[发明专利]一种免动力加速对流锚杆及施工方法

说明书

一种免动力加速对流锚杆及施工方法，适用于冻土边坡，属边坡支护领域。免动力加速对流锚杆包括锚管、对流系统和抽风系统；锚管以挡板为界分为出风段和锚固段；将对流管和进风管无定位支架的一端分别套在连接件上直径较小和较大的插环上，组成对流系统；将抽风管一端的扩大头通过卡箍与无动力通风器的风筒相连，构成抽风系统；把组装完成的对流系统套在锚管的出风段上，待注浆体达到设定强度后用锚具和垫片将锚管锚固于坡面上；利用卡箍将抽风系统与锚管相连。本发明结合烟囱效应和无动力通风技术，无需额外动力即可加快坡体内对流换热速率，增强降温效果，从而保证冻土边坡的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种免动力加速对流锚杆及施工方法，属边坡支护领域，适用于寒区冻土边坡的工程加固。

背景技术

我国是世界第三冻土大国，全国约有98.9%的国土面积分别被不同类型的冻土所覆盖，主要分布在东北高纬度的大、小兴安岭和西南部高海拔的青藏高原地区，其中对工程建设影响较大的多年冻土和季节冻土区的面积占全国总面积的75%。随着一带一路战略的实施以及西部大开发和振兴东北地区老工业基地战略的不断推进，冻土地区经济建设力度不断加大，基础设施建设也不断完善，越来越多冻土边坡不断涌现。

全球温室效应不断加剧，再加上冻土对温度的敏感性，在周期性的冻融循环作用下，冻土边坡极易发生冻融滑塌现象。目前，冻土边坡热融滑塌的工程防治思路主要包括：降低坡体地下水位和含水率，从而减轻土体冻胀融沉所带来的危害；使用非冻胀性粗骨料来代替冻胀土以保证坡体稳定性；利用工程构筑物或者生态防护措施来增强坡体的抗滑能力。但是，降低坡体地下水位和含水率的技术相对复杂，需要考虑的因素也比较多，成本高；替换冻胀土成本高，对环境影响较大，一般不作为冻土边坡工程治理的首选方案；生态护坡养护管理困难，对边坡体要求较高，对于环境复杂的工程并不适用；而工程构筑物因其效果好，施工速度快，成本相对较低的优点成为目前治理冻土边坡中应用最为广泛的方案，但其并未从根本上解决冻胀、融沉作用所造成的滑塌，属于被动保护冻土边坡的治理方法。因此，从主动保护冻土边坡的角度出发，寻求一种更有效、简便、实用的冻土边坡工程结构防护新方法，使其既能够起到对坡体的加固作用，又能够主动降低坡体内部温度，从而降低冻融作用对边坡的稳定性影响，保证冻土边坡的稳定性，是非常必要而迫切的。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能够提供锚固能力，又能够在无额外动力的情况下降低冻土边坡内部温度的冻土边坡支护结构，打破目前冻土边坡被动防护的现状，为治理冻土边坡提供一种新思路。

本发明是一种免动力加速对流锚杆及施工方法，其结构包括锚管1、对流系统和抽风系统；锚管1以挡板3为界分为出风段A和锚固段B，出风段A靠近挡板3的一侧开设通风孔2，锚固段B开设出浆孔4；对流系统由对流管5、进风管10、加速管9和连接件7构成；抽风系统包括抽风管11和无动力通风器13；将连接件7上直径较小的插环8插入对流管5无定位支架6的一端，另一侧直径较大的插环8插入进风管10无定位支架6的一端，组成对流系统；将抽风管11一端的扩大头12通过卡箍15与无动力通风器13的风筒14相连，构成抽风系统；向锚管1的锚固段B注浆，浆体穿过出浆孔4与周围土体粘结；把组装完成的对流系统套在锚管1的出风段A上，并用锚具16和垫片17将锚管1锚固于坡面上；利用卡箍15将抽风系统与锚管1相连。

免动力加速对流锚杆的施工方法，其步骤为：

（1）制作锚管1：锚管1为直径50~60mm的钢管，根据工程实际确定锚管1出风段A和锚固段B的长度，在出风段A和锚固段B的交界处焊接外径与对流管5相同的环形挡板3，出风段A靠近挡板3的一侧开设直径为10~20mm，纵横间距为60~80mm的通风孔2，锚固段B开设直径为3~6mm，间距为50~80mm的出浆孔4；