⑴ 什么叫钢筋的机械锚固
机械锚固是相对于纵筋的锚固来说的,当纵筋受到支座宽度等限制时,可能无法满足直锚长度或弯锚平直段的最小要求,而采取的锚固端加强的一种措施。钢筋伸入支座的长度,设计和规范有规定,一般为Lae(是纵向受拉钢筋的抗震锚固长度)任何情况下不得小于250mm。锚固长度是指钢筋伸入砼支座的长度。钢筋的锚固长度就是为了加强钢筋与混凝土的机械咬合力。
锚杆支护广泛应用于地下工程且使用量逐年增加。预应力结构能否形成是判断锚杆支护合理性的标准,预应力结构的厚度及承载力是控制围岩变形的关键,它取决于构件的布置及预拉力的大小,国内金属锚杆在300k.m扭矩作用下预紧力一般在10—30kn,在受爆破等的影响下紧固件松动,造成围岩反复松动,支护效果差。现国内相近的金属锚杆三种,一种是专利号99221864.0所述的回采巷道胀壳式快速安装锚杆,杆身由圆钢制成,其外端加工螺纹,采用托盘和螺母紧固,其杆尾加工成圆台形,安装时套上一个带有槽缝的圆筒形胀壳。其不足是:1、杆尾为圆台式,圆台的大头直径几乎等于钻孔直径,无法使用树脂药卷进行加长锚固;2、其胀壳为圆筒形,与钻孔壁产生的摩擦力低,锚杆容易松动,失去预应力的作用。第二种是普通的螺纹钢锚杆,其外端采用托盘和与螺纹钢螺丝相配套的螺母紧固,尾部采用树脂药卷锚固,其不足是:1、外端的螺纹依靠杆体的自身螺纹,螺距大,紧固时预应力小;2、尾部采用树脂药卷锚固,紧固时需待药卷凝固后再进行安装速度慢。第三种是倒楔式锚杆,锚杆尾部与配合的小楔紧固,受其结构限制,其缺点是预应力小。为此,发明了全预应力金属锚杆机械锚固装置,力求克服上述问题。
⑵ 吴爱祥的授权专利
一种机械化安装树脂锚杆的方法,发明专利,ZL200910235545.X 一种细菌浸出治理硫化矿石自燃的方法,发明专利,ZL200610144116.8 排土场管注浸出法,发明专利,ZL200510032424.7 尾矿管道浸出工艺,发明专利,ZL200510032428.5 波形底柱分段空场采矿法,发明专利,ZL98112772.X 一种槽浸工艺中的布液方法,发明专利,ZL201010188602 一种高含泥氧化矿分类筑堆方法,发明专利,ZL200910093015.6 一种水力构筑矿堆的方法,发明专利,ZL200910086184.7 一种适用于固定树脂锚固药卷的树脂帽,发明专利,ZL200910235544.5 一种充填体支护的方法,发明专利,ZL201010131828.2 一种浸矿用菌种快速培育装置,实用新型专利,ZL200820079487.7 双电机同向同步振动出矿机,实用新型专利,ZL03202723.0 一种多功能自动控制柱浸试验装置,实用新型专利,ZL201110096274.1 崩落采矿法,发明专利,ZL90105539.5 一种高含泥氧化矿分级浸出方法,发明专利,ZL201010188598.3 料仓用多锥体振动活化助流装置,发明专利,ZL95237177.4
⑶ 锚杆支护新技术
惠田全能自旋锚杆体系
1.自旋锚杆概述
自旋锚杆是螺旋锚杆的一种,如果合理使用就成为顶级锚杆。
螺旋锚杆是上世纪初期开发的软土层锚杆之一,因为这种锚杆施工简单快速被广泛应用在一些野外工程或岩土体的辅助锚固上。在长期的研究实践中,西安科技大学惠兴田教授深入分析传统螺旋锚杆并在1999年发明了一种新型的螺旋式锚杆→自旋锚杆。自旋锚杆扬弃传统螺旋锚杆的大锚叶结构,采用中空连续小旋丝结构,采用不同的施工工艺就使得自旋锚杆的应用发生了根本性变化。从而派生出一系列功能的一个全能体系。以下是各种类别自旋锚杆简述。
