變徑管楔錨杆的製作方法

2023-06-23 22:40:21 2

專利名稱:變徑管楔錨杆的製作方法
與採礦、地下工程和土建加固工程有關。
傳統的點錨錨杆(諸如楔縫式、脹殼式、倒楔式錨杆及樹脂點錨錨杆)，靠頂部的點錨錨固和尾部的墊板對圍巖的壓緊而起支護作用。因此，這種錨杆對圍巖的加固只有兩個作用點；如果其中任一點遭到破壞，例如墊板處巖石稍鬆脫或掉落，則整根錨杆完全失效。因此這類錨杆的抗爆破、抗震和抗圍巖移動的能力很差。而且，這類錨杆安裝比較麻煩，特別是手工擰螺母費工費時不安全，造價也比較高，對巖孔孔深孔徑和搬運存放的要求較嚴。
水泥砂漿錨杆雖屬全長錨固，而且價廉，但其施工甚為複雜，勞動條件差，不能及時受載。
美國J.J.Scott博士七十年代發明了縫管式錨杆(Split－Sets)。這種錨杆是一根沿縱向全長都開了縫的非變徑管，用高強度鋼(δb≥42kg／mm2)製成。這種錨杆安裝簡便，對巖石表層的加固能力強，抗震、抗爆破能力也強。但這種錨杆的錨固力僅3～6噸，而且由於它無堅固的頂錨，故其許用錨固力及錨固深度利用率分別僅達40％和60％，錨杆的錨固指數(Anchorage Index，每噸拔拉力所相應的位移量)竟達2.5毫米／噸，幾乎為常用錨杆的最低水平，故它的支護可靠性差。此外，由於它對巖孔孔徑的要求嚴格，錨杆的廢次品率常常高達10～15％；由於它無變徑段，故它的安裝受空間的限制，也無任何預拉力效果。(參看 ①E。霍克編著的《Underground Excavations in Rock》，1980年；②「煤炭科學技術」1984，NO6。)中國長沙礦山研究院研製的楔管式錨杆，綜合和發展了上述錨杆的優點，又避免了上述錨杆的某些缺點，是一種綜合性能良好的錨杆。然而，楔管式錨杆要求熟練工人安裝，常有「掉楔子」和「卡釺」現象發生，這就影響了錨杆的安裝合格率及其經濟效果。此外，其楔子結構的脹開量尚嫌不足，楔子的長度也可減小。
本實用新型是為了改進楔管錨杆的現有缺點，又保持楔管式錨杆的優點。
新提出的變徑管楔錨杆(圖1)，由變徑管(1)、上楔(2)、下楔(3)、檔環(4)和碟形墊板(5)所組成，一般用普碳鋼或工程塑料製作。其主體是變徑管(1)，由不同直徑、不同結構的三段組成。其中的第一段也稱「縫管段」，沿縱向開了縫並作了擴徑加工。第二段(中段)則保持小圓管狀態，以便能自由地將其放入巖石鑽孔中，以適應小空間安裝使用，也使錨杆在安裝頂錨時兼有2～3噸予拉力。第三段也稱「楔頭段」，其外徑被擴大至稍大於中段(以形成一個臺階用以擋住下楔，確保在安裝錨杆過程中下楔不掉落)但小於縫管段外徑3毫米以上(以便能將其自由地放入巖孔中)，而且沿其縱向開有兩條直縫(6)，供安裝時楔頭脹開。楔頭段可用擴徑法加工(圖1)，也可焊以外套管而代之(圖2)。試驗證明，焊接外套時，只要在外圓周臺階密焊一圈並再補加四個加強焊點(兩對對徑點，外套管先對徑地鑽孔，後焊)，則其焊牢程度相當於錨杆下部的擋環(4)雙邊地焊牢在管(1)之外壁上。圖1中的上楔(2)帶有柱面的半邊被焊牢在楔頭管段之半邊內壁上；上、下楔的尾部倒角後，楔子長度可減短，重量更輕，要求的巖孔更淺。上、下楔的楔角以5～12°為宜；裝配時，上、下楔的倒角面緊靠在一起。
本變徑管楔錨杆的一般規格為長度1.2～5米(其中縫管段長0.7～1.5米，楔頭段0.1～0.2米，中段長度可根據安裝空間而適當選取)；管壁厚度2～4毫米；變徑管縫管段外徑34～50毫米，中段外徑24～40毫米，楔頭段外徑31～47毫米。上、下楔的直徑大於變徑管中段內徑但略小於楔頭段內徑，因此，在安裝錨杆過程中，上、下楔決不會掉落，也不會卡釺。
