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原文传递一种用于软硬互层岩体中锚索结构及其施工方法

专利名称：	一种用于软硬互层岩体中锚索结构及其施工方法
摘要：	本发明提供一种用于软硬互层岩体中锚索结构及其施工方法，锚索结构包括软岩单元、硬岩单元、多个锚索固定单元、锚索以及驱动装置；软岩单元、硬岩单元和锚索固定单元均包括锚索管和连杆机构，锚索管沿上下向延伸，连杆机构上端铰接于锚索管外侧壁，下端可向上移动安装于锚索管外侧壁，硬岩单元的连杆机构与锚孔内侧壁相抵接，软岩单元的连杆机构中部设有刀片，刀片被插入至软岩内；锚索沿上下向延伸，可拆卸安装于锚索固定单元的锚索管侧壁，锚索一侧与多个锚索管相连，另一侧与多个连杆机构中部相连；驱动装置驱动多个连杆机构下端向上移动，连杆机构带动锚索位于锚孔侧壁与锚索管之间。本发明有效的提高锚固段的锚固力，提升岩体的锚固效果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	中国地质大学(武汉)
发明人：	王亮清;姜耀飞;方堃;汪兴旺;田建林
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910548954.9
公开号：	CN110439005A
代理机构：	武汉知产时代知识产权代理有限公司
代理人：	龚春来
分类号：	E02D17/20(2006.01);E;E02;E02D;E02D17
申请人地址：	430000湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号
主权项：	1.一种用于软硬互层岩体中锚索结构，用于设于锚孔内，其特征在于，包括软岩单元、硬岩单元、多个锚索固定单元、锚索以及驱动装置；所述软岩单元、所述硬岩单元和所述锚索固定单元均包括锚索管和连杆机构，所述锚索管沿上下向延伸，所述软岩单元的锚索管用于与软岩相对，所述硬岩单元的锚索管用于与硬岩相对，所述软岩单元的锚索管与所述硬岩单元的锚索管可通过所述锚索固定单元的锚索管连接；所述连杆机构上端铰接于所述锚索管外侧壁，下端可向上移动安装于所述锚索管外侧壁，以使所述连杆机构具有沿上下向延伸的初始状态、和中部向外凸伸的凸伸状态；所述硬岩单元的所述连杆机构位于所述凸伸状态时，所述连杆机构中部与所述锚孔内侧壁相抵接，所述软岩单元的所述连杆机构中部设有刀片，所述软岩单元的所述连杆机构位于所述凸伸状态时，所述刀片插入至所述软岩内；所述锚索沿上下向延伸，可拆卸安装于所述锚索固定单元的锚索管侧壁，所述锚索一侧通过多根拉绳分别与多个所述锚索固定单元的锚索管相连，另一侧通过多根拉绳分别与多个所述锚索固定单元的连杆机构中部相连；所述驱动装置驱动多个所述连杆机构下端向上移动，以使多个所述连杆机构从所述初始状态移动至所述凸伸状态，所述连杆机构带动所述锚索位于所述锚孔侧壁与所述锚索管之间。 2.如权利要求1所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，其特征在于，所述软岩单元、所述硬岩单元和所述锚索固定单元均包括传力架，所述传力架设于所述锚索管外围，且与所述锚索管同轴，所述连杆机构下端与对应的所述传力架铰接，所述驱动装置驱动所述传力架向上移动。 3.如权利要求2所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，其特征在于，所述锚索管侧壁向内凹陷形成沿上下向延伸且沿周缘间隔分布的多个限位凹槽，所述传力架呈环形设置，侧壁向内凹陷形成配合凹槽，所述配合凹槽与所述限位凹槽相对应，以限定所述传力架在所述锚索管周向上的活动。 4.