一种多级可收缩防脱锚杆结构及使用方法与流程

本发明属于边坡和巷道支护的技术领域，尤其涉及一种多级可收缩防脱锚杆结构及使用方法。

背景技术：

随着基础建设和发展实体经济需求的快速提高，资源开采迅速，复杂地质条件下的资源开采迫在眉睫，锚杆作为一种方便快捷的锚固构件，对岩土体加固起到了关键作用，给工程施工带来了很多便利。施工中岩土体在开挖后原始应力场平衡被打破导致结构失稳，新的应力场形成需要借助外力达到稳定，锚杆的锚固力是作为新应力场平衡最常见的一种外力，锚杆由于自身构造简单，易施工，使用范围广泛等特点被广泛用于边坡处理、道桥、地下空间工程、隧道工程、煤炭开采巷道支护等施工现场，加快了工程进度节约了施工时间和成本。

现有的锚杆种类繁多但大多数存在着不可回收等技术问题，尤其锚杆长时间在岩土中受到腐蚀不能进行更换导致锚固性能减弱、强度降低，对工程今后的使用和检修造成一定的安全隐患，传统锚杆大多数都需要对钻孔内进行注浆来增加锚固效果。

传统锚杆在生产和使用时工序较多，用材方面浪费较大，不符合绿色环保的理念。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的锚杆不能回收利用、锚杆长期在岩土中受腐蚀导致锚固力下降、锚杆制作及操作复杂等问题，本发明提供了一种多级可收缩防脱锚杆结构及使用方法，可回收利用、无需注浆直接与岩土体进行接触、能够解决传统锚杆长期在岩土中腐蚀所带来的锚固力下降的问题，制作方式和操作方式简单、易施工、锚固力高。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种多级可收缩防脱锚杆结构，包括锚杆主体、套在所述锚杆主体外的第一套筒和第二套筒、与所述第一套筒连接的第一支撑体、连接在所述第一套筒和第二套筒之间的第二支撑体；所述锚杆主体远离支撑体的一端设有螺纹部，所述螺纹部与螺母连接，所述锚杆主体的另一端固定有第一圆环；所述第一支撑体的一端与所述第一圆环铰接，所述第一支撑体的另一端与所述第一套筒铰接；通过拧紧所述螺母推动所述第一套筒和第二套筒以撑开所述第一支撑体和第二支撑体，使第一支撑体和第二支撑体充分嵌入岩土体内。

可选的，所述第一套筒包括第一空心管和分别固定于该第一空心管两端的第二圆环和第三圆环；所述第二套筒包括第二空心管和第四圆环，所述第二空心管的一端与第四圆环连接，其另一端通过托盘与所述螺母相连。

进一步的，所述第一支撑体和第二支撑体均包括通过铰关节连接在一起的上支撑和下支撑。

可选的，所述第一圆环、第二圆环、第三圆环和第四圆环上均设置有铰槽，支撑体的两端通过所述铰槽与对应的圆环铰接。

进一步的，所述上支撑和下支撑均由方形钢管构成。

进一步的，所述铰关节为销轴，两根钢管分别与销轴连接的一端均能绕销轴转动。

本发明还提供一种上述的多级可收缩防脱锚杆结构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：在施工工作面进行打孔，孔径大于套筒直径的10-15mm，孔的深度视实际需要结合锚杆主体的长度决定；

步骤二：将多级可收缩防脱锚杆结构放入所打的钻孔中，通过拧紧锚杆主体末端的螺母来推动套筒前进，从而撑开两级支撑体，使支撑体充分嵌入岩土体内，锚固完成；

步骤三：回收或者更换多级可收缩锚杆结构时，可通过反转螺母使支撑之间合拢，进行回收或者更换。

由上，本发明的多级可收缩防脱锚杆结构及使用方法通过拧紧锚杆主体末端的螺母撑开两级支撑，从而进行锚固，两级支撑撑开后与岩土体进行充分挤压形成挤压阻力，并嵌入岩土体内以达到防止脱落的效果，无需注浆直接与岩土体进行充分接触，根据岩土体性质通过螺母控制支撑成梭形张开，形成的梭形面的大小来改变锚固力，根据螺母拧紧程度来控制锚杆与土体的挤压力，从而使多级可收缩防脱锚杆结构达到最佳的锚固状态，增强土体的稳定性；多级可收缩防脱锚杆结构基于收缩的特点解决了长期在岩土体中微生物的腐蚀作用造成锚杆锚固力下降的问题，通过多级支撑形成的梭形面嵌入岩土体解决了锚杆一定程度的脱落问题；通过收缩支撑完成锚杆的更换和回收；多级可收缩防脱锚杆结构易施工、锚固力强，构造简单，在软土及软岩体中能够达到最佳的锚固效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1为本发明的多级可收缩防脱锚杆结构的立体结构示意图；

图2是本发明提供的多级可收缩防脱锚杆结构的立面示意图；

图3是本发明提供的多级可收缩防脱锚杆结构主体部分与第一套筒的剖面图；

图4是本发明提供的多级可收缩防脱锚杆结构主体部分与第二套筒的剖面图；

图5是本发明提供的多级可收缩防脱锚杆结构锚固前或者回收后的立面图。

图中，1-第一圆环；2、5、9、12-铰槽；3、11-铰关节；4-1-上支撑；4-2-下支撑；4-第一支撑体；6-第二圆环；7-第一套筒；8-第三圆环；10-1-上支撑；10-2-下支撑；10-第二支撑体；13-第四圆环；14-第二套筒；15-托盘；16-螺母；17-锚杆主体。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图5所示，本发明提供了一种多级可收缩防脱锚杆结构，包括锚杆主体17、第一套筒7、第二套筒14和第一支撑体4、第二支撑体10。

锚杆主体17的一端设有螺纹部，螺纹部与螺母16连接，锚杆主体17共套设有第一圆环1、第二圆环6、第三圆环8、第四圆环13，锚杆主体17穿过第一套筒7、第二套筒14。锚杆主体17的另一端固定有第一圆环1。

第一套筒7包括第一空心管和第二圆环6、第三圆环8，第一空心管的一端与第二圆环6连接，其另一端与第三圆环8连接，第二套筒14包括第二空心管和第四圆环13，第二空心管的一端与第四圆环13相连，其另一端通过托盘15与螺母16相连，第二圆环6设置于靠近第一圆环1的一侧，第四圆环13设置于靠近第三圆环8的一侧。

第一支撑体4的上支撑4-1与下支撑4-2、第二支撑体10的上支撑10-1与下支撑10-2分别通过铰关节3、11进行连接，上支撑4-1的一端与第一圆环1连接，另一端与下支撑4-2连接，下支撑4-2的另一端与第二圆环6连接，上支撑10-1的一端与第三圆环8连接，其另一端与下支撑10-2连接，下支撑10-2的另一端与第四圆环13连接。

本实施例中，如图1所示，锚杆主体17为实心钢柱，锚杆主体17与第一圆环1固定连接，在锚杆主体17的另一端均设置有螺纹，螺纹部的长度根据实际锚固情况确定。第一套筒7的空心管与第二圆环6、第三圆环8通过焊接连接。第二套筒14的空心管与第四圆环13通过焊接连接。螺母16与托盘15、第二套筒14相邻设置，螺母16为高强度螺母，通过拧紧螺母16将彼此相对距离缩短，在拧紧过程中产生的挤压力、摩阻力及螺母16的带动下锚杆主体17向外拉伸，由于力的相对性，在向外拉伸的同时，第一套筒7与岩土体产生反向摩阻力会对第二圆环6产生指向第一圆环1的推力，从而将第一支撑体4(4-1及4-2组成的支撑)撑开，同时第二套筒14与岩土体产生反向摩阻力会对第四圆环13产生指向第三圆环8的推力，从而将第二支撑体10(10-1及10-2组成的支撑)撑开，也就是说通过拧紧螺母16推动第一套筒7、第二套筒14从而撑开第一支撑体4、第二支撑体10，从而将两级支撑顺利打开。

上述上支撑4-1和下支撑4-2各包括一根方形钢管，两者之间通过铰关节3进行连接，组成第一支撑体4，上支撑10-1和下支撑10-2各包括一根方形钢管，两者之间通过铰关节11进行连接，组成第二支撑体10。铰关节3、铰关节11为销轴，两根钢管分别于销轴连接的一端均能绕销轴转动，第一支撑体4与第一圆环1、第二圆环6通过铰接连接，第二支撑体10与第三圆环8、第四圆环13通过铰接连接。本实施例中，方形钢管的摩擦力最好，方形钢管的摩擦力好于圆形等其他形状的钢管的摩擦力，第一圆环6设置有铰槽2，第二圆环6设置有铰槽5，第三圆环8设置有铰槽9，第四圆环13设置有铰槽12，使第一支撑体4的两根钢管更好的与第一圆环1和第二圆环6铰接，使第二支撑体10的两根钢管更好的与第三圆环8和第四圆环13铰接。

上述的多级可收缩防脱锚杆结构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、在施工工作面进行打孔，孔径大于第一套筒7、第二套筒14直径的10-15mm，孔的深度由锚杆主体17的长度决定；

步骤二、将多级收缩式锚杆结构放入所打的孔中，托盘15紧贴土体后，通过拧紧螺母16推动第一套筒7、第二套筒14从而撑开第二圆环6、第四圆环13和第一支撑体4、第二支撑体10，使第一支撑体4、第二支撑体10充分嵌入岩土体内，完成锚固；

步骤三、回收或者更换多级可收缩锚杆结构时，通过旋开螺母16使第一支撑体4和第二支撑体10合拢，进行回收或者更换。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。