[實用新型]一種連接于支護錨桿自由端端部的保護裝置

有效

• 申請號: 201820472488.1
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN208089329U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 李地元;杜少華;徐祥云;矯健
• 申請（專利權）人: 中南大學;中鐵八局集團昆明鐵路建設有限公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

本實用新型公開了一種連接于支護錨桿自由端端部的保護裝置，包括連接主體及依次連接于其上的讓壓組件、螺母及抗剪限位組件，連接主體的內端段與支護錨桿的自由端端部螺紋連接，讓壓組件的內端被緊壓于隧道/巷道圍巖墻壁上。連接主體與支護錨桿之間有一定的軸向連接長度，且整個連接長度的周向全面積接觸，具有很好的受力性能。通過讓壓組件來釋放突然來壓后圍巖中集聚的巨大塑性能。通過抗剪限位組件的高強抗剪和抗擠壓能力來提供持續高效的支護工作阻力，所以抗剪限位組件和螺母共同作用，為支護錨桿提供持續的高阻抗斷力，滿足復雜應力環境下對隧道/巷道圍巖的高阻讓壓和高強支護要求。

技術領域

本實用新型屬于地下工程的圍巖支護領域，具體為一種連接于支護錨桿自由端端部的保護裝置。

背景技術

目前，各類地下工程隧道/巷道大多會采用錨桿支護來維持其圍巖的穩定性和安全性，其突出的特點是它通過置入隧道/巷道圍巖內部的錨桿，提高圍巖的穩定能力，完成其支護作用，是一種主動支護形式。如今，國內外適用于不同條件、具有不同功能和用途的錨桿構造形式多樣，包括普通圓鋼式錨桿、可延伸錨桿、高強度錨桿等形式，由其構成的隧道/巷道各類支護形式也是多種多樣，其中以錨桿+金屬網+噴射混凝土支護(即錨網噴支護)為主體的支護形式，有時可單獨使用，有時需結合可伸縮性金屬支架、桁架、注漿等其他手段相互配合聯合使用，已有大量成功的施工案例。

一般來講，巖性良好的隧道/巷道通過合理的錨桿支護參數設計便能有效維持生產期間圍巖體的長期穩定，但對于軟弱圍巖、穿越斷層破碎帶圍巖、富含地下水的膨脹性圍巖以及復合層狀圍巖，支護破壞嚴重，圍巖變形量大，當遇到地下震動、頂板斷裂等突然來壓時，圍巖中原巖應力經過擾動應力疊加后會瞬間呈現出現出高應力、大變形現象，對錨桿支護系統產生巨大的能量沖擊，若此時錨桿通過讓壓后不能提供高阻力的話，隧道/巷道圍巖便會因為支護力不足引起失穩破壞，甚至引起工程垮塌、沖擊礦壓或巖爆等地質災害的發生，這嚴重影響了各大地下工程的開發進展和投產計劃。

然而，從隧道/巷道支護常用錨桿的構件組成來看，單體錨桿主要由錨頭(錨固段)、桿體、錨尾(外露段)、螺母及托盤等部件組成，由于螺母起到安裝過程中上緊預緊力及在支護過程中提供持續工作阻力的作用，與錨桿桿體擰緊接觸尤為關鍵，但因其接觸面積小必然成為錨桿首先發生破壞失效的薄弱構件。

另外，從現場各種復雜條件下隧道/巷道失穩及其支護結構破壞情況來看，圍巖中聚集的高應力是造成圍巖失穩的最重要和最根本的因素之一，支護結構的錨桿也因軟弱巖體碎脹變形、層間剪切錯動等發生了彎曲變形、托盤滑脫等支護失效現象，究其原因在于緊固在錨桿自由端的螺母較小的抗剪力不足以抵抗圍巖體的高應力而被剪斷。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種能滿足復雜應力環境下對隧道/巷道圍巖高阻讓壓和高強支護要求的保護裝置。

本實用新型提供的這種連接于支護錨桿自由端端部的保護裝置，包括連接主體及依次連接于其上的讓壓組件(改為：件)、螺母及抗剪限位組件，連接主體的內端段與支護錨桿的自由端端部螺紋連接，讓壓組件的內端被緊壓于隧道/巷道圍巖墻壁上。

所述連接主體為圓柱桿件，其內端段的軸向中心有內螺紋盲孔，外端段為外螺紋段，外螺紋段有徑向的穿透孔。

所述穿透孔為長圓孔，長圓孔的直徑為支護毛板直徑的1.5至2倍。

所述讓壓組件連接于所述連接主體的內端段外壁，包括依次布置的定位環、高強彈簧和鐘形墊板，高強彈簧的兩端分別通過定位環和鐘形墊板限位，定位環和鐘形墊板的底緣被緊壓于隧道/巷道圍巖墻壁上。

所述螺母為高強厚螺母，連接于連接主體外壁對應所述鐘形墊板的外端。

所述抗剪限位組件包括楔形銷板和連接于其上的鋼絞線，楔形銷板以其斜邊靠螺母側插接于所述穿透孔中，楔形銷板的長度方向下部設置有一列圓孔，鋼絞線穿過離所述連接主體外壁最近的一個圓孔后兩端鉸住，以防止楔形銷板跑位。