[实用新型]径向扩张式可伸缩锚具装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种径向扩张式可伸缩锚具装置。

背景技术

理论分析与实践经验表明，在锚杆支护系统的设计中，应满足锚杆变形(刚度)与围岩变形相协调。在松软、破碎、膨胀性围岩和动压影响条件下，应寻求具有与围岩变形量相适应的锚杆型式，以便允许围岩有一个卸压过程，这就是可伸缩式锚杆产生的背景。为了适应复杂岩体条件下围岩的变形特性，可伸缩锚杆应能提供一定初锚力、具有较大的极限伸缩量、具有恒阻式特征、有较高的长期稳定锚固力等要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于地下工程围岩支护的、在围岩膨胀后可用锚杆的伸长量来补偿其变形并进行卸压的径向扩张式可伸缩锚具装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种径向扩张式可伸缩锚具装置，包括带有锚环的锚具和设置在锚环前端的径向扩张式弹性套，锚环的后部外圈表面为圆柱面、前部外圈表面为锥面，径向扩张式弹性套为环形套，径向扩张式弹性套内圈表面为与锚环前端锥面形状相适配的内锥面，所述锚环的前端插入径向扩张式弹性套内。

所述径向扩张式弹性套为前后依次叠加设置，锚环的前端插入位于最后侧的径向扩张式弹性套内，锚具带有锚杆，锚杆依次穿过各个径向扩张式弹性套。

所述径向扩张式弹性套前端面设有凹槽、后端面对应上述凹槽设有凸起，相邻两径向扩张式弹性套的凹槽与凸起通过插接紧配合。

所述位于最前侧径向扩张式弹性套的前侧设有托板，托板设有用于穿插锚具锚杆的插孔。

所述锚具为夹片式锚具。 

本实用新型所述的径向扩张式可伸缩锚具装置，当围岩膨胀产生的锚固力加大后，锚固力通过锚杆传递到径向扩张式弹性套的内锥面上后，在径向分力的作用下，径向扩张式弹性套的内外直径变大，在锚固力轴向分力的作用下，锚环逐步进入径向扩张式弹性套内。

当围岩传递过来的轴向锚固力达到一定值后，径向扩张式弹性套内完全进入锚具锚环的后部圆柱面时，该弹性套失效，下一个径向扩张式弹性套的内锥面就与夹片式锚具锚环的前端锥面接触，继续工作，保证一定的锚固力不变，径向扩张式弹性套沿轴向方向压缩，增加了锚杆的工作长度，补偿了围岩的变形空间，对围岩进行了有效的泄压，避免了锚杆由于轴向力过大，被拉断的现象。

径向扩张式可伸缩锚具装置结构简单，使用方便，即可与夹片式锚具配用，也可与螺母固定式锚具配用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是径向扩张式弹性套的结构示意图。

具体实施方式

由图1和图2所示的一种径向扩张式可伸缩锚具装置，包括带有锚环1的锚具和设置在锚环1前端的径向扩张式弹性套2。

所述锚具为夹片式锚具,锚具还带有锚杆3和带有中心孔的夹片8，夹片8设置在锚环1内，锚杆3穿插过夹片8的中心孔。锚环1的后部外圈表面为圆柱面7、前部外圈表面为向内收缩的圆锥面6，即锚环1的后部为圆柱状，锚环1的前部为圆台状，当然，锚环1的后部与前部为同心设置。

径向扩张式弹性套2为环形套，径向扩张式弹性套2内圈表面为与锚环1前端外圈圆锥面6形状相适配的内锥面9，内锥面9也为前部向内收缩的圆锥面6。径向扩张式弹性套2设置数个，径向扩张式弹性套2前端面设有凹槽11、后端面对应上述前端面凹槽11设有凸起10，凹槽11为与径向扩张式弹性套2内锥面9同心的圆形凹槽11，凸起10为与径向扩张式弹性套2内锥面9同心的圆形凸起10，这样，径向扩张式弹性套2为前后依次叠加设置，相邻两径向扩张式弹性套2的凹槽11与凸起10通过插接紧配合，即前一个径向扩张式弹性套2的后端面的凸起10插入后一个径向扩张式弹性套2的前端面的凹槽11内。当锚杆3需要较大的补偿距离，多个径向扩张式弹性套2成组使用时，凸起10和凹槽11配合定位，保证锚环1前端外表面的圆锥面6与每个径向扩张式弹性套2内锥面9同心。

所述锚环1的前端插入位于最后侧的径向扩张式弹性套2内，锚环1的前端圆锥面6与位于最后侧径向扩张式弹性套2的内锥面9相贴合，锚环1的前端外圈圆锥面6与径向扩张式弹性套2的内锥面9锥度一致，两者配合形成工作面。

位于最前侧的径向扩张式弹性套2的前侧设有托板4，托板4设有用于穿插锚具锚杆3的插孔，所有径向扩张式弹性套2均被挡设于托板4后侧。锚杆3依次穿过锚环1内的夹片、各个径向扩张式弹性套2以及托板4。所述锚具的锚环1、锚杆3以及径向扩张式弹性套2和托板4为同轴心设置。

当然，本实用新型不拘泥于上述形式，锚具既可配用夹片式锚具又可配用螺母固定式锚具。并且，径向扩张式弹性套2可根据需要设置任意数量个。

工作时，将径向扩张式可伸缩锚具装置安装在孔口，托板4垫在围岩5上，夹片式锚具夹紧锚杆3，并产生一定的初锚力。根据要求补偿量的大小，设置多个径向扩张式弹性套2。当围岩5膨胀产生的锚固力加大后，锚固力沿锚杆3传递到径向扩张式弹性套2的内锥面9上后，在径向分力的作用下，径向扩张式弹性套2内外直径变大，在锚固力轴向分力的作用下，径向扩张式弹性套2轴向压缩，增加了锚杆3的工作长度，补偿了围岩5的变形空间，对围岩5进行了有效的泄压，避免了锚杆3由于轴向力过大，被拉断的现象，就保证了锚杆3的锚固力为定值。当围岩5传递过来的轴向锚固力达到一定值后，径向扩张式弹性套2内完全挤入锚环1后部的外圆柱面7时，该弹性套失效，下一个径向扩张式弹性套2的内锥面9就与锚环1前端外圈圆锥面6接触，继续工作，保证一定的锚固力不变。托板4是为了保证径向扩张式弹性套2在锚固力的作用下，不至于压入围岩5中，使锚固力发生变化。