一种新型分级增阻让压装置

1.本发明属于隧道工程技术领域，尤其涉及一种新型分级增阻让压装置。


背景技术：

2.随着交通、能源等行业的快速发展，地下工程施工过程中开采深度越来越大，面对深部高地应力环境，即使是中硬以上的岩体，也会表现出软岩特征，如果是在西南地区甚至会遇到遇水膨胀软岩，软岩在开挖后具有持续变形难以稳定以及稳定后受到扰动又会继续发生变形的特点。因此，上述工程将不可避免地遇到软岩大变形的问题，而这又会给支护系统带来挑战，如果支护系统不能提供足够承载力、及时有效控制围岩变形，可能会发生锚杆破断、拱架变形、隧道垮塌的事故。锚杆作为目前现场主要的支护构件由于刚度较大、变形较小并不能适应这种变形，当形变量超过极限伸长量时则会被拉断，导致支护失效，而现有的各种可变性锚杆也存在一些不足，有的是形变量不够，有的是工序过于复杂，若对现有锚杆改动过大会增加工人劳动强度。根据锚杆支护特征曲线与围岩收敛曲线得知，允许围岩发生变形可适当减小支护系统的工作阻力，最终达到平衡状态，从而有效控制围岩变形。这是本申请需要着重改善的地方。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种新型分级增阻让压装置，其特征在于，包括杆体，设于杆体一端端部外周的第一增阻环，与杆体螺纹连接并固定第一增阻环的螺帽、设于第一增阻环外周的第一增阻套、设于第一增阻套外周的第二增阻套，第一增阻套和第二增阻套背离托盘一侧的端部分别一体固定有第一定位封头和第二定位封头，第二增阻套于螺帽一侧的端部外周设有托盘；
4.第一增阻环的外周、第一增阻套和第二增阻套的内周皆设有增阻让压的肋纹结构，位于各部件相邻的表面的肋纹结构相互配合设置。
5.进一步地，当围岩向托盘施加的压力大于第一增阻套和第一增阻环之间的摩擦力时，第一增阻套相对第一增阻环发生相对滑动，直至第一增阻环抵达第一定位封头时，完成一级让压；当托盘施加的压力大于第一增阻套和第二增阻套之间的摩擦力时，第二增阻套相对第一增阻套发生相对滑动，直至第一定位封头与第二定位封头相接触时，完成二级让压。
6.进一步地，杆体背离螺帽的另一端端部一体设有椎体。
7.进一步地，第一增阻环的长度小于第一增阻套的长度。
8.进一步地，通过延长第一增阻套和第二增阻套的长度满足更大的岩体变形量的要求。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：
10.1、本发明新型分级增阻让压装置充分发挥结构优势，重复利用各构件，使资源利用率更大化，且装置工艺简单、操作方便，最大程度减轻工人劳动强度，投入小。
11.2、本发明可通过延长第一增阻套和第二增阻套的长度满足更大的岩体变形量的要求，在安装时可及时施加预应力。
附图说明
12.图1是本发明实施例新型分级增阻让压装置的结构示意图；
13.图2是本发明实施例新型分级增阻让压装置一级让压状态的示意图；
14.图3是本发明实施例新型分级增阻让压装置二级让压状态的示意图；
15.图4是本发明实施例新型分级增阻让压装置肋纹的结构示意图。
具体实施方式
16.下面将结合示意图对本发明一种新型分级增阻让压装置进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果，因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
17.如图1所示，一种新型分级增阻让压装置包括同轴设置的杆体1、螺帽2、第一增阻环3、第一增阻套4、第二增阻套6和托盘8。
18.第一增阻环3设在杆体1的顶部外周，杆体1的顶部外周设有螺纹，通过旋拧螺帽2限定第一增阻环3从杆体1的顶部脱落。
19.参考图4，第一增阻套4为“u”形状，其开口处设在第一增阻环3的外周，其外周和第一增阻环3的内周之间设置有用于增加摩擦力以及增压、让压的肋纹9，第一增阻环3通过肋纹9和螺帽2在不工作时限定在第一增阻套4的开口处。
20.第二增阻套6同样为“u”形状，其长度大于第一增阻套4的长度，同样的，其开口处设置在第一增阻套4的外周，并通过肋纹9增加第一增阻套4和第二增阻套6之间的摩擦力以及达到增压、让压的效果。
21.第一增阻套4和第二增阻套6背离开口的底部分别为第一定位封头5和第二定位封头7，第一定位封头5和第二定位封头7都分别和第一增阻套4以及第二增阻套6一体设置。第一定位封头5和第二定位封头7的中部都设置有通孔，通孔用于杆体1的通过。
22.杆体1的底端端部设置有椎体，椎体的设置便于杆体1插入围岩，省时省力。
23.参考图1-3，本发明具体的操作流程：
24.第一步：首先在支护巷道中打孔，钻孔直径与杆体1直径相匹配，到达底后退出钻杆，再换大尺寸钻头将扩孔段孔口加粗，加粗后的直径与第二增阻套6的外径匹配。
25.第二步：向钻孔中注锚固剂，将杆体1端部朝向孔底依次穿过一级增阻环3、一级增阻套4、二级增阻套6后安装在钻孔中，及时拧紧螺母2将让压装置各部件固定，在锚固剂凝固前用钻机旋紧螺母，达到设计的预紧力，如图1所示，其中一级增阻环3、螺帽2可以选用硬质合金或优质钢，保证足够高的强度，二级增阻套5选用允许适当变形的钢材。
26.第三步：在围岩压力作用下，当支护阻力超过一级增阻环3与一级增阻套4的摩擦力时，在径向作用力下一级增阻套4膨胀变形，两者开始发生相对滑动，到达一级定位封头5位置时一级让压结束。
27.第四步：在一级让压结束后，随着围岩变形的继续发展，开始进行二级让压过程，
一级增阻套4作为二次让压过程中的增阻环，与二级增阻套6发生相对滑动，到二级定位封头7位置处完成本实施例的最大让压量。
28.原则上，通过延长增阻套管的长度可以满足不同变形量的需求。甚至，同理，增加第三增阻套、第四增阻套等等同样能够达到满足更高变形量的效果。
29.上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种新型分级增阻让压装置，其特征在于，包括杆体，设于所述杆体一端端部外周的第一增阻环，与所述杆体螺纹连接并固定所述第一增阻环的螺帽、设于第一增阻环外周的第一增阻套、设于所述第一增阻套外周的第二增阻套，所述第一增阻套和第二增阻套背离所述托盘一侧的端部分别一体固定有第一定位封头和第二定位封头，所述第二增阻套于所述螺帽一侧的端部外周设有托盘；所述第一增阻环的外周、第一增阻套和第二增阻套的内周皆设有增阻让压的肋纹结构，位于各部件相邻的表面的肋纹结构相互配合设置。2.根据权利要求1所述的新型分级增阻让压装置，其特征在于，当围岩向所述托盘施加的压力大于所述第一增阻套和所述第一增阻环之间的摩擦力时，所述第一增阻套相对所述第一增阻环发生相对滑动，直至所述第一增阻环抵达第一定位封头时，完成一级让压；当所述托盘施加的压力大于所述第一增阻套和所述第二增阻套之间的摩擦力时，所述第二增阻套相对所述第一增阻套发生相对滑动，直至所述第一定位封头与所述第二定位封头相接触时，完成二级让压。3.根据权利要求1所述的新型分级增阻让压装置，其特征在于，所述杆体背离所述螺帽的另一端端部一体设有椎体。4.根据权利要求1所述的新型分级增阻让压装置，其特征在于，所述第一增阻环的长度小于所述第一增阻套的长度。5.根据权利要求1所述的新型分级增阻让压装置，其特征在于，通过延长所述第一增阻套和第二增阻套的长度满足更大的岩体变形量的要求。

技术总结
本发明提供一种新型分级增阻让压装置，包括杆体，设于杆体顶端外周的第一增阻环和固定第一增阻环的螺帽，设于第一增阻环外周的第一增阻套、设于第一增阻套外周的第二增阻套和设于第二增阻套外周的托盘，其中，第一增阻套和第二增阻套的底端分别一体设有第一定位封头和第二定位封头，第一定位封头和第二定位封头的中部皆设有通孔供杆体穿过，第一增阻套的长度小于第二增阻套，杆体的底端端部设有便于插入的椎体，本发明充分发挥结构优势，重复利用各构件，使资源利用率更大化，且装置工艺简单、操作方便，最大程度减轻工人劳动强度，投入小；还可通过延长第一增阻套和第二增阻套的长度满足更大的岩体变形量的要求，在安装时可及时施加预应力。施加预应力。施加预应力。


技术研发人员：李安云 李森 谢雄耀 康鑫 康元锋
受保护的技术使用者：中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司 同济大学
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/18