù)。由于巷道周圍不同深度巖體自身特性及所處應(yīng)力環(huán)境不同容易產(chǎn)生不協(xié)調(diào)變形，所以錨桿在使用時需要用螺母對錨桿進行預(yù)緊防止因圍巖變形致使螺母松動而導(dǎo)致支護失效。錨桿預(yù)應(yīng)力對巷道支護效果的影響，主要有以下3點：①安裝錨桿時給于巖體足夠的正壓力，阻止圍巖的開裂滑移和弱化。②利用預(yù)應(yīng)力對巖體松動的約束和削弱，延緩與遏制圍巖強度的降低，控制圍巖破裂的過程，發(fā)揮圍巖自身承載能力。③增加巖體圍壓，有效改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，改善被錨固巖體的力學性能，增大被錨固巖體的強度。

目前還沒有專用施加錨桿預(yù)緊力的機具，一般依靠扭矩扳手或錨桿鉆機施加的扭矩而返算施加的預(yù)緊力。其基本原理是通過螺母與錨桿滾絲段螺紋的角度實現(xiàn)圓周力到軸力的轉(zhuǎn)換，但當錨桿滾絲段加工粗糙或螺母與托盤摩擦力較大時，對螺母施加的扭矩不能有效轉(zhuǎn)化為錨桿的軸向拉力，導(dǎo)致錨桿安裝的預(yù)緊力大打折扣，無法達到設(shè)定的預(yù)緊力；若用錨桿鉆機施加預(yù)緊力，由于鉆機是依靠壓風或液壓驅(qū)動產(chǎn)生的脈沖式扭矩進行張緊，沖擊力對錨桿產(chǎn)生的損害更大。同時錨桿設(shè)定的預(yù)緊力也不能過大，當施加的預(yù)緊力超過設(shè)計參數(shù)時，不僅會造成浪費還會損傷錨桿。因此，在錨桿支護的施工過程中急需一種精確施加預(yù)緊力的方法。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)方案：本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、使用效果好的施加錨桿預(yù)緊力的方法及裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明的施加錨桿預(yù)緊力的方法，包括以下步驟：

第一步，鉆孔：用鉆機施工出錨桿鉆孔，清理孔內(nèi)殘余的水與礦渣，依次往鉆孔內(nèi)塞入錨固劑和錨桿，并在錨桿外露段套上托盤，用手將螺母旋進錨桿滾絲段與托盤接觸；

第二步，安裝錨桿：將風動鑿巖機與螺母連接，旋轉(zhuǎn)螺母并帶動錨桿轉(zhuǎn)動以攪拌錨固劑，等待錨固劑凝固后，卸下風動鑿巖機；

第三步，安裝錨桿預(yù)緊力裝置：將錨桿預(yù)緊力裝置的外殼頂靠在托盤上，在錨桿前端再旋進一個著力螺母，將錨桿預(yù)緊力裝置的滑桿拉爪扣住著力螺母，并向前旋緊固定環(huán)將拉爪鎖緊固定；

第四步，施加預(yù)緊力：開啟液壓驅(qū)動裝置，環(huán)形油缸受油液壓力帶動滑桿向外伸出，通過拉爪對錨桿施加張拉預(yù)緊力，觀察壓力表，當壓力表的壓力達到設(shè)定值后，停止液壓驅(qū)動裝置，然后用扳手旋緊螺母與托盤接觸；

第五步，減小環(huán)形油缸的壓力至零，向后松動固定環(huán)，解除對拉爪約束，并取下錨桿預(yù)緊力裝置，最后卸下錨桿外端的著力螺母。

實現(xiàn)上述方法的施加錨桿預(yù)緊力裝置，包括液壓驅(qū)動裝置，還包括外殼、滑桿、支撐體、環(huán)形油缸，所述外殼的前端設(shè)有3個支腿，外殼的后端依次設(shè)置支撐體和與支撐體相嵌合的環(huán)形油缸，外殼設(shè)有尾部穿過支撐體和環(huán)形油缸的滑桿，滑桿的前端設(shè)有拉爪和固定拉爪的固定環(huán)，支撐體的外壁上設(shè)有連通環(huán)形油缸的通道，通道口經(jīng)管路連接液壓驅(qū)動裝置，液壓驅(qū)動裝置的出口管路上設(shè)有壓力表，油液通過支撐體內(nèi)的管路進入環(huán)形油缸腔體內(nèi)。

有益效果：本發(fā)明可對一般錨桿支護施加精確預(yù)緊力，改變了錨桿預(yù)緊力由傳統(tǒng)的扭矩圓周力向軸力的轉(zhuǎn)換過程的施加，減少了對錨桿材質(zhì)的要求，避免了對錨桿的損傷，提高了施工效率。使用液壓油缸通過滑塊直接施加預(yù)緊力，可實現(xiàn)預(yù)緊力的精確施加，不僅能使錨桿預(yù)緊施工輕易的達到設(shè)計要求，而且還不會造成因人為施工造成的預(yù)緊力過大的浪費。液壓油缸結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，適合在井下狹小空間使用。本發(fā)明的原理簡單，施工過程容易操作，使用的機具結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便、易于維修，且可以重復(fù)使用，成本較低，具有很強的實用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的預(yù)緊力加載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2是圖1的A-A截面剖面圖。

圖中：1-錨固劑，2-錨桿，3-托盤，4-螺母，5-著力螺母6-拉爪，7-固定環(huán)，8-滑桿，9-外殼，10-支撐體，11-環(huán)形油缸，12-液壓驅(qū)動裝置，13-壓力表。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述：