[发明专利]一种分段式中空排水预应力让压锚杆及其支护方法

说明书

本发明涉及岩土工程锚固及地质灾害防治技术领域，尤其是一种适用于地下工程、边坡工程、滑坡防治等工程形式中的分段式中空排水让压锚杆及其支护方法；包括高强中空杆体、高强螺母、高强托盘和让压管，高强托盘中心处开孔，高强中空杆体穿过高强托盘设置，高强托盘一侧与高强螺母连接，一侧与围岩接触，让压管设在高强中空杆体表面；通过将分段设有排水孔的高强度中空杆体与多个让压管、高强托盘、螺母等部件组成的分段式中空排水让压锚杆埋入围岩或边坡坡体中，实现岩土体的排水和让压锚固的方案。让压锚杆的让压变形可调整隧洞围岩的应力分布，更好地控制了围岩松动圈、塑性区发展的作用，更有利于围岩稳定。

技术领域

本发明涉及岩土工程锚固及地质灾害防治技术领域，尤其是一种适用于地下工程、边坡工程、滑坡防治等工程形式中的分段式中空排水让压锚杆及其支护方法。

背景技术

地下工程、边坡工程及地质灾害防治工程是工程建设中常见的工程形式，利用锚杆（锚索）进行对其加固是目前常用的方法之一。随着国民经济的发展以及需要满足工程需求的过程中，上述工程在建设中会遇到不同的问题和挑战。例如，埋深大的软岩隧洞具有高地应力、大变形、动压影响显著等特点，深埋软岩隧洞的支护问题变得非常复杂，传统的锚杆支护已经不能满足实际工程的需要；由于降雨下渗、地下水位的变化会引起岩土体重度增大，降低岩土体的抗剪强度等问题，实际工程中常常设置排水沟或排水孔等排水措施以解决这个技术难题，但是该排水措施受到工程地质条件、工程材料和施工工艺等条件的制约，同时也增加了工程建设的成本。

现有的技术中，已经存在将让压锚杆应用于煤矿巷道工程中的实例，以解决高矿压、大变形和动荷载影响的问题。目前也有专家、学者提出将让压锚杆应用于大变形的隧洞进行支护加固，以适应大变形、高地应力等问题的影响，同时发挥让压功能保护锚杆，但是实际工程应用的例子较少。现有的排水措施大多都是传统的排水措施，设置排水沟或排水孔以达到排水的目的，但是传统的排水措施受到支护方案的影响，设置的间距、个数受到限制，排水效果欠佳，对工程的安全运营不利。因此，为了满足实际工程需要而开发一种便于施工、制造成本低、将锚固措施和排水措施结合在一起的分段式中空可排水让压锚杆及其支护方法是非常有必要的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种分段式中空可排水让压锚杆及其支护方法。通过将分段设有排水孔的高强度中空杆体与多个让压管、高强托盘、螺母等部件组成的分段式中空排水让压锚杆埋入围岩（边坡坡体）中，实现岩土体的排水和让压锚固的方案。让压锚杆的让压变形可调整隧洞围岩的应力分布，更好地控制了围岩松动圈、塑性区发展的作用，更有利于围岩稳定；对于圆形或弧形断面隧洞，群体锚杆支护使围岩中行程组合拱增强了锚固体的承载力，让压性能具有进一步提高支护强度的作用。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种分段式中空排水预应力让压锚杆，包括高强中空杆体、高强螺母、高强托盘和让压管，高强中空杆体是本发明的主要受力构件，其高强度特性需要满足实际工程中抗拉和抗剪的需求，满足工程的支护强度需求，杆体长度由实际工程需要确定，高强托盘中心处开孔，高强中空杆体穿过高强托盘设置，高强托盘一侧与高强螺母连接，一侧与围岩接触，高强螺母需满足安装应力所需的强度要求，更好地配合锚固措施中的连接部件，高强螺母用于固定高强托盘，让压管设在高强中空杆体表面，使让压管和高强中控杆体能更好地工作，让压管的个数可根据实际工程需要确定。

进一步，让压管与高强中空杆体之间留有空隙，空隙内填充锂基润滑脂。

进一步，高强中空杆体表面具有连续的高强螺纹并分段设有排水孔，让压管覆盖高强中空杆体的范围内不设排水孔，让压管与让压管之间的高强中空杆体设排水孔，增强锚固效果和实现排水功能。

进一步，让压管的两端与高强中空杆体有足够强度的密封连接，确保让压管和高强中空杆体之间没有相对移动，让压管在锚杆尾部连接时使用渐变的紧缩连接，优选地，让压管的强度和延性均优于高强中空杆体，让压管包括让压管本体段和让压管渐变段。