專利名稱：帶張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于巖體工程圍巖支護(hù)錨桿，尤其適用于礦山、隧道、地下工程高應(yīng)力破碎圍巖的帶張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿。
背景技術(shù)：
錨桿是一種錨固在巖體內(nèi)部的桿狀結(jié)構(gòu)件。按照錨固的原理和方式不同總體上可以分為三大類:1、機(jī)械錨固型:主要為楔縫式錨固、脹殼式錨固和頭部樹脂膠結(jié)錨固等類型。這種錨固類型的錨桿的桿體與圍巖不接觸；2、全面膠結(jié)型:這種錨桿一般成對使用，首先鉆垂直錨桿孔，然后往錨桿孔中灌注砂漿，砂漿壓力使部分漿液以一定的擴(kuò)散半徑順著巖土體節(jié)理裂隙或孔隙滲透擴(kuò)散，布置合理的錨桿孔距將使注漿擴(kuò)散范圍相互重疊，形成網(wǎng)狀膠結(jié)體，它對于加固表層風(fēng)化破碎的硬質(zhì)巖石錨固很有一定的效果；3、機(jī)械和膨脹結(jié)合型:利用錨桿材料的自身膨脹和楔縫的張開將錨桿錨固在巖體中。大量的工程實(shí)踐表明，在不同的地質(zhì)條件下，特別在不良的地質(zhì)條件下，全面膠結(jié)型錨桿的錨固能力要優(yōu)越于機(jī)械錨固型。雖然全面膠結(jié)型錨桿有一定的優(yōu)越性，但是，全面膠結(jié)型錨桿存在的主要缺點(diǎn)是:由于錨桿為直桿，不能主動的對圍巖以及圍巖中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)面預(yù)先施加一定的預(yù)應(yīng)力，而是利用水泥砂漿、鋼筋和圍巖之間的粘結(jié)力來阻止圍巖的變形或移動，錨固效果取決于錨桿、水泥沙漿的自身強(qiáng)度以及和圍巖表面的粘結(jié)力的大小。因此，全面膠結(jié)型錨桿還是屬于“被動式”的錨固，不能充調(diào)動圍巖以及圍巖中地質(zhì)結(jié)構(gòu)面之間的摩擦力來進(jìn)一步增強(qiáng)錨桿的錨固效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的是結(jié)構(gòu)簡單，能有效地提高圍巖的強(qiáng)度和剛度，錨桿加固的效果好的帶張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿。本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:本實(shí)用新型的帶有張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿，包括成對使用的左右兩個(gè)錨桿，其特征在于所述的左右兩個(gè)錨桿分別由張緊段和錨固段組成，所述的左右兩個(gè)錨桿的張緊段與錨固段為銳角對稱連接，在所述的左右兩個(gè)錨桿的張緊段之間設(shè)有橫向張緊拉桿，所述的橫向張緊拉桿為雙向?qū)z螺套，在所述的左右兩個(gè)錨桿張緊段的端部分別開有正反向外螺紋，在所述的雙向?qū)z螺套內(nèi)的左右兩端分別加工有正反向內(nèi)螺紋，所述的左右兩個(gè)錨桿張緊段的正反向外螺紋與雙向?qū)z螺套內(nèi)的正反向內(nèi)螺紋相旋接。所述的張緊段與錨固段的連接角度α為80° 75°。所述的錨桿直徑為20mm 25mm，錨固段的深度為1.5 3m，張緊段的長度為1.5 2.0m0[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:由于本實(shí)用新型的錨桿采用兩個(gè)由張緊段和錨固段組成的錨桿，且在張緊段采用了橫向張緊拉桿和雙向?qū)z螺套結(jié)構(gòu)。