一种TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置及使用方法与流程

本发明属于锚杆技术领域，具体涉及一种TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置及使用方法。

背景技术：

TBM掘进速度快是优于传统人工钻爆法特征之一，可达到约30米/天，由于TBM的快速掘进，如果锚杆抗拉拔检测未及时进行，将不能利用TBM设备平台，后续检测将遇到很大困难。TBM装置与成形的洞壁围岩距离只有约20cm，为确保TBM设备安全通过实际预留锚杆大约10cm，而锚杆抗拉拔力设备有效工作长度为40cm左右；并且TBM自带的锚杆钻机所安装的锚杆具有一定倾斜度，更增加了锚杆检测难度。因此需要一种结构简单、设计合理的TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置及方法，使锚杆裸露长度延长到锚杆抗拉拔力有效长度，并且解决了锚杆与倾斜岩面存在倾斜角度的问题，检测时间短，有效的降低了工程成本，具有推广价值。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置及使用方法，其结构简单、设计合理，采用通过螺纹套筒和锚杆延长杆使锚杆裸露长度延长到锚杆抗拉拔力有效长度，并解决了锚杆与倾斜岩面存在倾斜角度的问题，适用范围广，有效的降低了工程成本，减少了检测试验耗时，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置，其特征在于：包括锚杆延长机构、承压件和拉拔力加载机构，所述锚杆延长机构包括用于延长锚杆外露长度的锚杆延长杆以及用于连接锚杆延长杆和锚杆的连接件，所述承压件包括承压板和可供连接件穿过的支撑管，所述承压板上开设有供连接件穿过的通孔，所述承压板与支撑管固定连接，所述支撑管的横截面为倾斜面，所述倾斜面的倾斜角度与倾斜岩面的倾斜角度配合。

上述的一种TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置，其特征在于：所述拉拔力加载机构包括空心千斤顶、与空心千斤顶连接的液压泵和用于连接锚杆延长杆的锚杆接头，所述液压泵上设置有压力表和液压泵手柄。

上述的一种TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置，其特征在于：所述连接件为螺纹套筒，所述螺纹套筒内设置有内螺纹，所述锚杆延长杆的一端和锚杆的外露端均设置有与所述内螺纹配合的外螺纹。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理的TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置的使用方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、延长锚杆，具体过程如下：

步骤101：测量锚杆的外露长度d₁；

步骤102：确定锚杆延长杆的长度d₃：d₃＝d₂-d₁，d₂表示锚杆抗拉拔有效长度；

步骤103：将长度为d₃的锚杆延长杆的一端和外露长度为d₁的锚杆的外露端通过连接件紧固连接；

步骤二、试验锚杆拉拔力，具体过程如下：

步骤201：测量倾斜岩面的倾斜角度α，对支撑管进行加工，使支撑管倾斜面的倾斜角度等于α，将承压件穿过锚杆延长杆和锚杆，使得支撑管的倾斜面与倾斜岩面的倾斜面重合；

步骤202：将锚杆拉力计的锚杆接头和锚杆延长杆紧固连接，再将空心千斤顶套在锚杆延长杆上；

步骤203：压动锚杆拉力计的液压泵手柄，对空心千斤顶加压，锚杆延长杆上所受的拉力可在锚杆拉力计的压力表上读出，即为锚杆所受的拉力，当锚杆被拉出、压力表的读数急剧变化或压力表上的读数达到要求压力值时，停止试验。

上述的方法，其特征在于：所述锚杆抗拉拔有效长度d₂满足：40cm≤d₂≤50cm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的结构简单，设计合理，实现及使用操作方便。

2、本发明采用通过连接件和锚杆延长杆使锚杆裸露长度延长到锚杆抗拉拔力有效长度，方便抗拉拔力检测，避免了锚杆外露长度不够造成锚杆接头滑扣或空心千斤顶掉下伤人等危险，与焊接延长的方法相比，省时、省力，连接件和锚杆延长杆可重复多次使用，有效的降低了工程成本，减少了检测试验耗时。

3、本发明的承压件具有与倾斜岩面的倾斜角度配合的倾斜面，解决了锚杆与倾斜岩面存在倾斜角度造成空心千斤顶施压不均的问题。

4、本发明可用于铁路、公路、水利、水电、城市地铁、越江、海底隧道等大规模的基础设施建设项目，适用范围广。

综上所述，本发明结构简单、设计合理，采用通过连接件和锚杆延长杆使锚杆裸露长度延长到锚杆抗拉拔力有效长度，并解决了锚杆与倾斜岩面存在倾斜角度的问题，适用范围广，有效的降低了工程成本，减少了检测试验耗时，使用操作方便，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置的结构示意图。