自攻旋进锚杆→在钻孔中自攻旋进安装不使用锚固剂就能达到70KN锚固力
创新点:不使用锚固剂的全长锚固锚杆
优点:成本低,施工速度快
缺点:安装要求钻孔精确,各项参数配合恰当。施工中难以达到要求
自攻挤压旋进锚杆→在土层中无需钻孔直接挤压旋进安装锚固力20KN/m
创新点:不钻眼,不注浆的全长锚固锚杆
优点:挤压强化土体结构使土体承载力大大提高,施工速度快,锚固及时;
缺点:钻机扭矩要求大,适应性受限,个别情况下单位锚固力小。
自旋注浆锚杆→在钻孔中安装结束后利用自旋锚杆注浆就成为具有初锚力的自旋注浆锚杆
创新点:具有初锚力且是全长锚固的注浆锚杆
优点:具有一定初锚力,适应于各种松软岩土体
缺点:注浆程序占用时间,施工环境差,速度受限制
自旋树脂锚杆→在钻孔中安装的同时自旋锚杆将树脂药卷搅拌成为具有初锚力的自旋树脂锚杆
创新点:药卷搅拌结束立即施加预应力的树脂锚杆
优点:锚固可靠,适应性广
缺点:锚杆安装需要专用钻具
自钻自锚固锚杆→在自旋锚杆中空内放入钻杆使钻眼安装一次完成是具有初锚力的自钻锚杆
创新点:钻眼安装一次完成且具有初锚力的自钻锚杆
优点:有一定的初锚力,安装快速,适应于任何岩土层
缺点:安装需要专用钻具
自旋喷浆锚杆→在土层中边喷浆边钻进安装锚注一次完成锚固力35KN/m
创新点:钻眼安装和注浆一次完成的土层锚杆
优点:适应于松散岩土体
缺点:不能用于岩体破碎带松散体
⑷ 锚索的锚索制作
钻孔、锚索、注浆同时进行
连接钻杆接手、钻头,采用泥浆护壁方法,注浆钻进同步进行,自由端完成后采用稠水泥浆进行旋进。
3. 上腰粱
采用工字钢连接锚索。
4. 张拉
待泥浆凝固,两天后进行张拉。
5. 外部保护
封孔注浆后,从锚具量起留50mm钢绞线,其余的部分截去,在其外部包覆厚度不小于50mm的水泥砂浆保护层。
西安科技大学惠兴田教授专业从事锚杆锚索技术,有多项发明专利。2009年发明的自钻锚索采用钻孔注浆安装一次完成施工新的专利技术比传统锚索施工速度提高2-5倍,施工成本降低20%。
专家评语:自钻锚索新工艺能适应f<4的沉积岩或任何松软破碎的容易塌孔的砂土层的锚索施工,施工效率高出传统方法2-5倍。
⑸ 程久龙的个人专利
1.程久龙,国家发明专利,发明名称:基于信息融合的矿井突水预测系统,独立。专利号:ZL 2006 1 0043317.9。
2.程久龙等,实用新型专利,专利名称:岩体CT探测仪,第1位(2人合)。专利号:ZL 99 2 52541.1。
3. 程久龙,国家发明专利1项,发明名称:矿井工作面底板岩层“双极-双极”探测方法,独立。已公布(申请号:200610043385.5,公开号:CN 1828016A)
4. 程久龙等,国家发明专利1项,发明名称:基于变频伪随机信号的锚杆无损检测激励震源及检测方法,第1位。申请号:200910085949.5
⑹ 想了解锚杆
锚杆,英文“Bolt”;"bolting(准确称谓)"; "anchor(早期称谓)"
是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分,他将巷道的围岩束缚在一起,使围岩自身支护自身.