將兩個(gè)錨桿的錨固段插入鉆孔中，調(diào)節(jié)兩個(gè)錨桿張緊段與雙向?qū)z螺套旋接的松緊度，就能使錨桿錨固段間距很好的與孔距相配合，這時(shí)錨桿張緊段的拉力向巖體及巖體中的結(jié)構(gòu)面?zhèn)鬟f一定的正壓力，從而使巖體中形成一個(gè)壓力帶，調(diào)動了巖體或結(jié)構(gòu)面之間的摩擦力，實(shí)現(xiàn)對圍巖或地質(zhì)結(jié)構(gòu)面施加預(yù)應(yīng)力的效果，進(jìn)而提高了錨桿加固的效果，改變了原來那種主要依靠錨桿自身和砂漿強(qiáng)度來錨固的被動的錨固形式，主動地調(diào)動了巖體及結(jié)構(gòu)面自身的力學(xué)效應(yīng)。特別是當(dāng)圍巖中地質(zhì)結(jié)構(gòu)面發(fā)育的不良地質(zhì)條件下，錨固的效果會顯著提高。

圖1為本實(shí)用新型的帶有張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型帶有張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿橫向張緊拉桿局部放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的帶有張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿，包括成對使用的左右兩個(gè)錨桿，其特征在于所述的左右兩個(gè)錨桿分別由張緊段和錨固段5組成，所述的左右兩個(gè)錨桿的張緊段與錨固段5為銳角對稱連接，在所述的左右兩個(gè)錨桿的張緊段之間設(shè)有橫向張緊拉桿，所述的橫向張緊拉桿為雙向?qū)z螺套I，在所述的左右兩個(gè)錨桿張緊段的端部分別開有正反向外螺紋3，在所述的雙向?qū)z螺套內(nèi)的左右兩端分別加工有正反向內(nèi)螺紋2，所述的左右兩個(gè)錨桿張緊段的正反向外螺紋與雙向?qū)z螺套I內(nèi)的正反向內(nèi)螺紋2相旋接。圖中6為張緊力所示方向，7為巖體結(jié)構(gòu)面。本實(shí)用新型所述的張緊段與錨固段5的連接角度α為80° 75°。所述的錨桿直徑為20mm 25mm，錨固段5的深度為1.5 3m，張緊段的長度為1.5 2.0 m。具體尺寸要根據(jù)加固設(shè)計(jì)方案要求來確定。首先鉆錨桿孔，鉆錨桿孔時(shí)，兩鉆錨桿孔要向內(nèi)側(cè)傾斜一定的角度β，一般控制在10° 15°之內(nèi)，以便于施工，然后往錨桿孔中灌注砂漿，砂漿壓力使部分漿液以一定的擴(kuò)散半徑順著巖土體節(jié)理裂隙或孔隙滲透擴(kuò)散，布置合理的錨桿孔距將使注漿擴(kuò)散范圍相互重疊，形成網(wǎng)狀膠結(jié)體，從而大大提高巖土體的強(qiáng)度和剛度，即巖土體的抗壓強(qiáng)度，內(nèi)摩擦角，凝聚力有較大的提高，錨桿布置間距應(yīng)保證在注漿擴(kuò)散半徑范圍的兩倍之內(nèi)，從而確保理想的加固效果,錨固砂漿采用普通硅酸鹽水泥砂漿,配比為普通硅酸鹽水泥，中細(xì)砂,重量比例為1:1 1:1.2，水灰比控制在0.38 0.4之間。錨固時(shí)，通常按照加固要求事先在錨固段5和張緊段的分界處將錨桿加工成小于90°度銳角,這個(gè)角度有利于向巖體內(nèi)產(chǎn)生正壓力。在插入錨桿過程中，將左、右兩錨桿的張緊段的橫向張緊拉桿4與雙向?qū)z螺套I旋接的，根據(jù)相鄰兩個(gè)鉆孔的距離初步調(diào)整好兩根錨桿的間距；使錨桿錨固段5間距很好的與孔距相配合。待膠結(jié)材料固化后，用扳手(或管鉗)將左右橫向張緊拉桿4與雙向?qū)z螺套I旋緊，其錨桿的張緊段須滿足要兩個(gè)條件:σ < 0[)和ε < ε ρ，以保證錨桿的張緊段處于彈性變形的階段:應(yīng)變值ε的確定可在錨桿上做兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，可用千分尺(或游標(biāo)卡尺)來測量當(dāng)橫向張緊拉桿旋緊前后錨桿的拉伸變形值加以計(jì)算。ε = (L2- L1) / L1L1—未旋橫向張緊拉桿時(shí)兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)之間距離。