[发明专利]一种膨胀式摩擦预应力锚杆结构及其使用方法

说明书

一种膨胀式摩擦预应力锚杆结构及其使用方法，包括套管、锚杆主体、限位膨胀器、固定托盘及高强螺母；套管外表面进行拉毛处理以增大与周围岩土体发生相对滑移时的摩擦力，提高锚固强度；锚杆主体顶端设置有固定块，固定块下放设置有内表面分布螺纹的楔形元件，通过此楔形元件与限位膨胀器共同作用，实现连接位置处的锚杆膨胀效果，另一端与外接预应力施加装置相连接，对锚杆施加预应力，增加锚固效果。本发明在进行支护时，不仅锚固效果强，同时还具有一定的冲击缓冲效果，能够应对一定强度的矿山冲击，且易于施工。

技术领域

本发明涉及边坡和巷道支护技术领域，特别涉及一种膨胀式摩擦预应力锚杆结构及其使用方法。

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，但存在长期锚固力不足及容易滑移现象的出现，尤其是在对于岩层间的锚固过程中，锚固失效现象时有发生，对工程的安全生产活动造成巨大威胁。

传统锚杆在生产和使用时工序较多，且对适用的支护环境存在限制，在应用过程中存在一定的制约。

发明内容

为了解决现有技术存在的锚杆长期在岩土体中长期锚固力不足、滑移现象的出现、锚杆制作及操作复杂等问题，本发明提供了一种膨胀式摩擦预应力锚杆结构及其使用方法，通过在锚杆主体上设置楔形元件，利用其与限位膨胀器的接触实现与岩土体的锚固，进一步增大彼此间的摩擦力，弹簧的设置可缓冲一定强度的矿山冲击，同时预应力的施加也增强了该锚杆的锚固力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种膨胀式摩擦预应力锚杆结构，包括套管、锚杆主体、限位膨胀器、固定托盘、弹簧片及高强固定螺母；

所述锚杆主体的一端设有固定块及楔形元件，另一端通过螺纹与固定托盘、高强螺母连接；

所述套管的一端通过凸起部分与限位膨胀器利用弹簧进行连接，另一端为与固定托盘接触的自由端。

所述锚杆主体与顶部固定块的连接方式为焊接，与楔形元件、固定托盘及高强螺母的连接方式均为螺纹连接。

所述螺母为高强度螺母。

上述一种膨胀式摩擦预应力锚杆结构的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将锚杆主体放入预留孔，尽量使其处在预留孔的中间位置；

步骤二：放入限位膨胀器，并通过弹簧与套管对其固定；

步骤三：通过固定托盘对其进行固定，随后通过外接预应力施加装置对锚杆主体进行张拉，待预应力施加完成后，利用弹力片及高强螺母对其进行固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

一、本发明通过锚杆自身的膨胀性能与周围岩土体进行接触，不易产生滑移，可时刻保持设计的锚固强度，同时预应力的施加，可进一步提高其锚固强度，具有长期锚固力稳定等优点。

二、本发明限位膨胀器与套管间设置的弹簧可以缓冲一定强度的矿山冲击，在冲击作用下可以继续工作，降低矿山冲击对于支护的影响效果，对安全生产及工人的人身安全具有重要意义。

附图说明

图1是本发明提供的膨胀式摩擦预应力锚杆结构的整体示意图；