现在锚杆不仅用于矿山,也用于工程技术中,对边坡,隧道,坝体进行主动加固。
锚杆作为深入地层的受拉构件,它一端与工程构筑物连接,另一端深入地层中,整根锚杆分为自由段和锚固段,自由段时指将锚杆头处的拉力传至锚固体区域,其功能是对锚杆施加预应力;锚固段时指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域,其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大,增加锚固体的承压作用,将自由段的拉力传至土体深处。
锚杆根据其使用的材料可以分为:木锚杆,钢锚杆,玻璃钢锚杆等等。
按锚固方式分为:端锚固,加长锚固和全长锚固
以下列举几个称谓的锚杆
(1)木锚杆。我国使用的木锚杆有两种,即普通木锚杆和压缩木锚杆。�
(2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。�
(3)倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。由于它加工简单,安 装方便,具有一定的锚固力,因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。�
(4)管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力 大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。�
(5)树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂,成本较高。�
(6)快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成,具有速凝 、早强、减水、膨胀等特点�
(7)双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、 早强的特点。�
一、管缝式锚杆工作原理和特点
管缝式锚杆是一种全长锚固,主动加固围岩的新型锚杆,它立体部分是一根纵向开缝的高强度钢管,当安装于比管径稍小的钻孔时,可立即在全长范围内对孔壁施加径向压力和阻止围岩下滑的摩擦力,加上锚杆托盘托板的承托力,从而使围岩处于三向受力状态。在爆破振动围岩锚移等情况下,后期锚固力有明显增大,当围岩发生显著位移时,锚杆并不失去其支护抗力,它比涨壳式锚杆有更好的特性。
二、管缝式锚杆主要性能和规格
1、主要技术性能
(1)初始锚固力: 3~7吨;
(2)管环拉脱荷载: 8~10吨;
(3)锚杆管抗拉断能力:12~13吨;
(4)耐腐蚀性能比A3钢高20~30%,利于长期使用。
2、规格
(1)外径(毫米):Φ30,Φ33,Φ40,Φ43(±0.5)
(2)长度(毫米):1200、1500、1800、2000、2500
(还可以根据客户的需要规格生产);
(3)材质:16Mn,20 Mnsi;
管缝式锚杆现在煤矿使用比较少。
自旋锚杆
1 自旋锚杆概述自旋锚杆是螺旋锚杆的一种,如果合理使用就成为顶级锚杆。
螺旋锚杆是上世纪初期开发的软土层锚杆之一,因为这种锚杆施工简单快速被广泛应用在一些野外工程或岩土体的辅助锚固上。在长期的研究实践中,西安科技大学惠兴田教授深入分析传统螺旋锚杆并在1999年发明了一种新型的螺旋式锚杆→自旋锚杆。自旋锚杆扬弃传统螺旋锚杆的大锚叶结构,采用中空连续小旋丝结构,采用不同的施工工艺就使得自旋锚杆的应用发生了根本性变化。从而派生出一系列功能的一个全能体系。以下是各种类别自旋锚杆简述。
自攻旋进锚杆→在钻孔中自攻旋进安装不使用锚固剂就能达到70KN锚固力
创新点:不使用锚固剂的全长锚固锚杆
优点:成本低,施工速度快
缺点:安装要求钻孔精确,各项参数配合恰当。施工中难以达到要求
自攻挤压旋进锚杆→在土层中无需钻孔直接挤压旋进安装锚固力20KN/m
创新点:不钻眼,不注浆的全长锚固锚杆
优点:挤压强化土体结构使土体承载力大大提高,施工速度快,锚固及时;
缺点:钻机扭矩要求大,适应性受限,个别情况下单位锚固力小。
自旋注浆锚杆→在钻孔中安装结束后利用自旋锚杆注浆就成为具有初锚力的自旋注浆锚杆
创新点:具有初锚力且是全长锚固的注浆锚杆
优点:具有一定初锚力,适应于各种松软岩土体