L2—旋緊橫向張緊拉桿時(shí)兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)之間距離。錨桿中的拉應(yīng)力σ可以通過控制張緊段的拉伸變形來計(jì)算:σ= E * ε最終在錨桿張緊段中產(chǎn)生的拉力N可按照公式3來計(jì)算:N= Ji R2 * σ R為錨桿的半徑。扳手旋緊橫向張緊拉桿的程度要在施工前進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)實(shí)際標(biāo)定的情況，一般情況下用扳手基本將橫向張緊拉桿旋緊即可。這樣錨桿的外露張緊段中產(chǎn)生一定的拉力，通過錨桿張緊段的拉力向巖體及巖體中的結(jié)構(gòu)面?zhèn)鬟f一定的正壓力，從而使巖體中形成一個(gè)壓力帶，調(diào)動了巖體或結(jié)構(gòu)面之間的摩擦力，實(shí)現(xiàn)對圍巖或地質(zhì)結(jié)構(gòu)面施加預(yù)應(yīng)力的效果，進(jìn)而提高了錨桿加固的效果，改變了原來那種主要依靠錨桿自身和砂漿強(qiáng)度來錨固的被動的錨固形式，主動地調(diào)動了巖體及結(jié)構(gòu)面自身的力學(xué)效應(yīng)，改善了 “巖石-混凝土結(jié)構(gòu)體系”的承重效果，起到了錨定巖體共同受力的作用。
權(quán)利要求1.一種帶張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿，包括成對使用的左右兩個(gè)錨桿，其特征在于所述的左右兩個(gè)錨桿分別由張緊段和錨固段組成，所述的左右兩個(gè)錨桿的張緊段與錨固段為銳角對稱連接，在所述的左右兩個(gè)錨桿的張緊段之間設(shè)有橫向張緊拉桿，所述的橫向張緊拉桿為雙向?qū)z螺套，在所述的左右兩個(gè)錨桿張緊段的端部分別開有正反向外螺紋，在所述的雙向?qū)z螺套內(nèi)的左右兩端分別加工有正反向內(nèi)螺紋，所述的左右兩個(gè)錨桿張緊段的正反向外螺紋與雙向?qū)z螺套內(nèi)的正反向內(nèi)螺紋相旋接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿，其特征在于所述的張緊段與錨固段的連接角度α為80。 75°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿，其特征在于所述的錨桿直徑為20mm 25mm，錨固段的深度為1.5 3m，張緊段的長度為1.5 2.0m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種帶張緊拉桿的全面膠結(jié)型錨桿。包括成對使用的左右兩個(gè)錨桿，其特征在于所述的左右兩個(gè)錨桿分別由張緊段和錨固段組成，所述的左右兩個(gè)錨桿的張緊段與錨固段為銳角對稱連接，在所述的左右兩個(gè)錨桿的張緊段之間設(shè)有張緊拉桿，所述的張緊拉桿為雙向?qū)z螺套，在所述的左右兩個(gè)錨桿張緊段的端部分別開有正反向外螺紋，在所述的雙向?qū)z螺套內(nèi)的左右兩端分別加工有正反向內(nèi)螺紋，所述的左右兩個(gè)錨桿張緊段的正反向外螺紋與雙向?qū)z螺套內(nèi)的正反向內(nèi)螺紋相旋接。其有益效果是由于本實(shí)用新型在錨桿的張緊段之間設(shè)置了橫向張緊拉桿，巖體錨固時(shí)，改善了“巖石-混凝土結(jié)構(gòu)體系”的承重效果，起到了錨定巖體共同受力的作用，錨固效果好。
文檔編號E21D21/00GK202914111SQ20122041608
公開日2013年5月1日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者肖鍵, 徐連生, 楊洪波, 楊明久, 劉文勝 申請人:鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)公司