[發明專利]一種預應力擴散型大孔徑高強混錨錨索及施工方法

有效

• 申請號: 201811000017.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109184766B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 王其洲;葉海旺;謝守義;雷濤;李寧
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 齊晨涵

本發明提出了一種預應力擴散型大孔徑高強混錨錨索及施工方法，包括錨索體、托盤、鎖緊裝置，所述托盤上設置有注漿孔和排氣孔，所述錨索體包括為內錨段和自由段，所述內錨段位于錨索體另一端，由樹脂錨固劑錨固；所述自由段位于錨索體中部，由水泥砂漿錨固；所述自由段上設置有筒狀的鋼塑網，所述鋼塑網與錨索體之間設置有限位套。通過對索體周圍鋪設一層鋼塑網，能很好地對索體進行保護，提高了錨索的適應能力，增強了錨索的耐用性，對維護巷道圍巖的穩定具有重要意義。

技術領域

本發明涉及采礦工程領域，具體地指一種預應力擴散型大孔徑高強混錨錨索及施工方法。

技術背景

地下礦山向深部延伸過程中，高應力軟巖巷道支護問題越來越突出。尤其是巷道圍巖裂隙急劇發育、地應力成倍增加。因此，具有極高承載能力的錨索支護成為控制軟巖巷道圍巖變形的重要技術措施。當前，地下軟巖巷道中使用的錨索多為直徑不大于20mm的小孔徑錨索，且采用樹脂錨固劑錨固，存在以下問題：

1)現有樹脂錨固劑為快凝型錨固劑，不飽和聚酯樹脂、固化劑和促進劑的反應固化時間在30秒以內，極易出現在錨索安裝過程中錨固劑便已凝固粘結的現象，導致大部分錨索索體留在孔外，造成支護材料浪費和支護隱蔽工程質量較差；

2)由于1)中錨固劑固化時間過短，當錨索在孔內推進攪拌過程完成且尚未在錨索外露端部施加預應力時，孔內錨索體已經被錨固劑粘結凝固。此后，在錨索外露端部施加預應力，由于錨固劑的固化限制作用，造成預應力沿索體軸向擴散范圍較小；

3)當采用水泥砂漿作為錨索與孔壁圍巖的粘結介質時，雖然能夠克服問題1)和2)，但是，由于軟巖巷道圍巖節理裂隙極為發育，在高應力作用下圍巖產生強烈剪脹變形，導致錨索與孔壁圍巖之間的環狀錨固介質受到極高的拉剪應力作用。同時，由于水泥砂漿材料的抗拉和抗剪性能較差，環狀錨固介質極易出現拉剪失效特征，喪失水泥砂漿對孔壁巖體和錨索的粘結作用，導致錨索支護失效。

發明內容

本發明就是針對現有技術的不足，提供了一種經濟、方便、更能適用軟巖巷道支護的預應力擴散型大孔徑高強混錨錨索及施工方法。

為了實現上述目的，本發明所設計的預應力擴散型大孔徑高強混錨錨索，包括錨索體、托盤、鎖緊裝置，所述托盤上設置有注漿孔和排氣孔，其特征在于：所述錨索體包括為內錨段和自由段，所述內錨段位于錨索體另一端，由樹脂錨固劑錨固；所述自由段位于錨索體中部，由水泥砂漿錨固；所述自由段上設置有筒狀的鋼塑網，所述鋼塑網與錨索體之間設置有限位套。

進一步地，所述限位套設置有多個，沿錨索體軸向均勻布置。更進一步地，所述限位套之間的間隔為500mm。由于索體較長，且索體為柔性，每隔500mm設置限位套一方面能夠達到固定效果。

更進一步地，所述限位套包括環狀連接體，所述環狀連接體外設置有向四周呈發散狀的限位支撐肋。

進一步地，所述錨索體由內向外依次為鋼芯線、內層鋼絞線和外層鋼絞線，所述內層鋼絞線由九股直徑為3.2mm的鋼絞線反向旋鈕密貼鋼芯線構成，所述外層鋼絞線由九股直徑5.3mm的鋼絞線反向旋扭緊密貼內層鋼絞線構成。本發明中加入鋼芯線和多股鋼絞線能夠增強索體強度，對拉剪應力的作用承受力更強，支護效果更好。

進一步地，所述限位套設置有多個，其中兩個位于鋼塑網兩端。限位套的作用是固定，對鋼塑網兩端設置限位套能很好地固定鋼塑網在水泥砂漿錨固段的位置，防止滑脫。

進一步地，所述注漿孔和排氣孔對稱布置在托盤上，所述注漿孔和排氣孔的孔徑為10mm。

進一步地，所述鋼塑網由高強度碳素鋼絲和聚乙烯樹脂復合而成。是一種鋼塑復合加筋帶。以塑料材料作為保護層，使其具有了抗老化、抗氧化的能力，增強了錨索在酸、堿、鹽等惡劣環境下的適應能力，當面臨軟巖巷道產生的拉剪應力作用時，鋼塑網能夠及時對索體實現保護，維護圍巖穩定性。