如权利要求3所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，其特征在于，所述连杆机构均包括上连杆和下连杆，所述上连杆上端铰接于所述限位凹槽底壁，所述上连杆下端与所述下连杆上端铰接以形成铰接部，所述下连杆下端与所述配合凹槽内壁铰接，所述连杆机构位于所述初始状态时，所述连杆机构和所述刀片位于所述限位凹槽内，所述刀片设于所述软岩单元的所述铰接部上；驱动装置驱动所述传力架向上移动，使所述铰接部向外凸伸，以使所述软岩单元的所述刀片插进所述软岩中，所述硬岩单元的的铰接部与所述锚孔内侧壁相抵接。 5.如权利要求1所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，其特征在于，所述锚索管侧壁均向内凹陷形成沿上下向延伸且沿周缘间隔分布的多个容纳凹槽，所述软岩单元和所述硬岩单元的所述多个容纳凹槽一一对应设置，所述锚索可拆卸安装于所述容纳凹槽内；和/或，所述用于软硬互层岩体中锚索结构还包括连接管，所述连接管沿上下向延伸且与所述锚索管同轴，以连接相邻的所述锚索管。 6.如权利要求1所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，其特征在于，所述驱动装置包括多个驱动组件，每个所述锚索管均对应一个所述驱动组件，所述驱动组件包括螺杆和从动组件，所述从动组件包括传力绳、均设于所述锚索管内的固定部、主动齿轮、从动齿轮和旋转杆；所述固定部固定于所述锚索管内侧壁，所述固定部贯穿设有沿上下向延伸的通孔，所述螺杆沿上下向延伸，所述螺杆上端用于向外拉伸，下端穿过所述通孔位于所述固定部下方，所述主动齿轮设有螺孔，所述主动齿轮通过所述螺孔与所述螺杆配合安装于所述螺杆下端，所述螺杆向上移动而带动所述主动齿轮旋转；所述从动齿轮设于所述主动齿轮外围，可旋转安装于所述锚索管内，所述从动齿轮中部固定有沿上下向延伸的旋转杆，所述限位凹槽底壁开设有穿孔，所述穿孔位于所述传力架上方，所述传力绳一端固定于所述旋转杆上，另一端穿过所述穿孔固定于所述传力架上，所述从动齿轮通过与所述主动齿轮啮合，以使所述主动齿轮带动所述从动齿轮旋转，从而带动所述旋转杆轴向旋转，使所述传力绳环绕至所述旋转杆上以带动所述传力架向上移动。 7.如权利要求6所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，其特征在于，所述限位凹槽内侧壁固定有水平向延伸的支撑杆，所述支撑杆与所述穿孔相对，所述传力绳位于所述支撑杆上。 8.如权利要求6所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，其特征在于，与所述软岩单元的所述多个锚索管相对的所述多个螺杆之间通过连接件依次相连，与所述硬岩单元的所述多个锚索管相对的所述多个螺杆之间通过连接件依次相连。 9.如权利要求8所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，其特征在于，所述连接件为拉绳，所述拉绳外设于固定部内，所述固定部固定于所述锚索管内侧壁，所述固定部内侧壁设有限位部，所述拉绳外侧壁设有配合部，所述限位部与所述配合部配合，以对所述拉绳在周向上限位。 10.一种用于软硬互层岩体中锚索结构的施工方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的用于软硬互层岩体中锚索结构，包括以下步骤：在钻孔过程中，取芯并定义岩心类别，记录所述岩心在所述锚孔中的位置及长度，从而确定所述锚孔中锚固段和自由段的位置和长度，确定所述锚固段对应所述硬岩和所述软岩的分布位置及长度，根据所述锚孔直径确定所述锚索在所述锚孔中的分布位置，从而确定所述拉绳的长度；根据所述锚固段对应所述硬岩和所述软岩的分布位置及长度，确定所述软岩单元、所述硬岩单元和所述锚索固定单元的组装方式，确定所述自由段中所述锚索固定单元的组装方式；将组装后的锚索结构送入所述锚孔的预设位置，利用驱动装置驱动所述硬岩单元、所述软岩单元和所述锚索固定单元的连杆机构均位于拉伸位置；根据设计要求配置水泥砂浆，并将所述水泥砂浆注入至锚孔中，封锚。
所属类别：	发明专利