[实用新型]一种高锚固力可协调变形的锚杆

说明书

本实用新型属于锚杆支护技术领域，具体涉及一种高锚固力可协调变形的锚杆，具体包括可弯曲自旋锚杆杆体、大开孔蝶形托盘和单面球形螺母，所述可弯曲自旋锚杆杆体由自旋段和弯曲段组成，自旋段与弯曲段为一体成型结构，所述大开孔蝶形托盘的中心设置有用于可弯曲自旋锚杆杆体角度转动的通孔，所述可弯曲自旋锚杆杆体的弯曲段一端贯穿大开孔蝶形托盘的通孔与单面球形连接。本实用新型利用大开孔蝶形托盘设计，可弯曲自旋锚杆杆体在大开孔蝶形托盘的通孔中可以完成一定角度的转动，实现了高锚固力可协调变形的锚杆在围岩长时间持续变形下锚杆与岩体变形的相协调，使锚杆支护系统由过去无法改变支护方向的刚性结构变成了可以转动的类桁架结构。

技术领域

本实用新型属于锚杆支护技术领域，具体涉及一种高锚固力可协调变形的锚杆。

背景技术

目前，锚杆支护作为一种主动支护形式，在岩土工程已得到广泛应用，但是在一些松软大变形隧道的支护工程中还存有一定的缺陷，限制了锚杆支护作用的有效发挥。普通锚杆对围岩变形方向的控制有限，无法实现与围岩变形相适应的持续协调变形。锚杆支护角度一旦确定，锚杆对围岩变形方向的控制几乎无法改变。而围岩变形的时间一般比较长，特别是在工程项目完成后还有可能发生位移，如滑移、断裂等现象。普通锚杆因变形储备量较小，且支护角度确定，无法随着围岩的持续变形方向而进行协调支护变形，易造成锚杆断裂，致使支护失效。

此外，市面上的传统蝶形托盘在目前的实际应用中具有一定缺陷，第一、由于传统蝶形托盘的开孔设计为球面形，锚杆实现转动主要依靠球形螺母嵌入球面开孔实现转动，但这样的设计在围岩发生持续较大变形时极易使球面螺母压裂球形开孔，致使转动失效。第二、由于开孔尺寸较小，即使能实现转动，也是较小角度的转动，如果岩层出现较大错动变形，无法有效协调围岩变形。第三、锚杆在深入围岩后，随围岩一起受力变形，除了会出现一定角度的偏转之外，往往还会因为上部岩层的断裂，出现锚杆整体的滑移错动，传统的蝶形托盘设计，只能完成一定角度转动，而无法实现锚杆整体的滑移变形协调。因此，需研发一种锚固方向可随围岩发生持续协调变形的锚杆。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高锚固力可协调变形的锚杆，解决现有技术中锚杆锚固方向单一、无法持续协调变形的问题。

本实用新型的实现过程如下：

一种高锚固力可协调变形的锚杆，包括可弯曲自旋锚杆杆体、大开孔蝶形托盘和单面球形螺母，所述可弯曲自旋锚杆杆体由自旋段和弯曲段组成，自旋段与弯曲段为一体成型结构，所述大开孔蝶形托盘的中心设置有用于可弯曲自旋锚杆杆体角度转动的通孔，所述可弯曲自旋锚杆杆体的弯曲段一端贯穿大开孔蝶形托盘的通孔与单面球形螺母连接，所述自旋段是实心杆身的圆周面上设置有螺旋状旋丝锚叶的螺纹钢杆；所述弯曲段是弯曲状且可伸长的螺纹钢杆，所述弯曲段为实心杆身，所述通孔的直径d3≥螺纹钢杆直径d4的1.5倍。

进一步，所述可弯曲自旋锚杆杆体的弯曲段一端设置有外螺纹，所述单面球形螺母设置有与弯曲段的外螺纹相匹配的内螺纹，所述可弯曲自旋锚杆杆体的弯曲段一端贯穿大开孔蝶形托盘的通孔与单面球形螺母通过螺纹连接。

进一步，所述单面球形螺母的一端为球面蘑菇头状，所述单面球形螺母的另一端为正六边形柱体结构，所述单面球形螺母的球面蘑菇头状一端的外径D1大于通孔的直径d3。

进一步，所述单面球形螺母的球面蘑菇头状一端的外径D1比通孔的直径d3大20mm。

进一步，所述大开孔蝶形托盘的一面为平面结构，大开孔蝶形托盘的另一面为弧面结构，所述大开孔蝶形托盘具有弧面结构的一面与单面球形螺母的球面蘑菇头状一端相接触。

进一步，所述螺旋状旋丝锚叶是通过机器冷加工后焊接在可弯曲自旋锚杆杆体上，所述自旋段的螺旋状旋丝锚叶的旋转角为60°。

进一步，所述大开孔蝶形托盘为正方形、长方形或圆形中任意之一。