錨桿支護原理及類型

第九章巷道錨桿支護第一節(jié)簡介第二節(jié)錨桿支護原理第三節(jié)錨桿支護類型第四節(jié)錨桿支護設計第一節(jié)簡介國外：1912年煤礦開始使用錨桿支護；1940-50，機械漲殼式錨桿應用廣泛；70-80，砂漿、樹脂、管縫式錨桿；90年代，樹脂錨桿占據了市場。國外錨桿支護的發(fā)展方向為：提高錨桿的錨固力，并使其得到充分發(fā)揮，擴大錨桿支護應用范圍，提高錨桿支護效率。第一節(jié)簡介我國：1956年煤礦開始使用錨桿支護；60年代進入采區(qū)；70-90年代發(fā)展緩慢。95年，新掘巷道中28.9%，其中巖巷57.2%，半煤巖30.07%，煤巷15.15%。近十年，高速發(fā)展時期。“錨注”研制成功。“預應力”高強錨桿。高阻讓壓錨桿。第二節(jié)錨桿支護機理一、錨桿作用機理二、錨噴作用機理三、錨梁作用機理四、錨桿桁架作用機理五、錨索作用機理六、錨注作用機理第二節(jié)錨桿支護機理錨桿支護的作用機理尚在探討之中。目前己提出的觀點較多，其中影響較大的有懸吊作用、組合梁(拱)作用、加固(提高C、φ值)作用等幾種。這幾種觀點都是以圍巖狀態(tài)和利用錨桿桿體受拉(力)為前提來解釋錨桿支護護作用機理的，因此，圍巖狀態(tài)及錨桿受拉力這兩個前提的客觀性是判定上述理論正確性的標準。一、錨桿作用機理（一）懸吊作用（二）組合梁作用（三）擠壓加固作用（四）圍巖強度強化理論（五）最大水平主應力作用（六）減跨作用（七）松動圈理論（八）關鍵承載圈理論（一）懸吊作用（一）懸吊作用（一）懸吊作用1952-1962年，LouisA,PaneK經過理論分析及實驗室和現場測試，提出錨桿桿作用機理是將直接頂板懸吊到堅硬巖層上(如圖4-1)。例如，在緩傾斜煤層中錨桿的懸吊作用就是錨桿將下部不穩(wěn)定的巖層(直接頂或塊狀結構中不穩(wěn)固的巖塊)懸吊在上部穩(wěn)固的巖層上，阻止巖塊或巖層的垮落。錨桿所受的拉力來自被懸吊的巖層重量，并據此設計錨桿支護參數。（一）懸吊吊作用這一理論提提出的較早早，只有滿足其前提提條件時，才有一一定的實用用價值。在我國，由于于錨桿長度度一般都在在1.6-2.2m之間，當破破碎帶較大大超過其錨錨桿長度時時，采用懸懸吊理論無無法設計支支護參數，，而且大量量的工程實實踐證明，，即使巷道道上部沒有有穩(wěn)固的巖巖層，錨桿桿也能發(fā)揮揮其作用。例如，在全全煤巷道中中，錨桿錨錨固在煤層層中也能起起到支護的的作用，這這從一個側側面說明懸吊理論在在應用中的的局限性。。（一）懸吊吊作用由于錨桿支支護的主要對象不是破碎帶帶內巖石的的重量(自重)，而是破碎帶產生生和發(fā)展過過程中的碎脹變形力力，而后者碎碎脹變形力力遠大于前前者破碎帶帶內巖石的的自重。（一）懸吊吊作用軟弱圍巖中中，錨桿的作用用是將直接接頂板的破破碎巖石懸懸吊在其上上部部的自自然平衡拱拱上，拱高高可采用普普氏的壓力力拱理論估估算。（二）組合合梁作用（二）組合合梁作用為了解決懸懸吊理論的的局限性，，1952年德國Jacobio等在層狀地地層中提出出了組合梁梁理論。該理論認為為：在沒有穩(wěn)固固巖層提供供懸吊支點點的薄層狀狀巖層中，，可利用錨錨桿的拉力力將層狀地地層組合起起來形成組組合梁結構構進行支護護護，這就就是所謂的的錨桿組合合梁作用(如圖4-2)。（二）組合合梁作用組合梁作用用的本質在于通過錨錨桿的預拉拉應力將原原視為疊合合梁(板)的巖層擠緊緊，增大巖巖層間的摩擦力；同時，錨桿桿本身也提提供一定的的抗剪能力，阻止其層層間錯動。。錨桿把數層層薄的巖層層組合成類類似鉚釘加加固的組合合梁，這時時被錨固的的巖層便可可看成組合合梁，全部部錨固層能能保持同步步變形，頂頂板巖層抗抗彎剛度得得以大大提提高。決定組合梁梁穩(wěn)定性的的主要因素素是錨桿的預拉應力及桿體強度和巖層的性質質。（二）組合合梁作用這一觀點有有一定的影影響，但是是其工程實實例比較少少，也沒有有進一步的的資料供錨錨桿支護設設計應用，，尤其是組組合梁的承承載能力難難以計算，，而且組合合梁在形成成和承載過過程中，錨錨桿的作用用難以確定定。另外，巖層層沿巷道縱縱向有裂縫時粱的連續(xù)性性問題、梁的抗彎強強度等問題也難難以解決。。（三）擠壓壓加固拱作作用組合拱理論論示意圖組合拱理論論是由蘭氏氏（TALang）和彭德（（Pender）通過光彈彈試驗提出出來的。組合拱原理理認為:在拱形巷道道圍巖的破破裂區(qū)中，，安裝預應應力錨桿時時，在桿體體兩端將形形成圓錐形形分布的壓壓應力，如如果沿巷道道周邊布置置的錨桿間間距足夠小小，各個錨錨桿的壓應應力錐體相相互交錯，，這樣使巷巷道周圍的的巖層形成成一種連續(xù)續(xù)的組合帶帶（拱）。。（三）擠壓壓加固拱作作用（三）擠壓壓加固拱作作用（三）擠壓壓加固拱作作用對于被縱橫橫交錯的弱弱面所切割割的塊狀或或破裂狀圍圍巖，如果果及時用錨錨桿加固，，就能提高高巖體結構弱弱面的抗剪剪強度，在圍巖周周邊一定厚厚度的范圍圍內形成一一個不僅能能維持自身身穩(wěn)定、而而且能阻止止其上部圍圍巖松動和和變形的加固拱，從而保持持巷道的穩(wěn)穩(wěn)定。（四）錨桿桿的加固作作用（四）錨桿桿的加固作作用彈塑性理論論在對圍巖巖狀態(tài)作了了正確分析析后，對錨錨桿支護的的作用機理理提出了一一個觀點：：利用錨桿提提供足夠的的支護抗力力，加固圍圍巖提高其其承載能力力、減小其其變形量，，并且大量量的實驗室室相似模擬擬試驗證實實通過錨桿桿錨固可使使圍巖的抗壓強度峰峰值提高50％-100％(相對于無錨錨桿情況)，同時據此此用摩爾理理論抗剪強強度包絡線線解釋，可可以使圍巖巖不產生破破碎帶，或或者說限制制圍巖彈塑塑性變形量量的發(fā)展，，從而使圍圍巖處于穩(wěn)穩(wěn)定的彈塑塑性圍巖狀狀態(tài)，見圖圖4-4。（四）錨桿桿的加固作作用對這種觀點點來講，由由于現有支支護(包括錨桿支支護)對彈塑性變變形相對不不及時和支支護手段與與圍巖的不不密貼決定定了在圍巖巖處于彈性性狀態(tài)時其其支護阻力力較小，它它不可能有有效的阻止止并限制圍圍巖破碎帶帶的產生和和發(fā)展。