缺点:注浆程序占用时间,施工环境差,速度受限制
自旋树脂锚杆→在钻孔中安装的同时自旋锚杆将树脂药卷搅拌成为具有初锚力的自旋树脂锚杆
创新点:药卷搅拌结束立即施加预应力的树脂锚杆
优点:锚固可靠,适应性广
缺点:锚杆安装需要专用钻具
自钻自锚固锚杆→在自旋锚杆中空内放入钻杆使钻眼安装一次完成是具有初锚力的自钻锚杆
创新点:钻眼安装一次完成且具有初锚力的自钻锚杆
优点:有一定的初锚力,安装快速,适应于任何岩土层
缺点:安装需要专用钻具
自旋喷浆锚杆→在土层中边喷浆边钻进安装锚注一次完成锚固力35KN/m
创新点:钻眼安装和注浆一次完成的土层锚杆
优点:适应于松散岩土体
缺点:不能用于岩体破碎带松散体
2 全能自旋锚杆图解
全能锚杆图片解释
自钻、自旋、自锚固--任何地层都适应
注浆、喷浆、旋喷浆--任何情况都有效
自旋锚杆〓普通锚杆+自钻锚杆+注浆锚杆+特种锚杆
※ 普通锚杆→自旋树脂锚杆--自旋锚固与树脂锚固剂同时作用〓锚固可靠;施工速度快30%;可施加预应力
※ 自钻锚杆→自钻自锚固锚杆--克服常规自钻锚杆的只钻不锚的缺点,钻锚一体,一次完成〓软岩土体无需注浆;
简化工序;提高功效50%
※ 注浆锚杆→自旋注浆锚杆--浆液从旋丝流动能保证旋丝间注浆饱满度,又能进入裂隙岩体〓注浆锚固效果可靠度99%
※ 特殊锚杆→自攻旋进锚杆;自旋喷浆锚杆〓软岩土体中无需钻眼;直接挤压旋进锚固;松散体中旋喷钻进安装加固和
锚固一次完成。
3 自旋锚杆体系
[编辑本段]3.1 自攻旋进锚杆
3.1.1 直接自攻旋进——自攻挤压旋进锚杆锚杆上带钻头,用钻机直接带动锚杆旋入土体中。锚杆在旋进过程中挤压杆体周围土体,使紧贴杆体周围土体参数强化。
自攻挤压旋进锚杆不同于自钻锚杆,自钻锚杆的锚固全凭后期锚固注浆,注浆对于向上的孔很难达到饱和注浆,锚固可靠性较差。自旋锚杆自身形成锚固力安装结束就完成。任何角度都能够保障锚固力相同。
自攻挤压旋进锚杆适用条件:湿陷性黄土,淤泥,松散岩土
3.1.2 孔内自攻旋进——自攻旋进锚杆在预先钻好的孔中先钻孔,用钻机带动锚杆,在转动过程中使锚杆旋丝刻入钻孔壁内起到锚固作用。
[编辑本段]3.2 自钻旋进锚杆
钻杆置于锚杆体内,边钻孔边安装锚杆。钻安一次完成,有利于保障锚固可靠性,施工速度快。
适用条件:任何地层,特别适用于松软破碎岩土体
[编辑本段]3.3 自旋注浆锚杆
预先钻孔,将自旋锚杆旋入钻孔内,安装到位后利用杆体中空注浆,一部分浆液沿旋丝充满旋丝空间,一部分浆液渗入岩体加固岩层,使得岩体旋体锚固同时岩体得到加固注浆。
适用条件:任何地层,特别适用于松软破碎岩土体
[编辑本段]3.4 自旋喷浆锚杆
在复杂土体层采用锚杆边旋进边注浆,这样旋喷钻进安装结束注浆就完成。
[编辑本段]3.5 自旋树脂锚杆
在自旋锚杆前端放入树脂锚固剂,在自旋锚杆安装过程中树脂被加压并搅拌挤压使得树脂锚固剂充满旋丝,锚固剂和旋丝共同起到锚固作用。
⑺ 刘泉声的主要科研成果
◆获奖:
①国家科技进步二等奖“复杂条件下地下工程开挖支护技术的理论方法与应用研究”,2000年度(排名第二)。
②国家科技进步二等奖“煤矿千米深部岩巷稳定控制关键技术”,2010年度(排名第一);
③湖北省科技进步一等奖“煤矿深部岩巷稳定控制理论与支护成套技术研究及应用”,2009年度(排名第一)
④湖北省科技进步一等奖“隧道激光定位与变形监测系统研发及应用”,2010年度(排名第一);
⑤中国岩石力学与工程学会青年优秀科技奖金奖,2002年。
⑥中国岩石力学与工程学会优秀论文奖“岩石时温等效原理的理论与实验研究”2005年。
⑦湖北省优秀硕士学位论文指导教师奖“爆破荷载作用下岩质边坡动态相应的数值模拟研究”,2004年。
◆专利:
①发明专利“隧道无线激光放样装置”
②发明专利“大量程机械式多点位移计”
③实用新型专利“可控预应力超高强锚杆”
④实用新型专利“锚杆预应力控制装置”
⑤实用新型专利“增阻高强预应力锚杆”
⑥实用新型专利“大倾角厚煤层留小煤柱沿空掘巷支架”
⑦实用新型专利“微生物地下水渗流阻塞观测的装置”
⑧实用新型专利“气动锚杆安装装置”
⑨实用新型专利“一种软弱膨胀型围岩巷道支护装置”
◆软件著作权登记:
①钻爆法隧道爆破炮孔设计软件V1.0
②隧道变形监测系统V1.0
③隧道掘进自动定位系统V1.0
④围岩多场耦合分析建模系统V1.0
