[發(fā)明專利]一種可實時監(jiān)測位移的分離式多功能錨桿及其使用方法

在審

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• 申請日: 2023-02-15
• 公開（公告）號: CN115853563A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟慶彬;辛學奎;申世豹;蔚立元;劉江峰;李衛(wèi);張明偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: E21D20/02
• 分類號: E21D20/02;E21D21/00;E21D21/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發(fā)明公開的一種可實時監(jiān)測位移的分離式多功能錨桿及其使用方法，屬于礦山巷道、隧道或隧洞、地下工程支護領(lǐng)域。包括異形截面錨桿，異形截面錨桿包括柱狀結(jié)構(gòu)的錨桿體，錨桿體的外圓周相對開有兩條徑向設(shè)置的扇形凹槽，兩條扇形凹槽貫通整個錨桿體；異形截面錨桿端部設(shè)有異形錨固端頭，異形截面錨桿的尾部設(shè)有螺紋，螺紋上順序設(shè)有用以錨固的托盤和防滑絲螺母，托盤上固定有位移監(jiān)測系統(tǒng)，異形截面錨桿外露端處在兩個扇形凹槽中分別設(shè)有固定凸起；其具有結(jié)構(gòu)簡單，功能多樣、精度高、實時監(jiān)測、結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟適用的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可實時監(jiān)測位移的分離式多功能錨桿及其使用方法，尤其適用于礦山巷道、隧道或隧洞、地下工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，出現(xiàn)大量的深埋隧道和礦山井巷工程，面臨的開采環(huán)境與地質(zhì)條件愈加復雜多變，所帶來圍巖支護問題十分突出。錨桿作為目前錨固支護的最基本組成構(gòu)件，能夠在充分發(fā)揮圍巖自身能力的同時起到錨固支護作用。經(jīng)過大量的實驗證明錨桿支護相對于其他支護方式具有成本低、使用靈活和支護效果好等特點，以錨桿為核心部件的錨固支護是目前經(jīng)濟高效的主要支護手段。

由于錨桿在支護中受被錨固圍巖變形破壞和巖層錯位，時常發(fā)生錨桿與錨固劑或錨固體與圍巖發(fā)生脫錨失效的現(xiàn)象。又因為錨桿支護屬于隱蔽施工工程，將錨桿錨入到圍巖中，施工后難以發(fā)現(xiàn)并檢測到錨桿是否錨固失效，存在較大的安全隱患，因此開展錨桿錨固性能監(jiān)測以避免安全事故的發(fā)生至關(guān)重要。除此之外，在礦山巷道、隧道、地鐵等地下工程施工時，經(jīng)常需要對圍巖內(nèi)部位移進行測量，以確定圍巖內(nèi)部相對移動狀態(tài)及保證其變形量處于安全范圍內(nèi)。而現(xiàn)在的圍巖內(nèi)部變形監(jiān)測主要采用機械式多點位移計法，一般是通過鋼絲繩連接的機械爪將5～7個測點固定在圍巖內(nèi)部不同深度處，在鋼絲繩的另一端固定在帶有刻度的PVC套管上；該種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、讀數(shù)直觀、價格低廉，但需人工讀數(shù)存在較大的測量誤差、浪費大量的人力且效率低，并且在實際安裝時，機械爪在圍巖鉆孔中的位置無法準確確定，使得兩點之間的相對位移存在偏差。綜上所述，亟需研制一種集測量圍巖變形量和能監(jiān)測錨固失效功能為一體的錨桿，以解決現(xiàn)有測量效率低、測量不精確、程序繁瑣、拆卸裝置麻煩的問題。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種可實時監(jiān)測位移的分離式多功能錨桿及其使用方法，其同時兼具測量圍巖變形量和檢測錨固是否失效的功能，以彌補現(xiàn)有錨桿及測量裝置拆卸繁瑣、測量精度低的缺陷。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的一種可實時監(jiān)測位移的分離式多功能錨桿，包括異形截面錨桿，異形截面錨桿包括柱狀結(jié)構(gòu)的錨桿體，錨桿體的外圓周相對開有兩條徑向設(shè)置的扇形凹槽，兩條扇形凹槽貫通整個錨桿體；異形截面錨桿端部設(shè)有異形錨固端頭，異形截面錨桿的尾部設(shè)有螺紋，螺紋上順序設(shè)有用以錨固的托盤和防滑絲螺母，托盤上固定有位移監(jiān)測系統(tǒng)，異形截面錨桿外露端處在兩個扇形凹槽中分別設(shè)有固定凸起；

異形截面錨桿端部中間設(shè)有楔形體，異形截面錨桿兩側(cè)的扇形凹槽中分別間隔通過卡環(huán)固定有高強度鋼絲B和高強度鋼絲A，高強度鋼絲B和高強度鋼絲A外側(cè)設(shè)有防腐蝕走線管，其中高強度鋼絲A的端部通過設(shè)置在扇形凹槽端部的吊環(huán)螺栓b連接固定，高強度鋼絲B的端部則通過吊環(huán)螺栓a與異形錨固端頭的尾部連接；

異形錨固端頭為端部設(shè)有倒鉤的矛頭結(jié)構(gòu)，異形錨固端頭的尾部設(shè)有與異形截面錨桿端部楔形體匹配的凹槽，異形錨固端頭通過凹槽與楔形體機械連接；高強度鋼絲B和高強度鋼絲A的尾端穿過各自所在扇形凹槽的固定凸起與位移監(jiān)測系統(tǒng)連接。