一、錨桿的種類(lèi)

1、一、錨桿種類(lèi) 錨桿種類(lèi) 1.按錨固方式分類(lèi) 按錨固方式分類(lèi)，可分為機(jī)械式、粘結(jié)式及混合式。 機(jī)械式錨固錨桿，其錨固裝置或桿體與鉆孔孔壁接觸，靠 摩擦力提供錨固力。用錨固裝置提供錨固力的機(jī)械式錨桿分 楔縫式、倒楔式和漲殼式等；靠桿體摩擦提供錨固力的錨桿 分為管縫式和水力膨脹式。 黏結(jié)式錨固錨桿，其桿體部分或全長(zhǎng)采用樹(shù)脂、水泥等膠 結(jié)材料，將桿體與鉆孔孔壁黏結(jié)在一起，以膠結(jié)材料的黏結(jié) 力提供錨固力。黏結(jié)式錨固錨桿分為水泥、水泥砂漿、樹(shù)脂 等類(lèi)型。 混合式錨固錨桿，兩種或兩種以上的錨固方式混合使用， 如漲殼式端部錨固與樹(shù)脂全長(zhǎng)錨固相結(jié)合使用，不僅能在錨 桿安裝后立即施加較大的預(yù)緊力，而且可實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨

2、固。 一、錨桿種類(lèi) 2.按錨固長(zhǎng)度分類(lèi) 按錨固長(zhǎng)度分類(lèi)，可分為端部錨固、全長(zhǎng)錨固與加長(zhǎng)錨 固。 端部錨固錨桿的錨固長(zhǎng)度不大于500mm或錨桿鉆孔深度 的13.各種用錨固裝置提供錨固力的機(jī)械式錨桿大多屬于 端部錨固錨桿；圓鋼水泥、樹(shù)脂錨桿也以端部錨固為主。 全長(zhǎng)錨固錨桿的錨固長(zhǎng)度大小于錨桿鉆孔深度的90%。 管縫式和水力膨脹式錨桿屬于機(jī)械式全長(zhǎng)錨固錨桿；水泥 、水泥砂漿、樹(shù)脂錨固劑也可實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固。 加長(zhǎng)錨固錨桿的錨固長(zhǎng)度介于端部錨固與全長(zhǎng)錨固之間 。如加長(zhǎng)錨固的螺紋鋼錨桿，既能保證錨桿錨固力，又能 節(jié)約一定的錨固材料，得到大量的推廣應(yīng)用。 3.按錨桿桿體種類(lèi)與材質(zhì)分類(lèi) 按錨桿桿體種類(lèi)與材質(zhì)分類(lèi)

3、，如圖3-1-1所示。 一、錨桿種類(lèi) 錨桿桿體 金屬錨桿 圓鋼 錨桿 螺紋 鋼錨桿 左旋 右旋 交叉 管式 錨桿 管縫式 水力膨脹式 注漿錨桿 柔性 錨桿 可切割錨桿 玻璃鋼錨桿 光圓鋼體 粗糙表面桿體 全螺紋桿體 木錨桿竹錨桿 圖3-1-1 錨桿桿體分類(lèi) 一、錨桿種類(lèi) 按照桿體材質(zhì)可劃分為金屬錨桿、非金屬錨桿及復(fù)合型錨桿。 金屬桿體錨桿有圓鋼錨桿、螺紋鋼錨桿、管式錨桿及柔性錨桿； 非金屬錨桿有木錨桿、竹錨桿及玻璃鋼錨桿等，又屬于可切割錨 桿；復(fù)合型錨桿桿體由金屬和非金屬材料復(fù)合而成，如尾部帶金 屬螺紋段的復(fù)合玻璃鋼錨桿。 按照桿體截面形狀可劃分為實(shí)心桿體與管式桿體。 按照桿體表面形狀分為光圓

4、桿體、螺紋桿體及粗糙表面桿體等 。 按照錨桿桿體的剛度可劃分為剛性錨桿和柔性錨桿。 按照錨桿桿體的強(qiáng)度可劃分為低強(qiáng)度錨桿、中等強(qiáng)度錨桿、高 強(qiáng)度錨桿和強(qiáng)力錨桿。低強(qiáng)度錨桿主要指圓鋼錨桿，屈服強(qiáng)度小 于300Mpa；中等強(qiáng)度錨桿屈服強(qiáng)度介于300400MPa，通常采 用建筑螺紋鋼的材料（20MnSi）制成；高強(qiáng)度錨桿屈服強(qiáng)度介于 400600MPa；強(qiáng)力錨桿屈服強(qiáng)度不小于600MPa，拉斷載荷在 300kN以上。 金屬網(wǎng) 鋼帶 托板 減摩墊片 扭矩螺母 螺紋鋼錨桿 樹(shù)脂錨固劑 錨桿支護(hù)構(gòu)件 圖 q 錨桿及附件 q 錨固劑 q 鋼 帶 q 錨 索 q 網(wǎng) 二、錨桿支護(hù)材料 在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)

5、上，經(jīng)過(guò)集中攻 關(guān)，開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)煤礦巷道的高強(qiáng)度螺紋鋼 錨桿支護(hù)系列材料及配件。通過(guò)桿體結(jié)構(gòu)與形 狀優(yōu)化，更有利于提高錨桿的錨固效果；通過(guò) 開(kāi)發(fā)錨桿專(zhuān)用鋼材或調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到高強(qiáng)度和 超高強(qiáng)度級(jí)別。高強(qiáng)度錨桿成為錨桿支護(hù)的主 要形式。 二、錨桿支護(hù)材料 q 高強(qiáng)錨桿及附件 n 桿體幾何形狀 u合理孔徑差的條件下，保證桿體能順利插入鉆孔； u有利于提高錨固劑的粘結(jié)力與錨固效果； u盡量使桿體各個(gè)部位等強(qiáng)度； u桿體尾部有利于施加較大的預(yù)應(yīng)力。 u螺紋鋼錨桿桿體主要有以下三種形式：普通建筑螺紋 鋼；右旋全螺紋鋼；左旋無(wú)縱筋螺紋鋼。 二、錨桿支護(hù)材料 n 桿體幾何形狀 u左旋無(wú)縱筋螺紋鋼。有利于增加

6、錨固劑密實(shí)度，提高錨 固力；尾部螺紋加工采用合理工藝，保證強(qiáng)度接近和達(dá) 到桿體強(qiáng)度；尾部滾壓成型螺紋，加工精度較高，可施 加較大預(yù)應(yīng)力。 u左旋無(wú)縱筋螺紋鋼桿體是基本滿足桿體形狀設(shè)計(jì)四準(zhǔn)則、 較理想的錨桿桿體。 L L 1 二、錨桿支護(hù)材料 n 桿體尾部結(jié)構(gòu)（桿尾螺紋結(jié)構(gòu)，受力復(fù)雜、易破壞） u螺紋部分不僅受拉，而且受剪切、彎曲； u螺紋直徑與桿體不等，變徑應(yīng)力集中（23倍）。 為保證螺紋強(qiáng)度接近或等于桿體，可采用以下結(jié)構(gòu)： u滾圓加工后滾絲，減少?gòu)?qiáng)度損失； u螺紋段進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，提高螺紋強(qiáng)度； u墩粗桿體尾部，再加工螺紋，增加螺紋面積； u取消螺紋，制成墩頭錨桿，從根本上消除螺紋影響； u細(xì)

7、牙全螺紋桿體，螺母直接擰入桿體。 二、錨桿支護(hù)材料 n 螺母 u螺母作用:壓緊托板給錨桿施 加預(yù)應(yīng)力；圍巖變形后通過(guò) 托板傳遞到桿體，桿體工作 阻力增大，控制圍巖變形。 u要求:承載能力與桿體匹配； 螺母結(jié)構(gòu)形狀、規(guī)格與加工 精度有利于給錨桿施加大預(yù) 應(yīng)力；有利于錨桿安裝。 3、錨桿支護(hù)材料 標(biāo)準(zhǔn)螺母 加厚螺母 大螺距螺母 阻尼式螺母 銷(xiāo)釘式螺母 壓片式螺母 球形螺母 螺母 普通螺母 扭矩螺母 n 托板 u托板的作用：通過(guò)螺母施加扭矩，壓緊托板給錨桿提 供預(yù)應(yīng)力，并使預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散；圍巖變形后載荷作用于 托板，通過(guò)托板將載荷傳遞到桿體，增大錨桿工作阻 力，進(jìn)而控制圍巖變形。 u要求：承載能力應(yīng)與桿