◆专著:
1、刘泉声,高玮,袁亮,《煤矿深部岩巷稳定控制理论与支护技术及应用》,科学出版社,2010年1月;
2、高玮,袁亮,《基于仿生计算智能的地下工程反分析——理论与应用》,科学出版社,2009年5月;
◆主要论文:
1. Liu Quansheng, Xu Xichang, Wang Chongge, T. Yamaguchi, Time-Temperature Equivalence for Rocks, Vol. 306-308: 1397-1402, March 2006, Key Engineering Materials.
2. Liu Quansheng, Xu Guangmiao, Study on Basic Mechanical Behaviors of Rocks at Low Temperatures, Vol. 306-308: 1479-1484, March 2006, Key Engineering Materials.
3. Liu Quansheng, Hu Yunhua, On Stability and Support Measures of Rock Mass Surrounding A Diphead of A Coal Mine, Vol.326-328: 1611-1616, Sept. 2006, Key Engineering Materials.
4. Quansheng Liu, Guangmiao Xu, Xiaoyan Liu, Experimental and Theoretical Study on Freezying-Thawing Damage Propagation of Saturated Rocks, Issues 7 and 8 , March 2008, International Journal of Modern Physics B.
5. LIU Quansheng, LIU Bin, GAO Wei, Study On the Damage Evolution Equation of Rockburst, Vol. 33-37:663-668, Mar. 2008, Advanced Materials Research.
6. Liu Quansheng, Xu Guangmiao, Wu Yuexiu, The Thermo-Hydro Coupled Model of Low-Temperature Rock in Consideration of Phase Change, Vol. 33-37:645-650, Mar. 2008, Advanced Materials Research.
7. Liu Quansheng, Zhang Chengyuan, Liu Xiaoyan, Numerical Modelling and Simulation of Coupled THM Processes in Task_D of DECOVALEX_Ⅳ, Vol. 25: 709-720, April 2006, Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao/Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.
8. Liu Quansheng, Xu Xichang, Tsutomu Yamaguchi, Mechanical Properties of TGP Granite in Dependence on Temperature and Time, Sept., 2001, Proc. 2nd ARMS, Beijing.
9. Liu Quansheng, Ding Duowen, Zhu Weishen, The Design and Effect of Anchoring Supporting for Weak Rockmass Surrounding Galleries, Ninth Int. Conf Assoc. for the Computer Methods and Advances in Geomechanics, Wuhan, China, Sep., 1997.
10. Quansheng Liu et al,Analysis on the Reinforcement of an Under-ground Civil-Defence Gallery beneath a Building, Proc. Regional Symposium on Sedimentary Rock Engineering, Taipei, Nov. 20~22, 1998
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12. Q.S. Liu, X.Y. Liu & C.Y. Zhang,Numerical Simulation of THM Coupled Processes in Task_D of Decovalex_IV, part Ⅱ, pp185-193, 2005/9/8-2005/9/10, Tongji University and Ecole National des Ponts et Chaussee.
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14. Quansheng Liu, Chengyuan Zhang, Xiaoyan Liu, A practical method for coupled THM simulation of the Yucca Moutain and Febex case examples for Task D of the DECOVALEX THMC project, Proceedings of the GEOPRC2006 International Symposium:2nd International Conference on Coupled THMC Processes in Geo-system, Nanjing, China, May, 2006
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22. 刘泉声,王崇革, 岩石时-温等效原理的理论与实验研究——第一部分:岩石时-温等效原理的热力学基础,岩石力学与工程学报,2002,21(2),
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24. 刘泉声,许锡昌, 三峡花岗岩与温度及时间相关的力学性质试验研究,岩石力学与工程学报,2001,20(5)
25. 刘泉声,王志俭, 砂-膨润土混合物膨胀力影响因素的研究,岩石力学与工程学报,2002,21(7)
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⑻ 专利号20041002745.4那的 专利号
就是这个东东:
土木工程中的锚杆施工方法 有权
申请号:200410027454.4 申请日:2004-06-03
摘 要 本发明公开土木工程中的一种锚杆施工方法,所述锚杆施工方法是:钻杆与钻头固接,钻头或钻杆上套接有活动挂勾,活动挂勾与锚筋为搭扣式连接,钻头向前钻进时,带动锚筋向前跟进,通过钻杆向孔内灌注水泥浆等固化物,到达预定孔深后,拔出钻杆及钻头等部件,仅留下锚筋与固化物共同形成锚杆。
申请人 陆观宏
地址 510510广东省广州市伍仙桥广东省工程勘察院
发明(设计)人 陆观宏
主分类号 E04C5/12
分类号 E04C5/12
法律状态 前往专利局官方网站查询
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主权项 1.一种土木工程中的锚杆施工方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:a)钻杆与钻头固接,钻头或钻杆上套接有活动挂勾,该活动挂勾与锚筋采取搭扣式连接;b)通过钻杆旋转钻头向前搅拌钻进,通过钻头或钻杆上的活动挂勾带动锚筋向前跟进,通过钻杆上的出浆孔或钻头上的出浆孔向钻孔内灌注水泥浆等固化物;c)钻进到预定孔深后,将上述钻杆、钻头及活动挂勾从钻孔内拔出,活动挂勾与锚筋分离,锚筋与钻孔内固化物形成锚杆。
