[发明专利]一种可实时监测位移的分离式多功能锚杆及其使用方法

说明书

本发明公开的一种可实时监测位移的分离式多功能锚杆及其使用方法，属于矿山巷道、隧道或隧洞、地下工程支护领域。包括异形截面锚杆，异形截面锚杆包括柱状结构的锚杆体，锚杆体的外圆周相对开有两条径向设置的扇形凹槽，两条扇形凹槽贯通整个锚杆体；异形截面锚杆端部设有异形锚固端头，异形截面锚杆的尾部设有螺纹，螺纹上顺序设有用以锚固的托盘和防滑丝螺母，托盘上固定有位移监测系统，异形截面锚杆外露端处在两个扇形凹槽中分别设有固定凸起；其具有结构简单，功能多样、精度高、实时监测、结构合理、经济适用的优点。

技术领域

本发明涉及一种可实时监测位移的分离式多功能锚杆及其使用方法，尤其适用于矿山巷道、隧道或隧洞、地下工程领域。

背景技术

近年来，随着我国基础建设的快速发展，出现大量的深埋隧道和矿山井巷工程，面临的开采环境与地质条件愈加复杂多变，所带来围岩支护问题十分突出。锚杆作为目前锚固支护的最基本组成构件，能够在充分发挥围岩自身能力的同时起到锚固支护作用。经过大量的实验证明锚杆支护相对于其他支护方式具有成本低、使用灵活和支护效果好等特点，以锚杆为核心部件的锚固支护是目前经济高效的主要支护手段。

由于锚杆在支护中受被锚固围岩变形破坏和岩层错位，时常发生锚杆与锚固剂或锚固体与围岩发生脱锚失效的现象。又因为锚杆支护属于隐蔽施工工程，将锚杆锚入到围岩中，施工后难以发现并检测到锚杆是否锚固失效，存在较大的安全隐患，因此开展锚杆锚固性能监测以避免安全事故的发生至关重要。除此之外，在矿山巷道、隧道、地铁等地下工程施工时，经常需要对围岩内部位移进行测量，以确定围岩内部相对移动状态及保证其变形量处于安全范围内。而现在的围岩内部变形监测主要采用机械式多点位移计法，一般是通过钢丝绳连接的机械爪将5～7个测点固定在围岩内部不同深度处，在钢丝绳的另一端固定在带有刻度的PVC套管上；该种结构简单、使用方便、读数直观、价格低廉，但需人工读数存在较大的测量误差、浪费大量的人力且效率低，并且在实际安装时，机械爪在围岩钻孔中的位置无法准确确定，使得两点之间的相对位移存在偏差。综上所述，亟需研制一种集测量围岩变形量和能监测锚固失效功能为一体的锚杆，以解决现有测量效率低、测量不精确、程序繁琐、拆卸装置麻烦的问题。

发明内容

技术问题：针对现有技术的不足之处，本发明提供一种可实时监测位移的分离式多功能锚杆及其使用方法，其同时兼具测量围岩变形量和检测锚固是否失效的功能，以弥补现有锚杆及测量装置拆卸繁琐、测量精度低的缺陷。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明的一种可实时监测位移的分离式多功能锚杆，包括异形截面锚杆，异形截面锚杆包括柱状结构的锚杆体，锚杆体的外圆周相对开有两条径向设置的扇形凹槽，两条扇形凹槽贯通整个锚杆体；异形截面锚杆端部设有异形锚固端头，异形截面锚杆的尾部设有螺纹，螺纹上顺序设有用以锚固的托盘和防滑丝螺母，托盘上固定有位移监测系统，异形截面锚杆外露端处在两个扇形凹槽中分别设有固定凸起；

异形截面锚杆端部中间设有楔形体，异形截面锚杆两侧的扇形凹槽中分别间隔通过卡环固定有高强度钢丝B和高强度钢丝A，高强度钢丝B和高强度钢丝A外侧设有防腐蚀走线管，其中高强度钢丝A的端部通过设置在扇形凹槽端部的吊环螺栓b连接固定，高强度钢丝B的端部则通过吊环螺栓a与异形锚固端头的尾部连接；

异形锚固端头为端部设有倒钩的矛头结构，异形锚固端头的尾部设有与异形截面锚杆端部楔形体匹配的凹槽，异形锚固端头通过凹槽与楔形体机械连接；高强度钢丝B和高强度钢丝A的尾端穿过各自所在扇形凹槽的固定凸起与位移监测系统连接。