專(zhuān)利名稱(chēng):變徑管楔錨桿的制作方法
與采礦、地下工程和土建加固工程有關(guān)。
傳統(tǒng)的點(diǎn)錨錨桿(諸如楔縫式、脹殼式、倒楔式錨桿及樹(shù)脂點(diǎn)錨錨桿)，靠頂部的點(diǎn)錨錨固和尾部的墊板對(duì)圍巖的壓緊而起支護(hù)作用。因此，這種錨桿對(duì)圍巖的加固只有兩個(gè)作用點(diǎn)；如果其中任一點(diǎn)遭到破壞，例如墊板處巖石稍松脫或掉落，則整根錨桿完全失效。因此這類(lèi)錨桿的抗爆破、抗震和抗圍巖移動(dòng)的能力很差。而且，這類(lèi)錨桿安裝比較麻煩，特別是手工擰螺母費(fèi)工費(fèi)時(shí)不安全，造價(jià)也比較高，對(duì)巖孔孔深孔徑和搬運(yùn)存放的要求較嚴(yán)。
水泥砂漿錨桿雖屬全長(zhǎng)錨固，而且價(jià)廉，但其施工甚為復(fù)雜，勞動(dòng)條件差，不能及時(shí)受載。
美國(guó)J.J.Scott博士七十年代發(fā)明了縫管式錨桿(Split－Sets)。這種錨桿是一根沿縱向全長(zhǎng)都開(kāi)了縫的非變徑管，用高強(qiáng)度鋼(δb≥42kg／mm2)制成。這種錨桿安裝簡(jiǎn)便，對(duì)巖石表層的加固能力強(qiáng)，抗震、抗爆破能力也強(qiáng)。但這種錨桿的錨固力僅3～6噸，而且由于它無(wú)堅(jiān)固的頂錨，故其許用錨固力及錨固深度利用率分別僅達(dá)40％和60％，錨桿的錨固指數(shù)(Anchorage Index，每噸拔拉力所相應(yīng)的位移量)竟達(dá)2.5毫米／噸，幾乎為常用錨桿的最低水平，故它的支護(hù)可靠性差。此外，由于它對(duì)巖孔孔徑的要求嚴(yán)格，錨桿的廢次品率常常高達(dá)10～15％；由于它無(wú)變徑段，故它的安裝受空間的限制，也無(wú)任何預(yù)拉力效果。(參看 ①E?；艨司幹摹禪nderground Excavations in Rock》，1980年；②“煤炭科學(xué)技術(shù)”1984，NO6。)中國(guó)長(zhǎng)沙礦山研究院研制的楔管式錨桿，綜合和發(fā)展了上述錨桿的優(yōu)點(diǎn)，又避免了上述錨桿的某些缺點(diǎn)，是一種綜合性能良好的錨桿。然而，楔管式錨桿要求熟練工人安裝，常有“掉楔子”和“卡釬”現(xiàn)象發(fā)生，這就影響了錨桿的安裝合格率及其經(jīng)濟(jì)效果。此外，其楔子結(jié)構(gòu)的脹開(kāi)量尚嫌不足，楔子的長(zhǎng)度也可減小。
本實(shí)用新型是為了改進(jìn)楔管錨桿的現(xiàn)有缺點(diǎn)，又保持楔管式錨桿的優(yōu)點(diǎn)。
新提出的變徑管楔錨桿(圖1)，由變徑管(1)、上楔(2)、下楔(3)、檔環(huán)(4)和碟形墊板(5)所組成，一般用普碳鋼或工程塑料制作。其主體是變徑管(1)，由不同直徑、不同結(jié)構(gòu)的三段組成。其中的第一段也稱(chēng)“縫管段”，沿縱向開(kāi)了縫并作了擴(kuò)徑加工。第二段(中段)則保持小圓管狀態(tài)，以便能自由地將其放入巖石鉆孔中，以適應(yīng)小空間安裝使用，也使錨桿在安裝頂錨時(shí)兼有2～3噸予拉力。第三段也稱(chēng)“楔頭段”，其外徑被擴(kuò)大至稍大于中段(以形成一個(gè)臺(tái)階用以擋住下楔，確保在安裝錨桿過(guò)程中下楔不掉落)但小于縫管段外徑3毫米以上(以便能將其自由地放入巖孔中)，而且沿其縱向開(kāi)有兩條直縫(6)，供安裝時(shí)楔頭脹開(kāi)。楔頭段可用擴(kuò)徑法加工(圖1)，也可焊以外套管而代之(圖2)。試驗(yàn)證明，焊接外套時(shí)，只要在外圓周臺(tái)階密焊一圈并再補(bǔ)加四個(gè)加強(qiáng)焊點(diǎn)(兩對(duì)對(duì)徑點(diǎn)，外套管先對(duì)徑地鉆孔，后焊)，則其焊牢程度相當(dāng)于錨桿下部的擋環(huán)(4)雙邊地焊牢在管(1)之外壁上。圖1中的上楔(2)帶有柱面的半邊被焊牢在楔頭管段之半邊內(nèi)壁上；上、下楔的尾部倒角后，楔子長(zhǎng)度可減短，重量更輕，要求的巖孔更淺。上、下楔的楔角以5～12°為宜；裝配時(shí)，上、下楔的倒角面緊靠在一起。
本變徑管楔錨桿的一般規(guī)格為長(zhǎng)度1.2～5米(其中縫管段長(zhǎng)0.7～1.5米，楔頭段0.1～0.2米，中段長(zhǎng)度可根據(jù)安裝空間而適當(dāng)選取)；管壁厚度2～4毫米；變徑管縫管段外徑34～50毫米，中段外徑24～40毫米，楔頭段外徑31～47毫米。上、下楔的直徑大于變徑管中段內(nèi)徑但略小于楔頭段內(nèi)徑，因此，在安裝錨桿過(guò)程中，上、下楔決不會(huì)掉落，也不會(huì)卡釬。