公开号 1584245
公开日 2005-02-23
⑼ 锚杆的制作与安放
1.锚杆杆体的制作
锚杆材料的确定取决于锚固工程对象、锚杆承载力、锚杆长度、数量及现场提供的施加应力及锁定的设备。锚杆材料可用普通钢筋、精轧螺纹钢筋和高强钢丝、钢绞线。
在施工方面,短锚杆的制备、安放就位和施加预应力都是较简单的,而长锚杆处理起来就比较困难,因此,制作长锚杆最好使用钢丝或多股钢绞线。特别是使用钢绞线,柔性好,便于运输,可以插入钻孔达数十米,即使在较小的操作平台上,不管钻孔的方向如何,都可采用这种锚杆。
(1)棒条锚杆的制作
棒条锚杆的制作,一般按锚杆要求的长度切割钢筋,并在杆体外端加工成螺纹以便安放螺母,在杆体上每隔2~3m安放隔离件,以使杆体在孔内居中,保证有足够的保护层。国内生产的精轧螺纹钢筋,屈服强度达750MPa,可用套筒连接钢筋及锁定预应力,使用方便。目前国内生产的Φ32和Φ25两种规格的精轧螺纹钢筋,是制作极限拉力值小于600kN的棒条锚杆的理想材料。
预应力锚杆的自由段(张拉段)除涂刷防腐涂料外,还应套上塑料管或包裹塑料布,使之与水泥浆体分隔开。
(2)多股钢绞线锚杆的制作
国内常用的锚杆钢绞线为7Φ4和7Φ5两种,其主要力学性能见表5-2。
多股钢绞线制作的锚杆构造如图5-14和图5-15所示。图5-14为临时性预应力锚杆(索)的构造,其锚固段的钢绞线呈波浪形,是通过夹紧环与扩张环(隔离环)的交替设置而成的。一经常使用的隔离环的构造如图5-16所示,它同时具有两种功能,既能使钢绞线分离,使之周边有足够的水泥浆粘附,又能保证所需的保护层厚度不小于20mm。隔离环的间距为1.0~1.5m。图5-15为永久性预应力锚杆(索)的构造,它与临时性预应力锚杆(索)的主要区别是用塑料波形管对锚固段进行封闭,波形管与杆体间用灰浆或树脂充填,并借助波形管粗糙的外表面使它与周围的灰浆有可靠的粘结。这样,即使在杆体施荷以后,波形管外表面的灰浆体出现横向裂缝,也不会再有危险,因为它被完好的波形管保护着。国内目前使用的永久性预应力锚杆(索)采用波形管的仍不多。
表5-2 钢绞线的主要力学性能(N/mm2)
图5-14 临时性多股钢绞线制作的锚杆的构造
图5-15 永久性多股钢绞线制作的锚杆的构造
由法国土层锚杆公司发明的,已广泛应用的IRP锚固方法,虽然也是一种多股钢绞线锚杆,但在构造上却有自己的特色。它主要靠把锚杆自由段与锚固段分离开来的密封袋和带环圈的套管(图5-17),通过对锚固段进行高压灌浆处理(必要时可重复进行),从而实现锚固。
图5-16 隔离环的构造
图5-17 带有密封袋和带环圈套管装置的锚杆构造
这种密封袋在对岩层进行灌浆时可以取代钻孔中的橡胶或皮革密封圈。无纺布密封袋长2.0m,采用滑动方法套在锚杆锚固段上端,袋的两端紧固在杆体上,当杆体插入钻孔并拔出护壁套管后,向密封袋中低压注入灰浆,密封袋将膨胀并挤压钻孔壁,从而把锚固段分开。
图5-18 开有小孔的注浆套管(空洞用橡胶环圈覆盖)
带环圈的套管是一根直径较大的塑料管,其侧壁每隔1.0m就开有小孔,孔的外部用橡胶环圈盖住(图5-18),从而使灰浆能从该管流入钻孔内,但不能反向流动,一根小直径的注浆钢管通入套管,注浆钢管上有限定注浆区段的两个密封圈,当其位于必要深度的橡胶环圈处,在压力作用下即可向钻孔内注入灰浆。
(3)多根钢丝锚杆的制作
用钢丝组成大型锚索不仅费时而且需要占用较大的加工场地。首先将钢丝校直并切割成要求的长度,然后借助带孔的金属分线板将钢丝按层次布置好,并在每隔0.5~1.0m处接合在一起。制作过程中,最重要的是钢丝就位,因为放置的钢丝若在全长上不是相互平行的,就不能利用钢丝的截面,而且会降低钢丝的强度。
在原捷克斯洛伐克使用的承载力为1MN的锚杆(由直径为7mm的24根钢丝组成)就是分两层布置的(图5-19)。内层由8根直径为7mm的钢丝组成,钢丝绕在内径为12mm的螺旋圈上,每个圈的径向间距为5~6mm,围绕每层再缠上直径为2.2mm的钢丝,绕在内层上的钢丝可作为两层钢丝间的隔离物,并和中心螺旋线一起确保灰浆渗入钢索内。外层缠绕16根钢丝。
图5-19 锚头和用由直径为7mm的24根钢丝组成的锚杆
2.锚杆杆体的安放