（五）巷道道錨桿支護護圍巖強度度強化作用用中國礦大礦礦壓所（1）巷道錨桿桿支護的實質是錨桿和錨固固區(qū)域的圍圍巖相互作作用而形成成錨固體，，形成統(tǒng)一一的承載結結構。（2）巷道錨桿桿支護可以以提高錨固固體的力學學參數，包包括錨固體體破壞前和和破壞后的的力學參數數（E、C、φ），改善錨錨固體的力力學性能。。（3）錨桿錨固固體區(qū)域內內的巖體峰峰值強度或或峰后強度度、殘余強強度均得到到強化。（4）巷道錨桿桿支護可以以改變圍巖巖的受力狀狀態(tài)、增加加圍壓，從從而提高圍圍巖的承載載能力、改改善巷道的的支護狀況況。（5）巷道圍巖巖錨固體強強度提高后后，巷道破破碎區(qū)、松松動圈范圍圍減小，有有利于巷道道圍巖保持持穩(wěn)定。（六）最大大水平主應應力理論（六）最大大水平主應應力理論澳大利亞、、英國目前前普通采用用蓋爾(GaIe)最大水平主主應力理論論設計錨桿桿支護參數數。該理論論認為：（1）礦井巖層層的水平應力在埋深小于于500m時通常大于垂直應應力；水平應力力具有明顯的的方向性，其中最大大水平應力力一般為最最小水平應應力的1.5-2.5倍。（2）巷道頂底底板的穩(wěn)定定性主要受受水平應力力的影響，，并且有3個特點：（六）最大大水平主應應力理論①巷道軸向與與最大水平平應力方向向平行的巷巷道受水平平應力最小小(頂底板穩(wěn)定定性最好)；②與最大水平平應力方向向呈銳角相相交巷道的的頂底板失失穩(wěn)破壞偏偏向巷道的的一幫：③與最大水平平應力方向向垂直的巷巷道受水平平應力影響響最大(頂底板穩(wěn)定定性最差)(圖4-6)。（六）最大大水平主應應力理論（六）最大大水平主應應力理論在深部開采采的高應力力條件下，，最大水平應應力的作用使頂底板巖層層出現錯動滑移和和松動膨脹脹，在頂板出出現破壞區(qū)區(qū)(圖4-7)。而錨桿的作用用就是防止止巖層的錯錯動和膨脹脹，特別是頂頂板變形的的早期階段段，巖層能能夠得到及及時加固，，可以保持持頂板的穩(wěn)穩(wěn)定，控制制后期變形形破壞的發(fā)發(fā)展。錨桿的加固固作用如圖圖4-8所示。（六）最大大水平主應應力理論（六）最大大水平主應應力理論最大水平應應力理論論論述了巷道道圍巖水平平應力對巷巷道穩(wěn)定性性的影響以以及錨桿支支護起到的的作用，它是以實測測地應力及及巖心實驗驗室力學試試驗參數為為基礎形成成的一套錨錨桿支護設設計方法，，運用有限差差分法(采用莫爾一一庫侖強度度淮則)對試驗巷道道錨桿支護護參數進行行設計，同時在使用中強調調監(jiān)測的重要性，，并根據監(jiān)測結果果修正和完善初始始設計。（六）最大水平主主應力理論但是用它無法定量量設計錨桿支護參參數，因為該理論論仍然存在著以下下幾個方面的問題題沒有解決：（1）在實測地應力(最大水平應力)方面；（2）在巖體力學參數數測定方面；（3）巖體本構方程方方面；（4）圍巖狀態(tài)方面分分析。（六）最大水平平主應力理論（七）錨桿的楔固固作用（銷釘）錨桿的楔固作用是是在圍巖中存在一一組或幾組不同產產狀的不連續(xù)面的情況下下，由于錨桿穿過過這些不連續(xù)面，，防止或減少了圍巖沿不連續(xù)續(xù)面的移動，如下下圖所示。（八）錨桿的減跨跨作用把不穩(wěn)定的頂板巖巖層看成是支撐在在兩幫的疊合梁(板)，由于可視懸吊在在老頂上的錨桿為為支點安設了錨桿桿就相當于在該處打了了點柱，增加了支支點，減少了頂板的跨跨度(如圖)，從而降低了頂板板巖層的彎曲應力力和撓度，維持了了頂板與巖石的穩(wěn)穩(wěn)定性，使巖石不不易變形和破壞。。這就是錨桿的“減減跨”作用，它實實際上來源于錨桿桿的懸吊作用。但是，它也未能提提供用于錨桿支護護參數設計的方法法和參數。（九）根據圍巖狀狀態(tài)特征分類闡述述錨桿支護機理地下工程條件千變變萬化，不同的圍圍巖狀態(tài)條件下，，巷道支護的荷載載勢必大不相同。。如膨脹性地層以以圍巖的吸水膨脹變形壓力力為主，小松動圈圍圍巖以圍巖的自重壓力為主，二者的支護護作用顯然不同。。所以，錨桿支護護機理不能一概而而論，應根據圍巖巖狀態(tài)特征區(qū)別對對待。近年來比較活躍的的錨桿支護理論如如松動圈支護理論、關鍵承載圈支護理理論等，都是從這一原原則出發(fā)，結合圍圍巖狀態(tài)分別按懸懸吊理論、組合拱拱理論、加固理論論等分析錨桿支護護機理和設計錨桿桿支護參數。1.圍巖松動圈巷道支支護理論圍巖松動圈巷道支支護理論是在對圍圍巖狀態(tài)進行深入入研究后提出的，，通過研究，發(fā)現松松動圈的存在是巷巷道圍巖的固有特特性，它的范圍大大小(厚度值)目前可以用聲波儀儀或者多點位移計計等手段進行測定定。松動圈理論認為：巷道支護的主要對象是圍巖松動圈產生生、發(fā)展過程中產產生的碎脹變形力，錨桿受拉力的來來源在于松動圈的的發(fā)生、發(fā)展，并并根據圍巖松動圈圈厚度值大小的不不同將其分為小、、中、大三類，松松動圈的類別不同同，則錨桿支護機機理也就不同。1.圍巖松動圈巷道支支護理論本理論認為，巷道支護的對象除松動圈圍巖自重和巷道深部圍巖的的部分彈塑性變形力力外，還有松動圍圍圍巖的變形力。后者，往往占據據主導地位。簡而而言之，巷道支護護的對象主要是圍巖松動圈在形成成過程中的巖石碎碎脹力。在現有支護條件下下，試圖用支護手手段阻止圍巖松動動破壞是不可能的的。松動圈理論認為，，支護的作用是限制制圍巖松動圈形成成過程中碎脹力所所造成的有害變形形。支護對破碎圍巖的的維護作用：松動動圈發(fā)展變形過程程中維持破碎巖塊塊相互嚙合不垮落，通過提供支護阻阻力限制破裂縫隙過度度擴張，從而減少巷道的的收斂變形。小松動圈（<40cm）圍巖的變形壓力可可以忽略不計，巷巷道支護載荷只是是松動圈內圍巖的的自重，其數值小小于0.1MPa，只用單一噴混凝凝土支護即可達到到支護的目的。中松動圈（40cm～150cm）圍巖碎脹變形比較較明顯，變形量較較大，使剛性的噴噴射混凝土支護產產生裂縫或破壞，，必須采用以錨桿桿為主體構件的錨噴支護方式，以錨桿為主體支支護結構控制其碎碎脹變形，噴層將將只作為錨桿間活活石的支護和防止止圍巖風化。由于圍巖松動圈厚厚度小于常用錨桿桿長度，因此可采采用錨桿懸吊作用機理來設計支護參參數。大松動圈（>150cm）圍巖表現出軟巖的工程特征，圍巖松動圈碎脹變形量大，初期圍巖收斂變形速度快，變形持續(xù)時間長，礦壓顯現大，支支護難度大。支護護不成功時，巷道道底板出現底鼓。。在這種條件下，，如果用懸吊理論論設計錨桿支護參參數，常因設計錨錨桿過長、過粗而而失去其普遍應用用的價值。在單根錨桿作用下下每根錨桿因受拉拉應力而對圍巖產產生擠壓，在錨桿桿兩端周圍形成一一個兩端圓錐形的的受壓區(qū)，合理的的錨桿群可使單根根錨桿形成的壓縮縮區(qū)彼此聯系起來來，形成一個厚度度為b的均勻壓縮帶。對對于拱形巷道，壓壓縮帶將在圍巖破破裂處形成拱形；；對于矩形巷道，，壓縮帶將在圍巖巖破裂處形成矩形形結構，統(tǒng)稱之為為組合拱作用機理。圍巖類別松動圈支護方法備注小I穩(wěn)定<40噴砼圍巖整體性好中II較穩(wěn)定~100錨，噴（懸吊）III一般~150錨，噴（懸吊）剛性支護局部破壞大IV一般不穩(wěn)定~200錨，噴，網（組合拱）剛性支護大面積破壞V不穩(wěn)定~300錨，噴，網（組合拱）圍巖變形有穩(wěn)定期VI極不穩(wěn)定>300二次支護無穩(wěn)定期圍巖松動圈分類表表2.錨桿支護的“關健承載圈”及“擴容—穩(wěn)定”理論由煤炭科學研究總總院開采所康紅普博士提出，該理論論認為：巷道圍巖的變形和和破壞狀態(tài)在掘進進、穩(wěn)定、回采等等不同階段是不同同的，具有顯著差差別。因此主張根根據圍巖的狀態(tài)特特點分別按“關鍵承載圈理論論”和“擴容一穩(wěn)定理論論”分析闡述錨桿支護護的作用機理?！瓣P鍵承載圈”是指在巷道周圍圍圍巖一定深度的的范圍內，存在一一個能承受較大切切向應力的“巖石石圈”，該巖石圈圈處于應力平衡狀狀態(tài)，具有結構上上的穩(wěn)定性，可以以用來懸吊承載圈圈以內的巖層。關鍵承載圈理論認認為，承載圈以內內的巖石重量是支支護的對象——即荷載高度。理論分析及工程實實踐表明：承載圈圈厚度越大，圈內內應力分布越均勻勻，承載能力越大大；在對圍巖未采采取人工支護等控控制措施時，承載載圈離巷道周邊越越近，荷載高度越越低，巷道越易維維護。關鍵承載圈的位置置及厚度，可以根根據對圍巖狀態(tài)的的分析計算得出。?！瓣P鍵承載圈理論論”認為，當載荷高度度不大，通常錨桿桿長度能夠伸入到到關鍵承載圈中時時，用“關鍵承載載圈觀點”闡述錨錨桿支護機理。其其主要觀點是：(1)關鍵承載圈以內的的巖石重量是支護的對象，荷荷載高度是關鍵承承載圈以下的不穩(wěn)穩(wěn)定巖層的高度。。(2)錨桿的支護作用主要是：將破壞區(qū)區(qū)巖層與關鍵承載載圈相連，阻止破破碎巖層垮落；對對圍巖提供徑向、、切向約束力，阻阻止破壞區(qū)巖層的的擴容、離層、滑滑動，提高破碎區(qū)區(qū)的承載能力，如如圖6-9所示。關鍵承載圈理論2）擴容—穩(wěn)定理論巷道經受采動影響響之后，圍巖的破破壞范圍會逐漸擴擴大，當通常錨桿的長度度不能伸入到關鍵鍵承載圈時，依據“擴容—穩(wěn)定理論”闡述錨桿支護的的作用，主要觀點點：(1)錨桿要控制圍巖的的擴容變形，阻止止深部破碎巖層的的進一步擴容相離離層。(2)在破壞區(qū)內形成“次生關鍵承載層層”，使圍巖深部關鍵承承載圈內的應力分分布趨于均勻和內內移，提高關鍵承承載圈的承載能力力。(3)錨桿對煤幫的控制制效果尤為明顯，，由于煤層強度較較低且受到采動影影響程度較為嚴重重，所以回采巷道道兩幫支護顯得尤尤為重要，安裝錨錨桿后，對煤幫的的擴容、松動和擠擠出均有控制作用用，加鋼帶后效果果會更好。2）擴容—穩(wěn)定理論“擴容一穩(wěn)定理論論”的核心思想就是控制圍巖的擴容變變形，形成次生關關鍵承載層，提高高承載圈的承載能能力使圍巖趨于穩(wěn)穩(wěn)定，如圖6-10所示。次生關鍵承載層厚厚度的影響因素很很多，當其厚度較較薄且遠小于巷道道尺寸時，在水平平應力的作用下，，次生關鍵層很容容易發(fā)生“壓曲失失穩(wěn)、彎曲失穩(wěn)””破壞，造成巷道道支護失敗。因此，合理確定次次生關鍵承載層的的厚度至關重要，，錨桿的存在，減減小了巖層壓曲或或者彎曲失穩(wěn)的可可能性，錨桿預緊緊力越大，支護效效果越好。二、錨噴作用機理理噴層作用：(1)封閉和加固圍巖。。防止風化、改善善受力狀態(tài)。(2)調整圍巖應力。利利用噴層的柔性，，釋放一定的壓力力。(3)組合拱。二、錨網作用機理理網的作用：支護錨桿間碎石或或煤塊，維護錨桿桿支護的整體性，，基本上都是必須須的。在圍巖整體性持別別好的情況下，可可以不設金屬網。。網的形式有金屬網網、塑料網、荊笆笆片等。頂板斜錨錨桿的作作用頂板斜錨錨桿的作作用實驗表明明，圍巖巖的破壞壞首先是是從應力力集中程程度大的的頂板角角部出現現，呈內內傾形；；如支護護不當，，條件合合適時很很容易造造成頂板板整體垮垮落事故故，這一一現象已已被多次次事故所所證實。。因此，矩矩形、梯梯形巷道道頂板伸伸向兩幫幫上方錨錨固可靠靠的“斜斜錨桿””非常重重要，它它被用來來提供抗抗剪阻力力，防止止頂板沿沿角處破破裂縫滑滑移掉落落。斜錨桿的的長度和和角度以以伸入兩幫幫上方為為準。錨固力力及錨固固可靠性性要求高高，一般般情況下下要求錨錨桿桿體體直徑≥≥16mm，錨固力力≥60kN。三、錨梁梁（帶））作用機機理“鋼帶（（梁）””的作用用第一，協協助伸向向兩幫上上方的““斜錨桿桿”將頂板與兩兩幫有機機的聯系系起來，防止切頂頂破壞；第二，改改善錨固固層應力力狀態(tài)，，增加側向向擠壓力力、提高次次生組合合拱的承承載能力力。鋼帶梁在在頂板下下沉變形形過程中中承受拉拉力，反反過來約約束頂板板的下沉沉。所以，在在壓力顯顯現明顯顯和圍巖巖比較破破碎的復復雜條件件下，鋼鋼帶梁的的增設，，有利于于改善圍圍巖錨固固層的應應力狀態(tài)態(tài)，提高高錨桿支支護的承承載能力力。在全全煤巷道道、頂板板及煤幫幫破碎、、圍巖變變形壓力力大的大大松動圈圈圍巖及及沿空巷巷道的頂頂板和兩兩幫均應應敷設鋼鋼帶梁。。當頂板板或煤層層整體性性好，松松動圈范范圍小于于1.5m的情況下下，回采采巷道沒沒有必要要敷設鋼鋼帶粱。。四、錨桿桿桁架支支護機理理錨桿桁架架于1966年首先在在美國鐵鐵礦由支支護中出出現?；窘Y構構：兩根頂板板錨桿在在靠近兩兩幫處傾傾斜安裝裝，下端端通過聯聯接件與與拉桿連連接，并并(必須)施加一定定預緊力力，使錨錨桿與拉拉桿形成成一支護護整體。。作用原理理：通過其頂頂板下面面的拉緊緊裝置給給予水平平拉力，，在頂板板內形成成箍緊力力，使彎曲下沉沉的頂板板呈壓縮縮狀態(tài)，阻止巖巖石的受受剪力破破壞，使使破壞離離層的巖巖石互相相擠壓嚙嚙合達到到自穩(wěn)，，從而保保持了頂頂板的完完整和穩(wěn)穩(wěn)定。桁架錨桿桿四、錨桿桿桁架支支護機理理頂板錨桿桿桁架的的支護作作用：1)改善頂板板應力狀狀態(tài)；四、錨桿桿桁架支支護機理理2)有利于頂頂板裂隙隙梁的形形成與穩(wěn)穩(wěn)定；四、錨桿桿桁架支支護機理理2)有利于頂頂板裂隙隙梁的形形成與穩(wěn)穩(wěn)定；四、錨桿桿桁架支支護機理理2）有利于于頂板裂裂隙梁的的形成與與穩(wěn)定在層狀巖巖體中巷巷道開挖挖時，頂頂板極軟軟弱和破破碎時，，頂板的的破壞與與變形可可以用““巖粱””理論來來分析．．它的穩(wěn)穩(wěn)定性取取決于裂裂隙梁的的成拱作作用。在在這種條條件下的的錨桿支支護通常常不能起起懸吊作作用，而而應考察察摩擦作作用和組組合梁作作用。對于圖47-8所示的層層狀裂隙隙頂板，，桁架提提供的水水平壓力力顯然增增大了沿沿巷道軸軸向的一一組裂隙隙的摩擦擦系數，，從而增增高了裂裂隙梁的的完整性性”。同同時，有有利于頂頂板梁的的成拱作作用(圖47-8虛線所示示)。四、錨桿桿桁架支支護機理理3)提高頂板板裂隙梁梁抗剪滑滑動能力力。四、錨桿桿桁架支支護機理理頂板錨桿桿桁架的的支護作作用：3）提高頂頂板板裂裂隙梁抗抗剪滑動動能力根據巖梁梁成拱原原理，當當巖梁自自重和原原巖應力力引起的的供座處處水平推推力不足足以阻止止剪切滑滑動力時時。頂板板將發(fā)生生整體剪剪切活動動，由桁桁架預緊緊力引起起的主動動作用將將與拱座座處水平平推力疊疊加，增增大了該該危險部部位巖石石或不連連續(xù)面的的摩擦阻阻力，達達到提高高頂板裂裂隙梁抗抗剪能力力，從而而維持頂頂板穩(wěn)定定的目的的(圖47-10)。這種加加固作用用隨頂板板下沉引引起拉桿桿拉伸而而進一步步得到增增強。四、錨桿桿桁架支支護機理理適用：大變形的的軟巖巷巷道，對對錨桿支支護或其其它常規(guī)規(guī)方法難難以維護護的復雜雜地質條條件、軟軟弱破碎碎帶的控控制有著著重要的的作用。。目前，在在國外煤煤礦中，，單組錨錨桿桁架架已用到到最大跨跨度達7m的巷道，，而雙組組錨桿桁桁架支護護的巷道道寬度最最大已達達9m。在房式式采煤法法中，使使用三組組桁架支支護的礦礦房可達達12m。錨桿桁架架在巷道道交叉點點和大斷斷面硐室室中也有有著廣泛泛的應用用。五、錨索索作用機機理通常與錨錨桿組合合使用。。懸吊作用用把錨桿加加固的巖巖體懸吊吊在穩(wěn)定定的巖層層上。六、錨注注作用機機理錨桿+圍巖注漿漿1）注漿硬硬化破碎碎、軟弱弱巖體，，提高圍圍巖強度度，增強強其整體體性；2）錨桿和和硬化后后的圍巖巖形成整整體，共共同承受受荷載。