本變徑管楔錨桿可用普通鑿巖機(jī)及其鋼釬安裝，無(wú)需專(zhuān)用設(shè)備；但要求巖孔孔徑小于縫管段外徑1～3毫米，孔深深于錨桿長(zhǎng)度5厘米以上。首先安裝縫管段，再取一根稍長(zhǎng)于錨桿長(zhǎng)度的鋼釬放入管中
套在鑿巖機(jī)上，開(kāi)足馬力沖擊下楔，直至沖不進(jìn)為止，最后取出鋼釬即成。
本變徑管楔錨桿安裝方便(1～2分鐘／根)，安裝勞動(dòng)強(qiáng)度低。決無(wú)“掉楔子”或“卡釬”現(xiàn)象，安裝后能立即承載，安裝合格率97～99％，能抗震抗爆，報(bào)廢率幾乎為零，安裝質(zhì)量也極易檢查；其錨固功能之多乃當(dāng)今錨桿之首，初錨力也高達(dá)8～12噸(幾乎達(dá)到管體抗斷力)；它對(duì)巖層的適應(yīng)性廣(單軸抗壓強(qiáng)度300kg／cm2以上的巖層都適用)；它可用普碳鋼制作(甚至可用廢次鋼管制作)，材源廣，價(jià)格低，它對(duì)存放和搬運(yùn)無(wú)特殊要求，在任何情況下都無(wú)環(huán)境污染。因此，使用變徑管楔錨桿可將錨桿支護(hù)的可靠性提高到一個(gè)新的水平。這種錨桿一般用作臨時(shí)支護(hù)，但灌漿、封口或復(fù)噴以混凝土之后，也可作永久支護(hù)。
實(shí)施本實(shí)用新型的最好方式
之一，利用3／4″水煤氣管(外徑26.75，壁厚2.75毫米)加工而成的縫管段外徑36～38毫米的變徑管楔錨桿，其楔頭段無(wú)論是采用擴(kuò)徑法加工或用1″管(外徑33.5，內(nèi)徑27，壁厚3.25毫米)套焊而成，并且采用12°的楔子楔角時(shí)，錨桿的錨固力都可達(dá)7～8噸。這種規(guī)格的錨桿需量很大，因?yàn)樗鼘?duì)2～3米跨度的巷道特別適用，無(wú)論是錨固力、耗鋼量或價(jià)格都相宜，因而有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
之二，利用1″水煤氣管(外徑33.5，壁厚3.25毫米)加工而成的縫管段外徑43毫米的變徑管楔錨桿，其楔頭段無(wú)論是采用擴(kuò)徑法加工或用φ40×3.0毫米的鋼管套焊而成，并且采用5°的楔角時(shí)，錨桿的錨固力都可達(dá)10～12噸。這種規(guī)格的錨桿對(duì)于采礦場(chǎng)、硐室及隧道等大跨度地下工程很適用。
權(quán)利要求
1.變徑管楔錨桿，本實(shí)用新型的特征是由三段變徑管和倒了角的上下楔等五個(gè)零件組成的變徑管楔錨桿。
2.權(quán)利(1)所述的變徑管楔錨桿，其特征是楔頭段的外徑稍大于中段，但小于縫管段3毫米以上。楔頭段可用擴(kuò)徑法加工，也可焊以外套管而代之。其內(nèi)設(shè)有上、下楔，而且上、下楔的直徑大于變徑管中段內(nèi)徑，但略小于楔頭段內(nèi)徑；上楔帶有柱面的半邊被焊牢在楔頭管段之半邊內(nèi)壁上。
3.權(quán)利(1)所述的變徑管楔錨桿，其特征是一般用鋼材制成，也可用工程塑料制作。
4.權(quán)利(1)所述的變徑管楔錨桿，其特征是一般規(guī)格為長(zhǎng)1.2～5米，其中縫管段長(zhǎng)0.7～1.5米，楔頭段0.1～0.2米，中段長(zhǎng)度可根據(jù)安裝空間適當(dāng)選?。还鼙诤穸?～4毫米；變徑管縫管段外徑34～50毫米，中段外徑24～40毫米，楔頭段外徑31～47毫米。
專(zhuān)利摘要
變徑管楔錨桿。與采礦、地下工程及土建加固有關(guān)。本實(shí)用新型提出一種用于地下和地面工程加固的錨桿，其特點(diǎn)是錨固功能多，錨固力高，對(duì)巖層適應(yīng)性廣，安全可靠，安裝方便。錨桿由經(jīng)過(guò)三段變徑的變徑管、上下楔、擋環(huán)和碟形墊板組成。本錨桿一般用作臨時(shí)支護(hù)，但灌漿、封口或復(fù)噴以混凝土之后也可作永久支護(hù)。本錨桿解決了楔管式錨桿要求熟練工人安裝和“掉楔”、“卡釬”及楔頭脹開(kāi)量欠佳等問(wèn)題。本錨桿綜合和發(fā)展了傳統(tǒng)的點(diǎn)錨錨桿、當(dāng)代的縫管式錨桿及楔管式錨桿的優(yōu)點(diǎn)，又避免了上述錨桿的某些缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21D21/00GK85201938SQ85201938
公開(kāi)日1986年3月19日 申請(qǐng)日期1985年5月21日
發(fā)明者羅邦兆, 顏恩澤, 謝開(kāi)維 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙礦山研究院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan