[發明專利]剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿及其施工支護方法

在審

• 申請號: 201811099696.2
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN109057842A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 肖同強;李化敏;李大偉;張興國;黃燕波;史東波;張艷群;陳恒光
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿，其特征在于：包括錨桿附件、剪拉轉化柔性讓壓組合結構、第一螺紋鋼桿體和第二螺紋鋼桿體；錨桿附件設置在第二螺紋鋼桿體的后端部；

剪拉轉化柔性讓壓組合結構包括鋼制護管和設置在鋼制護管內的鋼絞線，鋼制護管的前后兩端內壁均設置有內螺紋段，第一螺紋鋼桿體的后端外圓和第二螺紋鋼桿體的前端外圓均設置有外螺紋段，第一螺紋鋼桿體后端的外螺紋段伸入并螺紋連接到鋼制護管前端的內螺紋段，第二螺紋鋼桿體前端的外螺紋段伸入并螺紋連接到鋼制護管后端的內螺紋段；

鋼制護管前后兩端內壁分別固定設置有一個鎖具，鋼絞線的兩端通過鎖具與鋼制護管鎖緊，鋼絞線處于彎曲松弛狀態。

2.如權利要求1所述的剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿，其特征在于：內螺紋段和外螺紋段的螺紋連接長度應大于40mm，以保證第一螺紋鋼桿體、第二螺紋鋼桿體和鋼制護管之間的連接處具有足夠的承載能力。

3.如權利要求2所述的剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿，其特征在于：鋼絞線穿入鎖具的長度應大于50mm，以保證鋼絞線張緊時能夠被鎖具鎖緊而且留有富余長度；鎖具包括錨環和鎖片，錨環和鋼制護管一體化成型，錨環的內孔呈圓錐形結構，鎖片設置有三片，三片鎖片位于錨環的內孔內，三片鎖片的外形與錨環的內孔均呈圓錐形結構，三片鎖片的內孔為圓柱形，鋼絞線穿設在三片鎖片的內孔內；鋼絞線在張緊時伸展長度為20～30mm，此伸展長度可以根據施工生產需要進行調整。

4.如權利要求3所述的剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿，其特征在于：錨桿附件包括均套設在第二螺紋鋼桿體后端部的螺母、托盤、減摩墊片和調心球墊，托盤中部向后凸出形成碗狀結構，碗狀結構的中心處開設有套到第二螺紋鋼桿體上的穿孔，調心球墊設置在穿孔的邊緣處，螺母通過減摩墊片與調心球墊壓接配合。

5.如權利要求4所述的剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿，其特征在于：剪拉轉化柔性讓壓組合結構、第一螺紋鋼桿體和第二螺紋鋼桿體的位置及數目由錨桿在巖層中容易發生剪切破斷的位置及數目決定。

6.如權利要求5所述的剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿的施工支護方法，其特征在于，其施工步驟如下：

（1）依據錨桿所要加固圍巖的應力條件以及剪切錯動巖層、碎脹變形巖層的巖層結構條件，確定螺母、托盤、減摩墊片、調心球墊、第一螺紋鋼桿體、第二螺紋鋼桿體以及剪拉轉化柔性讓壓組合結構的設計參數，并按設計參數進行生產加工；

（2）將第一螺紋鋼桿體、第二螺紋鋼桿體以及剪拉轉化柔性讓壓組合結構按照設計結構組裝起來；組裝時，應將剪拉轉化柔性讓壓組合結構置于剪切錯動巖層段；

（3按照錨桿眼的位置、間排距及角度，采用錨桿鉆機打設錨桿眼，錨桿眼直徑應大于第一螺紋鋼桿體和第二螺紋鋼桿體直徑10～12mm，并且大于剪拉轉化柔性讓壓組合結構的最大外徑4～6mm；

（4）錨桿眼打設完畢后，采用第一螺紋鋼桿體前端將樹脂藥卷送入錨桿眼底，并采用鉆機配合攪拌器帶動第一螺紋鋼桿體攪拌樹脂藥卷，待樹脂藥卷凝固后，依次安裝托盤、調心球墊、減摩墊片和螺母，并采用鉆機多螺母施加預緊扭矩，進而完成錨桿安裝。

7.如權利要求6所述的剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿的施工支護方法，其特征在于：在支護過程中，通過鉆機旋緊螺母使得鋼制護管具有較高的張拉預緊力，同時在剪切錯動巖層段的巖層剪切作用下，鋼制護管可以提供較高的抗剪能力，而當鋼制護管發生剪切破斷后，在鋼制護管中間的處于松弛狀態的鋼絞線開始發生彎曲和拉伸延展，對巖層的剪切作用力起到柔性讓壓作用；當鋼絞線在巖層的剪切作用下被張緊時，鋼絞線對巖層起到軸向抗拉作用，即相當于將切向抗剪作用轉化為了軸向抗拉作用。

8.如權利要求6所述的剪拉轉化柔性讓壓抗剪錨桿的施工支護方法，其特征在于：在支護過程中，所采用的螺母為加厚螺母，所采用的托盤為拱形托盤，所采用的減摩墊片能夠減少安裝扭矩轉化為預緊力時的摩擦損耗，所采用的調心球墊使其自身與托盤和螺母能夠密實接觸，避免局部接觸產生應力集中而造成錨桿尾部破斷。