8、體匹配；變形能力，當(dāng)載荷較 大時(shí)可壓縮，不致脆裂、失效；一定面積，有利于錨 桿預(yù)應(yīng)力擴(kuò)散；調(diào)心能力，避免錨桿受偏載而降低支 護(hù)能力。 3、錨桿支護(hù)材料 平托板 拱形托板 金屬托板 木托板 非金屬托板 混凝土托板 塑料托板 托板 其它形狀 可調(diào)心托板 不可調(diào)心托板 3、錨桿支護(hù)材料 u 托板分類(lèi) 3、錨桿支護(hù)材料 u 托板受力 100100mm 150 150mm 200 200mm 不同尺寸托板擴(kuò)散預(yù)應(yīng)力效果 托板受力分布 n 減摩墊圈 采用高效減摩副，減少螺母、墊圈和托板之間的摩擦阻力。 在螺母與托板之間加金屬墊圈和塑料墊圈，可減少摩擦阻力， 而且塑料減摩墊圈的材質(zhì)起著關(guān)鍵作用。 3、錨桿支

9、護(hù)材料 0 20 40 60 80 100 120 140 100200300400500 錨桿預(yù)緊扭矩(Nm) 錨桿軸向預(yù)應(yīng)力（KN） 220 221 222 223 224 數(shù)字?jǐn)?shù)字代表減摩材料代表減摩材料 0 0不使用減摩墊片不使用減摩墊片 1 1聚四氟乙烯聚四氟乙烯 2 210101010尼龍尼龍 3 3改性改性10101010尼龍尼龍 4 4高密度聚乙烯高密度聚乙烯 q 樹(shù)脂錨固劑樹(shù)脂錨固劑 n 對(duì)樹(shù)脂錨固劑的要求：固化后有較高粘結(jié)力、較高變對(duì)樹(shù)脂錨固劑的要求：固化后有較高粘結(jié)力、較高變 性模量；固化快，快速安裝，及時(shí)施加預(yù)應(yīng)力；固化性模量；固化快，快速安裝，及時(shí)施加預(yù)應(yīng)力；固化 時(shí)

10、間可調(diào)，滿足加長(zhǎng)、全長(zhǎng)錨固要求；固化后收縮率時(shí)間可調(diào)，滿足加長(zhǎng)、全長(zhǎng)錨固要求；固化后收縮率 低；有利于鉆孔中安裝和攪拌。低；有利于鉆孔中安裝和攪拌。 n 全長(zhǎng)錨固樹(shù)脂錨固劑：采用高聚合度樹(shù)脂錨固劑專(zhuān)用全長(zhǎng)錨固樹(shù)脂錨固劑：采用高聚合度樹(shù)脂錨固劑專(zhuān)用 樹(shù)脂；低粘度，滿足預(yù)應(yīng)力全長(zhǎng)錨固；高粘結(jié)力、高樹(shù)脂；低粘度，滿足預(yù)應(yīng)力全長(zhǎng)錨固；高粘結(jié)力、高 強(qiáng)度，保證錨固效果強(qiáng)度，保證錨固效果。 3、錨桿支護(hù)材料 q 組合構(gòu)件組合構(gòu)件 平鋼帶 M型鋼帶 鋼 帶 鋼 梁 組合構(gòu)件鋼筋托梁 W型鋼帶 其它鋼帶 3、錨桿支護(hù)材料 0L L 1 L B0 A-A放大 1 d B A 0L A B h t L W型鋼帶

11、n W鋼帶：護(hù)表面積大，擴(kuò)散作用范圍 大；強(qiáng)度、剛度大。鋼帶較薄，托板壓 入或壓穿鋼帶，鋼帶剪切和撕裂。 W型鋼護(hù)板 n M M型鋼帶型鋼帶 u強(qiáng)度大，強(qiáng)度大，抗彎抗彎剛度大，鋼剛度大，鋼 材利用率高；材利用率高； u向向下下截面模量截面模量遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于向向上。上。 安裝易與頂板安裝易與頂板緊緊貼貼；承壓；承壓 控制圍巖變形能力強(qiáng)；控制圍巖變形能力強(qiáng)； u翼緣翼緣高，抗高，抗撕裂撕裂性能好。性能好。 u護(hù)頂面積較小。護(hù)頂面積較小。 型型 號(hào)號(hào) 展寬展寬 /mm 厚度厚度 /mm 質(zhì)量質(zhì)量 /(kg/ m) 屈服屈服 載荷載荷 /kN 破斷破斷 載荷載荷 /kN 向下截向下截 面模量面模量 /m

12、m3 向上截向上截 面模量面模量 /mm3 GRTGRT -M3-M3 1731733 34.054.05124.6124.6197.2197.25944594421602160 GRTGRT -M4-M4 1731734 45.45.4166.1166.1263.0263.07926792628802880 GRTGRT -M5-M5 1731735 56.756.75207.6207.6328.7328.79908990836003600 GRTGRT -M6-M6 1731736 68.098.09249.1249.1394.4394.4118891188943204320 3、錨桿支護(hù)

