一種先柔后剛的鎖腳錨桿組合支護裝置及安裝方法與流程

本發明屬于隧道施工支護技術領域，涉及一種先柔后剛的鎖腳錨桿組合支護裝置及安裝方法。

背景技術：

隧道穿越軟弱地層時，由于軟弱圍巖自穩能力差，極易在施工中過程中出現大變形，造成初支開裂，鋼拱架扭曲等問題，給施工及以后的安全運營帶來隱患。鎖腳錨桿具有能夠有效控制鋼拱架的沉降，提高支護結構整體性的特點，所以普遍應用于軟弱圍巖隧道建設當中。但在目前的施工過程中，鎖腳錨桿與鋼拱架直接焊接為一體，當承受一定的圍巖壓力時，由于焊接部位的焊接強度遠小于鋼拱架和鎖腳錨桿的承載力極限，導致鎖腳錨桿過早的失去支護作用；而且鎖腳錨桿僅提供剛性支護方式，亦無法與相鄰錨桿形成一體化支護結構，導致對鋼拱架變形的控制效果不甚理想。

技術實現要素：

本發明為克服傳統鎖腳錨桿的不足，提供了一種先柔后剛的鎖腳錨桿組合支護裝置及安裝方法。

本發明的技術方案是：

一種先柔后剛的鎖腳錨桿組合支護裝置，包括兩支先柔后剛的鎖腳錨桿和位于桿端的U型聯接鎖，所述的U型聯接鎖將兩個先柔后剛的鎖腳錨桿連接在一起形成一體化支護結構；所述的鎖腳錨桿的自由端設有可沿著錨桿軸線方向來回移動的彈性半球體和螺母，所述的彈性半球體可吸收鋼拱架形變的部分能量，并通過所述的螺母旋緊固定，提供先柔后剛的支護方式；

所述的U型聯接鎖包括兩個安裝在錨桿桿端的類似于L型的圓管，其中一個圓管的自由端設有螺母本體，另一個圓管的端部設有一個與所述的螺母本體相配合的螺栓，兩個圓管相連后形成U型聯接鎖。

進一步的，所述的圓管與錨桿的端部通過螺紋連接，在所述的圓管內部設有與錨桿的外螺紋配合的內螺紋；圓管通過螺旋與彈性半球體六角螺母緊密接觸，為其提供支持力。

進一步的，所述的鎖腳錨桿插裝在不同的錨孔內，且相互平行。

進一步的，兩個所述的L型圓管上下或者左右對稱設置。

進一步的，所述的螺母本體、螺栓焊接在各自對應的所述圓管上。

進一步的，所述的螺母本體為一個實心的柱狀結構，在其外部設有外螺紋；所述的螺栓為一個空心的柱狀結構，在柱狀結構的內部設有內螺紋，所述的內螺紋和外螺紋相互配合。

進一步的，所述的螺母本體、螺栓焊接在各自對應的所述圓管上。

具體的安裝方法如下：

將同一鋼拱架中的一個鎖腳錨桿通過鉆孔插入到充滿錨固劑的錨桿孔內，另一個鎖腳錨桿按照同樣的方式放置在另一個錨桿孔內；沿著錨桿孔所在的方向，旋轉兩個鎖腳錨桿自由端的可移動彈性半球體和六角螺母，直到無法轉動為止；

在一個鎖腳錨桿的桿端安裝一個L型圓管，另一個鎖腳桿的桿端安裝另一個L型圓管，且旋轉兩個L型圓管與六角螺母緊密接觸為止；

將一個L型圓管的自由端的螺母體旋入到另一個L型圓管的螺栓中，從而將兩個L型圓管聯接為一體，形成U型聯接鎖，最終兩支鎖腳錨桿與U型聯接鎖形成一體化支護結構。

與傳統鎖腳錨桿相比，本裝置的優點是：

創造性的采用先柔后剛的支護方式，極大的增強了鎖腳錨桿的支護作用效果；桿端U型聯接鎖的設置，將同一鋼拱架中的兩支鎖腳錨桿聯接成一體化支護結構，提高了支護的整體性和承載力，有效控制了鋼拱架變形，保障了隧道的施工安全及運營安全。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本組合支護裝置示意圖；

