本發(fā)明屬于隧道工程，更具體地說，是涉及一種隧道錨桿讓壓錨具及施工方法。

背景技術(shù)：

1、高地應(yīng)力軟巖隧道工程，開挖施工多會(huì)出現(xiàn)變形量大、變形速率快等大形問題，現(xiàn)有隧道常規(guī)支護(hù)措施，難以滿足支護(hù)穩(wěn)定安全的需要，以致隧道施工時(shí)常會(huì)出現(xiàn)坍塌、支護(hù)嚴(yán)重變形等問題，不得不拆換支護(hù)或采取多層支護(hù)措施。在讓壓支護(hù)的理念下，環(huán)向可縮式鋼架及徑向預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿成為解決隧道軟巖大變形問題的主要措施。

2、現(xiàn)有讓壓錨桿多為桿體滑動(dòng)式讓壓錨桿，其桿體前后段相對(duì)滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)讓壓變形，由此，錨桿只能采取端錨式錨固形式，無法實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固，因此，不利于錨桿的錨固。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種隧道錨桿讓壓錨具及施工方法，旨在解決實(shí)現(xiàn)錨具的讓壓功能，提高錨具支護(hù)效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種隧道錨桿讓壓錨具及施工方法，包括預(yù)應(yīng)力錨桿和支護(hù)殼體；所述支護(hù)殼體為弧形結(jié)構(gòu)，所述支護(hù)殼體的開口端貼合于圍巖壁上，所述支護(hù)殼體內(nèi)具有讓壓填充層，所述讓壓填充層具有沿厚度方向屈曲的自由度；所述預(yù)應(yīng)力錨桿的第一端沿隧道的徑向貫穿所述支護(hù)殼體的中心并伸入圍巖內(nèi)固定；所述預(yù)應(yīng)力錨桿的第二端與所述支護(hù)殼體的外側(cè)貼合固定。

3、作為本申請(qǐng)另一實(shí)施例，所述讓壓填充層為多孔結(jié)構(gòu)。

4、作為本申請(qǐng)另一實(shí)施例，所述讓壓填充層為金屬材質(zhì)，所述讓壓填充層沿所述殼體的厚度方向可壓縮；所述讓壓填充層為蜂窩板狀結(jié)構(gòu)或多層依次連接的波紋板狀結(jié)構(gòu)。

5、作為本申請(qǐng)另一實(shí)施例，所述支護(hù)殼體包括外側(cè)弧形板和內(nèi)側(cè)弧形板，所述外側(cè)弧形板和所述內(nèi)側(cè)弧形板間隔設(shè)置并借助封口端板連接，所述封口端板貼合于圍巖壁上，所述外側(cè)弧形板、所述內(nèi)側(cè)弧形板和所述封口端板圍設(shè)出用于容納所述讓壓填充層的夾層空間。

6、作為本申請(qǐng)另一實(shí)施例，所述外側(cè)弧形板的厚度小于所述內(nèi)側(cè)弧形板的厚度；所述外側(cè)弧形板的厚度自中心朝向邊緣逐漸變薄。

7、作為本申請(qǐng)另一實(shí)施例，所述支護(hù)殼體為半球形結(jié)構(gòu)，所述支護(hù)殼體的開口端的端面與隧道頂部的圍巖貼合，所述支護(hù)殼體的封閉端朝下；所述支護(hù)殼體的周向借助錨固螺栓連接圍巖；所述預(yù)應(yīng)力錨桿與所述支護(hù)殼體的上下兩端均設(shè)有限位結(jié)構(gòu)。

8、作為本申請(qǐng)另一實(shí)施例，所述支護(hù)殼體為開口朝向圍巖一側(cè)的弧形結(jié)構(gòu)，所述讓壓錨具包括兩個(gè)交叉連接的支護(hù)殼體，兩個(gè)所述支護(hù)殼體內(nèi)的所述讓壓填充層相連；所述預(yù)應(yīng)力錨桿垂直貫穿兩個(gè)所述支護(hù)殼體的連接處的中心并將所述支護(hù)殼體固定在圍巖上。

9、本發(fā)明提供的隧道錨桿讓壓錨具的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明隧道錨桿讓壓錨具，弧形的支護(hù)殼體貼合于圍巖的下端面；支護(hù)殼體和預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)合，預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)圍巖施加支撐力形成主動(dòng)支護(hù)力，支護(hù)殼體的讓壓填充層在受外側(cè)壓力后沿其厚度方向屈曲變形，承載圍巖施加的壓力，實(shí)現(xiàn)讓壓的目的；實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力裝置和讓壓裝置的有效結(jié)合，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

10、還提供一種隧道錨桿讓壓錨具施工方法，采用了上述的隧道錨桿讓壓錨具，包括以下步驟：

11、s1、安裝預(yù)應(yīng)力錨桿和支護(hù)殼體；

12、s2、預(yù)應(yīng)力錨桿釋放預(yù)應(yīng)力；

13、s3、當(dāng)圍巖荷載超過預(yù)應(yīng)力錨桿的承載時(shí)，支護(hù)殼體的上端首先發(fā)生形變，讓壓填充層被壓縮；

14、s4、支護(hù)殼體持續(xù)壓縮變形直至圍巖壓力與支護(hù)力達(dá)到受力平衡，支護(hù)殼體達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

15、作為本申請(qǐng)另一實(shí)施例，所述支護(hù)殼體的讓壓應(yīng)力大于所述預(yù)應(yīng)力錨桿的初始應(yīng)力，所述支護(hù)殼體的讓壓應(yīng)力小于所述預(yù)應(yīng)力錨桿的承載力。