图2为本发明承压件的结构示意图。

附图标记说明:

1—承压件； 2—锚杆延长杆； 3—连接件；

4—锚杆； 5—锚杆接头； 6—空心千斤顶；

7—压力表； 8—液压泵手柄； 9—液压泵；

1-1—承压板； 1-2—支撑管。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括锚杆延长机构、承压件1和拉拔力加载机构，所述锚杆延长机构包括用于延长锚杆4外露长度的锚杆延长杆2以及用于连接锚杆延长杆2和锚杆4的连接件3，所述承压件1包括承压板1-1和可供连接件3穿过的支撑管1-2，所述承压板1-1上开设有供连接件3穿过的通孔，所述承压板1-1与支撑管1-2固定连接，所述支撑管1-2的横截面为倾斜面，所述倾斜面的倾斜角度与倾斜岩面的倾斜角度配合。

如图1所示，本实施例中，所述拉拔力加载机构包括空心千斤顶6、与空心千斤顶6连接的液压泵9和用于连接锚杆延长杆2的锚杆接头5，所述液压泵9上设置有压力表7和液压泵手柄8。

本实施例中，所述连接件3为螺纹套筒，所述螺纹套筒内设置有内螺纹，所述锚杆延长杆2的一端和锚杆4的外露端均设置有与所述内螺纹配合的外螺纹。

本实施例中，一种TBM掘进段锚杆抗拉拔检测试验装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、延长锚杆，具体过程如下：

步骤101：测量锚杆4的外露长度d₁，

步骤102：确定锚杆延长杆2的长度d₃：d₃＝d₂-d₁，d₂表示锚杆4抗拉拔有效长度d₂，

步骤103：将长度为d₃的锚杆延长杆2的一端和外露长度为d₁的锚杆4的外露端通过连接件3紧固连接；

步骤二、试验锚杆拉拔力，具体过程如下：

步骤201：测量倾斜岩面的倾斜角度α，对支撑管1-2进行加工，使支撑管1-2倾斜面的倾斜角度等于α，将承压件1穿过锚杆延长杆2和锚杆4，使得支撑管1-2的倾斜面与倾斜岩面的倾斜面重合；

步骤202：将锚杆拉力计的锚杆接头5和锚杆延长杆2紧固连接，再将空心千斤顶6套在锚杆延长杆2上；

步骤203：压动锚杆拉力计的液压泵手柄8，对空心千斤顶6加压，锚杆延长杆2上所受的拉力可在锚杆拉力计的压力表7上读出，即为锚杆4所受的拉力，当锚杆4被拉出、压力表7的读数急剧变化或压力表7上的读数达到要求压力值时，停止试验。

本实施例中，所述锚杆4抗拉拔有效长度d₂满足：40cm≤d₂≤50cm。

具体实施时，首先测量锚杆4的外露长度d₁，确定锚杆4抗拉拔有效长度d₂，40cm≤d₂≤50cm，根据公式d₃＝d₂-d₁计算锚杆延长杆2的长度d₃，然后将长度为d₃的锚杆延长杆2的一端和外露长度为d₁的锚杆4的外露端通过螺纹套筒螺纹连接，使锚杆4的裸露长度延长到锚杆抗拉拔力有效长度，方便检测，避免了锚杆4外露长度不够造成锚杆接头5滑扣或空心千斤顶6掉下伤人等危险，使用完成后，拆卸掉连接件3和锚杆延长杆2，确保TBM设备安全通过。焊接钢筋延长锚杆4的方法在锚杆抗拉拔检测试验结束后为了使TBM安全通过仍需将焊接的钢筋割除，与焊接延长的方法相比，连接件3和锚杆延长杆2可重复多次使用，有效的降低了工程成本，减少了检测试验耗时，可广泛用于铁路、公路、水利、水电、城市地铁、越江、海底隧道等大规模的基础设施建设项目。

测量倾斜岩面的倾斜角度α，对支撑管1-2进行加工，使支撑管1-2倾斜面的倾斜角度等于α，将承压件1穿过锚杆延长杆2和锚杆4，使得支撑管1-2的倾斜面与倾斜岩面的倾斜面重合，解决了锚杆4与倾斜岩面存在倾斜角度造成空心千斤顶6施压不均的问题，提高检测精度。

将锚杆接头5和锚杆延长杆2紧固连接，再将空心千斤顶6套在锚杆延长杆2上，空心千斤顶6与承压板1-1充分接触；压动液压泵手柄8，液压泵9给空心千斤顶6加压，锚杆延长杆2上所受的拉力可在压力表7上读出，即为锚杆4所受的拉力，当锚杆4被拉出、压力表7的读数急剧变化或压力表7上的读数达到要求压力值时，停止试验。

以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。