圖2為螺栓示意圖；

圖3為六角螺母體示意圖；

圖中：1錨桿頭部，2錨桿，3彈性半球體和六角螺母,4圓管,5螺栓,6六角螺母體，7圓管。

具體實施方式

下面結合附圖1、2和實例對本發明進一步說明。

本發明的整體結構如圖1所示，先柔后剛的鎖腳錨桿組合支護裝置，包括兩個先柔后剛的鎖腳錨桿2和位于桿端的U型聯接鎖，所述的U型聯接鎖將兩個先柔后剛的鎖腳錨桿連接在一起形成一體化支護結構。

其中，鎖腳錨桿的錨桿頭部1固定在錨孔內，自由端設有可沿著錨桿軸線方向來回移動的彈性半球體和六角螺母3，所述的彈性半球體可吸收鋼拱架形變的部分能量，并通過所述的六角螺母旋緊固定，提供先柔后剛的支護方式；

U型聯接鎖包括兩個安裝在錨桿桿端的類似于L型的圓管4，其中一個圓管4的自由端設有六角螺母本體6，另一個圓管7的端部設有一個與所述的六角螺母本體6相配合的螺栓5，兩個圓管4、7相連后形成U型聯接鎖。

具體的如圖1所示，所述的螺母本體6、螺栓5焊接在各自對應的所述圓管上；其中螺母本體6、螺栓5的位置可以交換。

其中螺母本體6、螺栓5的具體結構如圖2、3所示；螺母本體6為一個柱狀結構，在其外部設有外螺紋；所述的螺栓5為一個空心的柱狀結構，在柱狀結構的內部設有內螺紋，所述的內螺紋和外螺紋相互配合。

進一步的，圓管4、7與錨桿的端部均通過螺紋連接，在所述的圓管4、7內部設有與錨桿的外螺紋配合的內螺紋；圓管4、7沿著錨桿孔所在的方向旋入后與六角螺母緊密接觸，為其提供支持力。

進一步的，兩個鎖腳錨桿插裝在不同的錨孔內，且相互平行。

進一步的，兩個所述的L型圓管4、7上下或者左右對稱設置。

具體的安裝方法如下：

將同一鋼拱架中的一個鎖腳錨桿通過鉆孔，插入到充滿錨固劑的錨桿孔內，另一個鎖腳錨桿按照同樣的方式安裝在另一個錨孔內，沿著錨桿孔所在的方向，旋轉錨桿自由端的可移動彈性半球體和六角螺母3，直到無法轉動為止。

在一個鎖腳錨桿桿端安裝1#L型圓管4，另一個桿端安裝2#L型圓管7，旋轉至L型圓管與六角螺母3緊密接觸為止。

向外旋轉套入1#L型圓管4自由端的六角螺母體6，便可將螺栓5套入六角螺母體6中，從而將1#L型圓管4與2#L型圓管7聯接為一體，形成U型聯接鎖，最終兩支鎖腳錨桿與U型聯接鎖形成一體化支護結構。

本發明中所述的彈性半球體類似于一個密封圈類的結構，其主要作用是為了用于吸收鋼拱架形變的部分能量，其緊密的套裝在錨桿上。

本發明中的彈性半球體與六角螺母之間相互接觸，不連接，是兩個獨立的部件，通過六角螺母進行旋轉擰緊，使彈性半球體與六角螺母之間緊密接觸，形成一體化的先柔后剛支護結構。

綜上所述，本發明通過增設彈性半球體和六角螺母，創造性的采用先柔后剛的支護方式，極大的增強了鎖腳錨桿的支護作用效果；桿端U型聯接鎖的設置，將同一鋼拱架中的兩支鎖腳錨桿聯接成一體化支護結構，提高了支護的整體性和承載力，有效控制了鋼拱架變形，保障了隧道的施工安全及運營安全。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。