本變徑管楔錨杆可用普通鑿巖機及其鋼釺安裝，無需專用設備；但要求巖孔孔徑小於縫管段外徑1～3毫米，孔深深於錨杆長度5釐米以上。首先安裝縫管段，再取一根稍長於錨杆長度的鋼釺放入管中
套在鑿巖機上，開足馬力衝擊下楔，直至衝不進為止，最後取出鋼釺即成。
本變徑管楔錨杆安裝方便(1～2分鐘／根)，安裝勞動強度低。決無「掉楔子」或「卡釺」現象，安裝後能立即承載，安裝合格率97～99％，能抗震抗爆，報廢率幾乎為零，安裝質量也極易檢查；其錨固功能之多乃當今錨杆之首，初錨力也高達8～12噸(幾乎達到管體抗斷力)；它對巖層的適應性廣(單軸抗壓強度300kg／cm2以上的巖層都適用)；它可用普碳鋼製作(甚至可用廢次鋼管制作)，材源廣，價格低，它對存放和搬運無特殊要求，在任何情況下都無環境汙染。因此，使用變徑管楔錨杆可將錨杆支護的可靠性提高到一個新的水平。這種錨杆一般用作臨時支護，但灌漿、封口或復噴以混凝土之後，也可作永久支護。
實施本實用新型的最好方式
之一，利用3／4″水煤氣管(外徑26.75，壁厚2.75毫米)加工而成的縫管段外徑36～38毫米的變徑管楔錨杆，其楔頭段無論是採用擴徑法加工或用1″管(外徑33.5，內徑27，壁厚3.25毫米)套焊而成，並且採用12°的楔子楔角時，錨杆的錨固力都可達7～8噸。這種規格的錨杆需量很大，因為它對2～3米跨度的巷道特別適用，無論是錨固力、耗鋼量或價格都相宜，因而有重大的經濟價值。
之二，利用1″水煤氣管(外徑33.5，壁厚3.25毫米)加工而成的縫管段外徑43毫米的變徑管楔錨杆，其楔頭段無論是採用擴徑法加工或用φ40×3.0毫米的鋼管套焊而成，並且採用5°的楔角時，錨杆的錨固力都可達10～12噸。這種規格的錨杆對於採礦場、硐室及隧道等大跨度地下工程很適用。
權利要求
1.變徑管楔錨杆，本實用新型的特徵是由三段變徑管和倒了角的上下楔等五個零件組成的變徑管楔錨杆。
2.權利(1)所述的變徑管楔錨杆，其特徵是楔頭段的外徑稍大於中段，但小於縫管段3毫米以上。楔頭段可用擴徑法加工，也可焊以外套管而代之。其內設有上、下楔，而且上、下楔的直徑大於變徑管中段內徑，但略小於楔頭段內徑；上楔帶有柱面的半邊被焊牢在楔頭管段之半邊內壁上。
3.權利(1)所述的變徑管楔錨杆，其特徵是一般用鋼材製成，也可用工程塑料製作。
4.權利(1)所述的變徑管楔錨杆，其特徵是一般規格為長1.2～5米，其中縫管段長0.7～1.5米，楔頭段0.1～0.2米，中段長度可根據安裝空間適當選取；管壁厚度2～4毫米；變徑管縫管段外徑34～50毫米，中段外徑24～40毫米，楔頭段外徑31～47毫米。
專利摘要
變徑管楔錨杆。與採礦、地下工程及土建加固有關。本實用新型提出一種用於地下和地面工程加固的錨杆，其特點是錨固功能多，錨固力高，對巖層適應性廣，安全可靠，安裝方便。錨杆由經過三段變徑的變徑管、上下楔、擋環和碟形墊板組成。本錨杆一般用作臨時支護，但灌漿、封口或復噴以混凝土之後也可作永久支護。本錨杆解決了楔管式錨杆要求熟練工人安裝和「掉楔」、「卡釺」及楔頭脹開量欠佳等問題。本錨杆綜合和發展了傳統的點錨錨杆、當代的縫管式錨杆及楔管式錨杆的優點，又避免了上述錨杆的某些缺點。
文檔編號E21D21/00GK85201938SQ85201938
公開日1986年3月19日 申請日期1985年5月21日
發明者羅邦兆, 顏恩澤, 謝開維 申請人:長沙礦山研究院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan