[發明專利]一種適用于軟巖大變形隧道支護的多級讓壓式錨桿

有效

• 申請號: 202110368304.3
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN112983520B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 薛翊國;楊帆;王立川;邱道宏;姜旭東;公惠民;陳洪
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D21/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 武博

本公開涉及隧道施工地下工程領域，尤其涉及一種適用于軟巖大變形隧道支護的多級讓壓式錨桿。本發明公開了一種適用于軟巖大變形隧道支護的多級讓壓式錨桿，包括末端錨固段桿件以及設置于末端錨固段桿件的上方用于讓壓的讓壓機構；讓壓機構包括中間讓壓機構和外部讓壓構件，中間讓壓機構一端連接外部讓壓構件，另一端連接末端錨固段桿件；中間讓壓機構包括至少一段中間段讓壓構件；中間段讓壓構件包括剛性金屬套筒，推壓桿件與剛性金屬套筒之間設置薄壁金屬圓筒，推壓桿件穿出剛性金屬套筒的限位孔并沿限位孔移動。讓壓距離的大小可以通過增減中間讓壓構件的數量實現。

技術領域

本公開涉及隧道施工地下工程領域，尤其涉及一種適用于軟巖大變形隧道支護的多級讓壓式錨桿。

背景技術

隨著我國交通建設的飛速發展，由于高地應力引發的軟弱圍巖擠壓性大變形問題長期以來制約著隧道建設。在高應力條件下，軟巖隧道變形量大，開挖后變形速率高，圍巖塑性區范圍大；圍巖流變特性顯著，變形持續時間長，長期不收斂，隧道運營期間仍會出現大變形破壞。普通錨桿或錨索支護常常由于隧道變形量過大而被拉斷，已不適用于高地應力軟巖大變形隧道的支護。

由于普通錨桿或錨索支護已經不再適用于高地應力軟巖大變形隧道，目前應用于高地應力軟巖大變形隧道的錨桿主要是讓壓式錨桿。但現有的這類錨桿存在如下技術缺陷：

一部分的讓壓式錨桿只在端部設置讓壓結構，讓壓量過小，仍不適用于變形量大的軟巖隧道。另一部分讓壓式錨桿雖然為了能有較大的讓壓量而采取多級讓壓結構，但大多采用多級彈簧壓縮的方式，少部分采用更為復雜的結構以實現讓壓的目的。采用彈簧的讓壓方式，雖然具有讓壓量，但彈簧的抗力較小，導致隧道變形基本不受阻礙，未能實現錨桿“抗”的特性。復雜的結構雖實現了讓壓的目的，但結構的復雜性不適于大批量生產且造價高。同時，現有的讓壓式錨桿很少考慮錨桿軸力的監測，無法判斷錨桿的受力情況。

發明內容

針對現有的技術方案的不足，本發明旨在提供一種適用于軟巖大變形隧道支護的多級讓壓式錨桿，旨在實現根據預估圍巖變形量調節讓壓式錨桿的讓壓量以及實現對錨桿的受力監測。

為實現上述發明目的，本發明的一個或多個實施例提供了下述技術方案：

本發明公開了一種適用于軟巖大變形隧道支護的多級讓壓式錨桿，包括末端錨固段桿件以及設置于末端錨固段桿件的上方用于讓壓的讓壓機構；讓壓機構包括中間讓壓機構和外部讓壓構件，中間讓壓機構一端連接外部讓壓構件，另一端連接末端錨固段桿件；中間讓壓機構包括至少一段中間段讓壓構件；中間段讓壓構件包括剛性金屬套筒，推壓桿件與剛性金屬套筒之間設置薄壁金屬圓筒，推壓桿件穿出剛性金屬套筒的限位孔并沿限位孔移動。

作為進一步的技術方案，末端錨固段桿件上端呈中空的圓柱形結構，下端呈實體圓柱形桿狀結構；末端錨固段桿件上端中空的圓柱形結構的內圓周側壁上設置內螺紋。

作為進一步的技術方案，剛性金屬套筒上端設置凸臺，凸臺內設置有內螺紋；

作為進一步的技術方案，推壓桿件上端為圓盤結構，下端為桿狀結構，下端設置有外螺紋；推壓桿件上端位于剛性金屬套筒內，下端穿過限位孔與末端錨固段桿件螺紋連接。

作為進一步的技術方案，中間讓壓機構包含兩個或兩個以上的中間段讓壓構件時，第一段的中間段讓壓構件的推壓桿件下端外螺紋與第二段的中間段讓壓構件的剛性金屬套筒的凸臺的內螺紋連接。

作為進一步的技術方案，剛性金屬套筒內設置有薄壁金屬圓筒，薄壁金屬圓筒一端與剛性金屬套筒連接，另一端與推壓桿件連接。

作為進一步的技術方案，在推壓桿件推動作用下壓縮薄壁金屬圓筒受壓失穩產生壓縮形變。

作為進一步的技術方案，外部讓壓構件包括第一桿件，在第一桿件上從下往上依次設置有托盤、環形壓力傳感器、彈簧墊片、螺母墊片和高阻尼螺母。