[實用新型]真空式吸能錨桿系統

有效

• 申請號: 202221016854.5
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN217028973U
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 李國鋒;李寧;陳志亮;羅龍裕;寧少龍;王姝婧;武凱強;趙金銳
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 談耀文

本實用新型公開了一種真空式吸能錨桿系統，包括氣缸，氣缸為筒狀結構，其內部沿徑向設置有中心帶孔的圓形肋板，活塞組件穿入氣缸到達氣缸的圓形肋板處，外護板通過護板螺絲與氣缸的外端固定，內護板穿過活塞組件通過護板螺絲與氣缸的內端固定，活塞組件遠離圓形肋板的一端通過連接套筒與錨桿螺紋連接。本實用新型錨桿系統利用真空負壓與彈簧壓縮共同作用來提供支護抗力，同時消耗巖爆變形能量，弱化圍巖變形速度，有效緩沖圍巖瞬時大變形，具有良好防治巖爆突變變形的作用。同時，該錨桿系統可通過氣閥進行二次補氣再加固，具有綠色、經濟、環保、便利、節能、高效的優勢。

技術領域

本實用新型屬于巖土工程設備技術領域，具體涉及一種真空式吸能錨桿系統。

背景技術

隨著人們對地下空間的不斷開發，隧道工程建設將面臨更多的機遇與更嚴峻的挑戰，比如高地應力下的硬巖隧道巖爆問題，就是一項重要研究課題。

巖爆是高地應力地區在堅硬完整或較完整的巖體中開挖隧道過程中發生的能量突然釋放，引發的洞壁巖石突然彈射破壞現象。洞室開挖，徑向約束解除，環向應力驟然增加，能量積聚。在集中應力作用下，產生突發性脆性破壞，造成巖塊脫離母體，猛然向臨空方向拋彈射，經歷了快速劈裂-剪折-彈射的漸進破壞過程。巖爆危害是巨大的，會嚴重威脅到施工人員生命安全以及設備的安全。因此，對于高地應力下的巖爆問題，應提前做好防治措施，且應以預防為主防治結合為宗旨。

學者們對巖爆災害的防治作了很多研究。其中，采用錨桿支護是一項強有力的措施。但巖爆具有突發性和高能性，普通錨桿承載力不足、錨桿延伸量不足、容易被拉斷，從而失去支護作用。隧道圍巖支護的一般原則是，允許圍巖變形，但是只能進行有限的變形。因此，急需一種可以解決上述問題的新型卸壓吸能錨桿。在桿體保證安全支護強度且造價合理的前提下，允許圍巖發生有限的變形來消耗、吸收或卸除巖爆能量，削弱巖爆災害的影響，進而保障洞室圍巖的安全穩定。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種真空式吸能錨桿系統，解決了現有吸能錨桿結構復雜、延伸量不足、吸能效果不佳等問題。

本實用新型所采用的技術方案是：真空式吸能錨桿系統，包括氣缸，氣缸為筒狀結構，其內部沿徑向設置有中心帶孔的圓形肋板，活塞組件穿入氣缸到達氣缸的圓形肋板處，外護板通過護板螺絲與氣缸的外端固定，內護板穿過活塞組件通過護板螺絲與氣缸的內端固定，活塞組件遠離圓形肋板的一端通過連接套筒與錨桿螺紋連接。

本實用新型的特點還在于：

活塞組件包括活塞桿，活塞桿上依次穿入外活塞螺帽、外活塞蓋板、W 形橡膠圈、內活塞蓋板、內活塞螺帽和彈簧，擰緊外活塞螺帽和內活塞螺帽，將外活塞蓋板、W形橡膠圈和內活塞蓋板固定于活塞桿靠近圓形肋板的一端。

氣缸圓形肋板的中心孔處焊接有氣閥。

W形橡膠圈軸向剖面的兩側邊為W形。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型錨桿系統在滿足支護強度要求的同時，彈簧受壓和氣腔負壓共同作用、相互配合、雙重約束，增大了錨桿伸長量，吸收并耗散了圍巖的變形能，可最大限度地發揮吸能、卸壓、耗散圍巖變形能的作用，進而削弱變形速度，弱化巖爆的危害，保障支護環境安全。對隧道巖爆、煤礦沖擊地壓等突發災害能夠起到有效的緩沖和防治作用；

2、該錨桿系統可以提供恒定的約束力和有限可變的伸長量，來緩解圍巖的突然變形。當圍巖發生較大的沖擊荷載或突然變形時，大直徑氣缸最大程度最大面積地約束圍巖變形。氣缸向臨空面滑動，W形橡膠圈滑動使氣腔負壓增大，同時彈簧壓縮，使氣缸持續保持吸能狀態，保證氣缸緩慢移動，確保錨桿不在極限應力狀態下瞬間失效，具有良好防治突變變形的作用；

3、本實用新型錨桿系統以氣缸負壓和彈簧壓縮作為核心卸壓吸能裝置，更加綠色、經濟、環保、便利、節能、有效。

附圖說明