在一般情况下锚杆杆体与灌浆管同时插入钻孔底部,尤其对于土层锚杆,要求钻孔完后立即插入杆体,插入时将锚杆有支架一面向下方,若钻孔使用套管,则在插入杆体灌浆后再将套管拔出。若是用风钻钻出的小口径锚杆孔,则要求灌浆后再插入杆体。
锚杆插入时要求顺直,并应除锈,如采用的杆体为两根以上,应按需要的长度将锚杆点焊成束,间隔2~3m点焊一点。杆体长度不够设计长度则要求焊接,焊接可采用对焊或帮焊。帮焊时可采用T-55电焊条。帮焊长度按钢筋混凝土工程施工及验收规范GBJ-65钢筋焊接技术要求,例如采用两根帮条四条焊缝,帮条长度不小于4d(d为锚杆钢筋直径),焊缝高度一般不小于7~8mm,焊缝宽度不小于16mm。
⑽ 朱万成的工作成果:
1. “岩石破裂过程失稳理论及其工程应用”,获得国家科学技术进步二等奖,排名第二,2004;(No.2004-J-251-2-06-R02)
2. “老虎台煤矿冲击地压条件下特厚煤层煤巷锚杆支护试验研究”,获2004年度辽宁省科技进步二等奖,排名第六(No.2004J-2-41-06)
3. “岩爆及其采矿诱发岩体失稳过程的研究”,获得中国钢铁工业协会中国金属学会颁发的冶金科学技术一等奖,排名第四,2002;(No.2002-042-1-4)
4. “开采诱发岩石破裂过程失稳及其岩爆机理研究”,获得中国高校自然科学二等奖,排名第三,2001;(No.2001-041)
5. “岩石破裂过程失稳及其数值试验方法”,获得辽宁省自然科学二等奖,排名第四,2002;(No.2002Z-2-05-04)
6. “岩石破裂过程数值试验——岩石力学改革与实践”,获得辽宁省教学成果一等奖,排名第三,2004;(No.2001-041)
7. 专利:“全长多点楔胀式管缝锚杆”,2004,专利号:ZL02109591.4,排名第六;
8. 2006年,入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”;
9. 2006年,第六届辽宁青年科技奖;
10. 2006年,辽宁省高等学校优秀青年骨干教师;
11. 2007年,沈阳市领军人才;
12.2008年获得中国岩石力学与工程学会第五届青年科技奖(金奖);
13.2009年入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选和辽宁省百千万人才计划(百人层次);
14.2009年获得霍英东教育基金会第十二届高等院校青年教师奖(二等奖)和应用类项目资助;
15.2010年被评选为第七届辽宁省先进科技工作者;
16.“动态载荷作用下岩石类介质的破坏机理研究”,获得第三届中国岩石力学与工程学会自然科学奖二等奖,排名第一,2010;
17.2011年获得沈阳市“五四奖章”;
18.2012年获得国务院政府特殊津贴;
19.“动态扰动诱发岩石类介质破坏的机理研究”,获得教育部自然科学二等奖,排名第一,2012;
20.2013年获得第十三届中国青年科技奖 ;
21.2013年获得澳大利亚长江研究学者奋进奖学金;
22.2015年获得国家杰出青年科学基金资助 。 1.混凝土损伤与断裂——数值试验,2003,科学出版社(唐春安, 朱万成).
2.地下采矿岩石力学, 2011,科学出版社(佘诗刚, 朱万成, 赵文, 卢应发, 董陇军, 于庆磊 1.W.C. Zhu, C.H. Wei, S. Li, J. Wei, M.S. Zhang. Numerical modeling on destress blasting in coal seam for enhancing gas drainage. 2013, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences.(SCIE收录,Q1区,EI收录)
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2.2010,国家发明专利,工程岩体三维空间结构建模与关键块识别方法. 专利号:CN200910220460.4. 东北大学,排名第三;
3.2004,国家发明专利:“全长多点楔胀式管缝锚杆”,专利号:ZL02109591.4,东北大学,排名第五.