16、本發(fā)明提供的隧道錨桿讓壓錨具施工方法的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明隧道錨桿讓壓錨具施工方法，采用了上述隧道錨桿讓壓錨具，具備其所具備的所有的有益效果；支護(hù)殼體和預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)合，預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)圍巖施加支撐力形成主動(dòng)支護(hù)力，支護(hù)殼體的讓壓填充層在受壓后沿其厚度方向屈曲變形，承載圍巖施加的壓力，實(shí)現(xiàn)讓壓的目的；實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力裝置和讓壓裝置的有效結(jié)合，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.隧道錨桿讓壓錨具，其特征在于，包括預(yù)應(yīng)力錨桿(2)和支護(hù)殼體(1)；所述支護(hù)殼體(1)為弧形結(jié)構(gòu)，所述支護(hù)殼體(1)的開口端貼合于圍巖壁上，所述支護(hù)殼體(1)內(nèi)具有讓壓填充層(3)，所述讓壓填充層(3)具有沿厚度方向屈曲的自由度；所述預(yù)應(yīng)力錨桿(2)的第一端沿隧道的徑向貫穿所述支護(hù)殼體(1)的中心并伸入圍巖內(nèi)固定；所述預(yù)應(yīng)力錨桿(2)的第二端與所述支護(hù)殼體(1)的外側(cè)貼合固定。

2.如權(quán)利要求1所述的隧道錨桿讓壓錨具，其特征在于，所述讓壓填充層(3)為多孔結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的隧道錨桿讓壓錨具，其特征在于，所述讓壓填充層(3)為金屬材質(zhì)，所述讓壓填充層(3)沿所述殼體的厚度方向可壓縮；所述讓壓填充層(3)為蜂窩板狀結(jié)構(gòu)或多層依次連接的波紋板狀結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求1所述的隧道錨桿讓壓錨具，其特征在于，所述支護(hù)殼體(1)包括外側(cè)弧形板(11)和內(nèi)側(cè)弧形板(12)，所述外側(cè)弧形板(11)和所述內(nèi)側(cè)弧形板(12)間隔設(shè)置并借助封口端板連接，所述封口端板貼合于圍巖壁上，所述外側(cè)弧形板(11)、所述內(nèi)側(cè)弧形板(12)和所述封口端板圍設(shè)出用于容納所述讓壓填充層(3)的夾層空間。

5.如權(quán)利要求4所述的隧道錨桿讓壓錨具，其特征在于，所述外側(cè)弧形板(11)的厚度小于所述內(nèi)側(cè)弧形板(12)的厚度；所述外側(cè)弧形板(11)的厚度自中心朝向邊緣逐漸變薄。

6.如權(quán)利要求1所述的隧道錨桿讓壓錨具，其特征在于，所述支護(hù)殼體(1)為半球形結(jié)構(gòu)，所述支護(hù)殼體(1)的開口端的端面與隧道頂部的圍巖貼合，所述支護(hù)殼體(1)的封閉端朝下；所述支護(hù)殼體的周向借助錨固螺栓連接圍巖；所述預(yù)應(yīng)力錨桿(2)與所述支護(hù)殼體(1)的上下兩端均設(shè)有限位結(jié)構(gòu)。

7.如權(quán)利要求1所述的隧道錨桿讓壓錨具，其特征在于，所述支護(hù)殼體(1)為開口朝向圍巖一側(cè)的弧形結(jié)構(gòu)，所述讓壓錨具包括兩個(gè)交叉連接的支護(hù)殼體(1)，兩個(gè)所述支護(hù)殼體(1)內(nèi)的所述讓壓填充層(3)相連；所述預(yù)應(yīng)力錨桿(2)垂直貫穿兩個(gè)所述支護(hù)殼體(1)的連接處的中心并將所述支護(hù)殼體(1)固定在圍巖上。

8.隧道錨桿讓壓錨具施工方法，其特征在于，采用了如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的隧道錨桿讓壓錨具，包括以下步驟：

9.如權(quán)利要求8所述的隧道錨桿讓壓錨具施工方法，其特征在于，所述支護(hù)殼體(1)的讓壓應(yīng)力大于所述預(yù)應(yīng)力錨桿(2)的初始應(yīng)力，所述支護(hù)殼體(1)的讓壓應(yīng)力小于所述預(yù)應(yīng)力錨桿(2)的承載力。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種隧道錨桿讓壓錨具及施工方法，屬于隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，隧道錨桿讓壓錨具包括預(yù)應(yīng)力錨桿和支護(hù)殼體；支護(hù)殼體為開口朝下的弧形結(jié)構(gòu)，支護(hù)殼體的開口端貼合于圍巖壁上，支護(hù)殼體內(nèi)具有讓壓填充層，讓壓填充層具有沿厚度方向屈曲的自由度；預(yù)應(yīng)力錨桿的第一端沿隧道的徑向貫穿支護(hù)殼體的中心并伸入圍巖內(nèi)固定；預(yù)應(yīng)力錨桿的第二端與支護(hù)殼體的外側(cè)貼合固定。本發(fā)明提供的隧道錨桿讓壓錨具，支護(hù)殼體和預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)合，預(yù)應(yīng)力錨桿對(duì)圍巖施加支撐力形成主動(dòng)支護(hù)力，支護(hù)殼體的讓壓填充層在受壓后沿其厚度方向屈曲變形，承載圍巖施加的壓力，實(shí)現(xiàn)讓壓的目的；實(shí)現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力裝置和讓壓裝置的有效結(jié)合，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：吳斐,劉志春,胡指南,高新強(qiáng),王文正,楊會(huì)軍,林雪冰,郭小龍,王清江,周云超,王悅,郭佳楠,趙靜楠,金光碩,李昊,張竣猛,邵文翔,齊冉冉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：石家莊鐵道大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19