3）錨桿的的錨固力力和錨固固效果隨隨著注漿漿大大提提高。適用：圍巖破裂裂范圍較較大的軟軟巖巷道道。第二節(jié)錨錨桿結結構及支支護形式式一、錨桿桿的構件件二、錨桿桿的結構構類型三、錨桿桿的支護護形式及及選擇一、錨桿桿的構件件1.桿體（木木、竹、、金屬、、鋼管、、玻璃鋼鋼）2.錨固劑（（樹脂和和水泥））或楔子子3.托盤（木木、鑄鐵鐵、鋼板板）4.托梁（W型鋼帶、、鋼板梁梁、鋼筋筋梁）5.網（鐵絲絲網、塑塑料網、、鋼筋網網）二錨桿桿的結構構類型二錨桿桿的結構構類型金屬倒楔楔式錨桿桿管縫式錨錨桿水力脹管管式錨桿桿木錨桿和和竹錨桿桿鋼筋或鋼鋼絲繩砂砂漿錨桿桿樹脂錨桿桿快硬水泥泥和快硬硬膨脹水水泥錨桿桿內注式錨錨桿可拉伸錨錨桿其它錨桿桿1．全屬倒倒楔式錨錨桿此種錨桿桿由桿體體、固定定楔、活活動倒楔楔、墊板板和螺帽帽組成，，如圖5-6所示。這種錨桿桿屬端頭頭錨固型型，安裝裝后可立立即承載載，可回回收。錨錨固力達達40KN左右。常常用于圍圍巖比較較破碎，，需要立立即承載載的地下下工程。。2．管縫式式錨桿管縫式錨錨桿又稱稱開縫式式或摩擦擦式錨桿桿，它是是采用高高強度鋼鋼板卷壓壓成帶縱縱縫的管管狀桿體體外徑38.1㎜，用鑿巖巖機強行行壓入比比桿徑小小2～3mm的錨孔，，為安裝裝方便，，打入端端略呈錐錐形。由由于管壁壁彈性恢恢復力擠擠壓孔壁壁而產生生錨固力力，屬全全長錨固固型錨桿桿。對地層橫橫向錯動動，有良良好適應應能力，，鉆孔變變彎曲，，錨固得得更牢。。這種錨桿桿的成本本較高，，不能回回收復用用，但錨錨固性能能好，錨錨固力大大（50-70KN）。3.水力脹管管式錨桿桿鋼管雙層異形形鋼管。。高壓水注注入鋼管管內，膨膨脹變大大，擠壓壓孔壁。。錨固力力較大大，可可達80KN。3．木錨錨桿普通木木錨桿桿，壓壓縮縮木錨錨桿圖5-6木錨桿普通木錨桿；b.壓縮木錨桿1—外楔；2—鐵墊圈；3—木托板；4—木桿體；5——內楔4．鋼筋筋或鋼鋼絲繩繩砂漿漿錨桿桿⑴鋼鋼筋砂砂漿錨錨桿；；⑵鋼鋼絲絲繩砂砂漿錨錨稈鋼筋或或鋼絲絲繩砂砂漿錨錨稈是是全長長錨固固型錨錨桿。。設計計錨固固為為為30～50KN。5.樹脂錨錨桿用樹脂脂為粘粘結劑劑，在在固化化劑和和加速速劑的的作用用下，，將錨錨桿的頭部部粘結結在錨錨桿孔孔內。。端頭頭錨固固型樹樹脂錨錨桿是是由樹脂藥藥包和桿體組成(圖5-7)。使用115型樹脂脂錨固固劑，，可在在3～5min內凝膠達到到很高的錨固強度，，15min后即可套上上墊板緊固固螺帽。使用82型錨固劑，，可在15～60s內凝膠，5min后錨固力可可達40KN以上，可滿滿足5min上墊板擰緊緊螺帽的要要求。5.樹脂錨桿結構：桿體（麻花花+擋圈）、藥藥卷、墊片片+螺母特點凝結硬化快快，粘結強強度高；安安全可靠；；施工操作作方便；適適用范圍廣廣。普通樹脂錨錨桿材料：螺紋紋鋼孔徑：28-42，直徑：16-22，長度：1.8-2.4等強螺紋鋼鋼玻璃鋼玻璃鋼錨桿6．快硬水泥泥錨桿桿體結構與與樹脂錨桿桿相同，是是端頭錨固型型錨桿。膠結材料：國產定型型早強水泥泥和雙快水水泥按一定定比例混合合而成。使使用前需浸浸水2～3min，在