13、材料 q 網(wǎng)網(wǎng) n網(wǎng)的作用：防止破碎巖塊垮網(wǎng)的作用：防止破碎巖塊垮 落；緊貼表面，提供一定支落；緊貼表面，提供一定支 護(hù)力護(hù)力(0.01MPa)；將巖層載荷；將巖層載荷 傳遞給錨桿；提高深部圍巖傳遞給錨桿；提高深部圍巖 殘余強(qiáng)度，減小破碎范圍。殘余強(qiáng)度，減小破碎范圍。 圍巖壓力圍巖壓力 金屬網(wǎng)有效支護(hù)， 圍巖變形小、穩(wěn)定 金屬網(wǎng)失效， 圍巖變形大、冒落 松散破碎 無(wú)自承力圍巖 3、錨桿支護(hù)材料 鐵絲網(wǎng) 鋼筋網(wǎng) 金屬網(wǎng) 非金屬網(wǎng) 網(wǎng) 經(jīng)緯網(wǎng) 菱形網(wǎng) 塑料網(wǎng) 笆片 編織網(wǎng) 壓模網(wǎng) 復(fù)合網(wǎng) q 可切割錨桿可切割錨桿 玻璃鋼錨桿以不飽和樹(shù)脂為基料，以玻璃纖維為增強(qiáng)材玻璃鋼錨桿以不飽和樹(shù)脂為基料，以玻璃

14、纖維為增強(qiáng)材 料復(fù)合而成。料復(fù)合而成。 n 優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量小，強(qiáng)度與質(zhì)量比高；耐腐蝕性；可切割，優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量小，強(qiáng)度與質(zhì)量比高；耐腐蝕性；可切割， 不損壞采煤機(jī)，不會(huì)產(chǎn)生火花。不損壞采煤機(jī)，不會(huì)產(chǎn)生火花。 n 缺點(diǎn)：桿體尾部連接部位承載力低；桿體承受扭矩小，缺點(diǎn)：桿體尾部連接部位承載力低；桿體承受扭矩小， 易扭斷，不能施加較大預(yù)應(yīng)力；桿體延伸率低，巷幫變易扭斷，不能施加較大預(yù)應(yīng)力；桿體延伸率低，巷幫變 形較大很容易破斷。形較大很容易破斷。 3、錨桿支護(hù)材料 n 玻璃鋼錨桿玻璃鋼錨桿 型號(hào)型號(hào) 直徑直徑(外外 徑徑/內(nèi)徑內(nèi)徑) /mm 質(zhì)量質(zhì)量 /kg/m 桿體拉桿體拉 斷力斷力 /kN 桿尾拉斷力桿

15、尾拉斷力 塑料螺母塑料螺母/鋼鋼 螺母螺母/kN K60-17C170.3810050/80 K60-17E170.3815050/100 K60-22C220.6418060/120 K60-22E220.6427070/150 K60-25C250.9025080/150 K60-25E250.90380100/180 J64-25C25/120.6318080/160 J64-25E25/120.63250100/180 玻璃鋼錨桿（德國(guó)） 3、錨桿支護(hù)材料 q 錨索錨索 n 索體材料：精軋螺紋鋼筋、高強(qiáng)度鋼絲和鋼絞線；索體材料：精軋螺紋鋼筋、高強(qiáng)度鋼絲和鋼絞線； n 錨固材料：水泥漿、樹(shù)脂及水泥漿樹(shù)脂聯(lián)合錨固；錨固材料：水泥漿、樹(shù)脂及水泥漿樹(shù)脂聯(lián)合錨固； n 錨固長(zhǎng)度：端部錨固和全長(zhǎng)錨固。錨固長(zhǎng)度：端部錨固和全長(zhǎng)錨固。 n 索體數(shù)量：?jiǎn)误w錨索和錨索束。索體數(shù)量：?jiǎn)误w錨索和錨索束。 n 預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力錨索。預(yù)應(yīng)力：預(yù)應(yīng)力與非預(yù)應(yīng)力錨索。 n 索體結(jié)構(gòu)形式：普通錨索與鳥(niǎo)籠式錨索。索體結(jié)構(gòu)形式：普通錨索與鳥(niǎo)籠式錨索。 n 鉆孔直徑：小孔徑鉆孔直徑：小孔徑(28-33mm)(28-33mm)和大孔徑錨索和大孔徑錨索(50mm(50mm以上以上) ) 3、錨桿支護(hù)材料 q 小孔徑樹(shù)脂錨固錨索小孔徑樹(shù)脂錨固錨索