一种先柔后刚的锁脚锚杆组合支护装置的制作方法

本实用新型属于隧道施工支护技术领域，涉及一种先柔后刚的锁脚锚杆组合支护装置。

背景技术：

隧道穿越软弱地层时，由于软弱围岩自稳能力差，极易在施工中过程中出现大变形，造成初支开裂，钢拱架扭曲等问题，给施工及以后的安全运营带来隐患。锁脚锚杆具有能够有效控制钢拱架的沉降，提高支护结构整体性的特点，所以普遍应用于软弱围岩隧道建设当中。但在目前的施工过程中，锁脚锚杆与钢拱架直接焊接为一体，当承受一定的围岩压力时，由于焊接部位的焊接强度远小于钢拱架和锁脚锚杆的承载力极限，导致锁脚锚杆过早的失去支护作用；而且锁脚锚杆仅提供刚性支护方式，亦无法与相邻锚杆形成一体化支护结构，导致对钢拱架变形的控制效果不甚理想。

技术实现要素：

本实用新型为克服传统锁脚锚杆的不足，提供了一种先柔后刚的锁脚锚杆组合支护装置。

本实用新型的技术方案是：

一种先柔后刚的锁脚锚杆组合支护装置，包括两支先柔后刚的锁脚锚杆和位于杆端的U型联接锁，所述的U型联接锁将两个先柔后刚的锁脚锚杆连接在一起形成一体化支护结构；所述的锁脚锚杆的自由端设有可沿着锚杆轴线方向来回移动的弹性半球体和螺母，所述的弹性半球体可吸收钢拱架形变的部分能量，并通过所述的螺母旋紧固定，提供先柔后刚的支护方式；

所述的U型联接锁包括两个安装在锚杆杆端的类似于L型的圆管，其中一个圆管的自由端设有螺母本体，另一个圆管的端部设有一个与所述的螺母本体相配合的螺栓，两个圆管相连后形成U型联接锁。

进一步的，所述的圆管与锚杆的端部通过螺纹连接，在所述的圆管内部设有与锚杆的外螺纹配合的内螺纹；圆管通过螺旋与弹性半球体六角螺母紧密接触，为其提供支持力。

进一步的，所述的锁脚锚杆插装在不同的锚孔内，且相互平行。

进一步的，两个所述的L型圆管上下或者左右对称设置。

进一步的，所述的螺母本体、螺栓焊接在各自对应的所述圆管上。

进一步的，所述的螺母本体为一个实心的柱状结构，在其外部设有外螺纹；所述的螺栓为一个空心的柱状结构，在柱状结构的内部设有内螺纹，所述的内螺纹和外螺纹相互配合。

进一步的，所述的螺母本体、螺栓焊接在各自对应的所述圆管上。

具体的安装方法如下：

将同一钢拱架中的一个锁脚锚杆通过钻孔插入到充满锚固剂的锚杆孔内，另一个锁脚锚杆按照同样的方式放置在另一个锚杆孔内；沿着锚杆孔所在的方向，旋转两个锁脚锚杆自由端的可移动弹性半球体和六角螺母，直到无法转动为止；

在一个锁脚锚杆的杆端安装一个L型圆管，另一个锁脚杆的杆端安装另一个L型圆管，且旋转两个L型圆管与六角螺母紧密接触为止；

将一个L型圆管的自由端的螺母体旋入到另一个L型圆管的螺栓中，从而将两个L型圆管联接为一体，形成U型联接锁，最终两支锁脚锚杆与U型联接锁形成一体化支护结构。

与传统锁脚锚杆相比，本装置的优点是：

创造性的采用先柔后刚的支护方式，极大的增强了锁脚锚杆的支护作用效果；杆端U型联接锁的设置，将同一钢拱架中的两支锁脚锚杆联接成一体化支护结构，提高了支护的整体性和承载力，有效控制了钢拱架变形，保障了隧道的施工安全及运营安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本组合支护装置示意图；

图2为螺栓示意图；

图3为六角螺母体示意图；

图中：1锚杆头部，2锚杆，3弹性半球体和六角螺母,4圆管,5螺栓,6六角螺母体，7圆管。

具体实施方式

下面结合附图1、2和实例对本实用新型进一步说明。

本实用新型的整体结构如图1所示，先柔后刚的锁脚锚杆组合支护装置，包括两个先柔后刚的锁脚锚杆2和位于杆端的U型联接锁，所述的U型联接锁将两个先柔后刚的锁脚锚杆连接在一起形成一体化支护结构。

其中，锁脚锚杆的锚杆头部1固定在锚孔内，自由端设有可沿着锚杆轴线方向来回移动的弹性半球体和六角螺母3，所述的弹性半球体可吸收钢拱架形变的部分能量，并通过所述的六角螺母旋紧固定，提供先柔后刚的支护方式；

U型联接锁包括两个安装在锚杆杆端的类似于L型的圆管4，其中一个圆管4的自由端设有六角螺母本体6，另一个圆管7的端部设有一个与所述的六角螺母本体6相配合的螺栓5，两个圆管4、7相连后形成U型联接锁。

具体的如图1所示，所述的螺母本体6、螺栓5焊接在各自对应的所述圆管上；其中螺母本体6、螺栓5的位置可以交换。

其中螺母本体6、螺栓5的具体结构如图2、3所示；螺母本体6为一个柱状结构，在其外部设有外螺纹；所述的螺栓5为一个空心的柱状结构，在柱状结构的内部设有内螺纹，所述的内螺纹和外螺纹相互配合。

进一步的，圆管4、7与锚杆的端部均通过螺纹连接，在所述的圆管4、7内部设有与锚杆的外螺纹配合的内螺纹；圆管4、7沿着锚杆孔所在的方向旋入后与六角螺母紧密接触，为其提供支持力。

进一步的，两个锁脚锚杆插装在不同的锚孔内，且相互平行。

进一步的，两个所述的L型圆管4、7上下或者左右对称设置。

具体的安装方法如下：

将同一钢拱架中的一个锁脚锚杆通过钻孔，插入到充满锚固剂的锚杆孔内，另一个锁脚锚杆按照同样的方式安装在另一个锚孔内，沿着锚杆孔所在的方向，旋转锚杆自由端的可移动弹性半球体和六角螺母3，直到无法转动为止。

在一个锁脚锚杆杆端安装1#L型圆管4，另一个杆端安装2#L型圆管7，旋转至L型圆管与六角螺母3紧密接触为止。

向外旋转套入1#L型圆管4自由端的六角螺母体6，便可将螺栓5套入六角螺母体6中，从而将1#L型圆管4与2#L型圆管7联接为一体，形成U型联接锁，最终两支锁脚锚杆与U型联接锁形成一体化支护结构。

本实用新型中所述的弹性半球体类似于一个密封圈类的结构，其主要作用是为了用于吸收钢拱架形变的部分能量，其紧密的套装在锚杆上。

本实用新型中的弹性半球体与六角螺母之间相互接触，不连接，是两个独立的部件，通过六角螺母进行旋转拧紧，使弹性半球体与六角螺母之间紧密接触，形成一体化的先柔后刚支护结构。

综上所述，本实用新型通过增设弹性半球体和六角螺母，创造性的采用先柔后刚的支护方式，极大的增强了锁脚锚杆的支护作用效果；杆端U型联接锁的设置，将同一钢拱架中的两支锁脚锚杆联接成一体化支护结构，提高了支护的整体性和承载力，有效控制了钢拱架变形，保障了隧道的施工安全及运营安全。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。